Definicion De Ensayo No Destructivo 241x5

DEFINICION DE ENSAYO NO DESTRUCTIVO El ensayo no destructivo (END) ha sido definido como aquellos métodos de ensayos que comprenden los utilizados para examinar un objeto, material o sistema sin afectar su utilidad futura. El término es aplicado en general a investigaciones no médicas de integridad material. Estrictamente hablando, esta definición de ensayo no destructivo incluye los diagnósticos médicos no invasivos. El ultrasonido, los rayos X y la endoscopía son utilizadas por ambos el ensayo médico y el ensayo industrial. En los años cuarentas, muchos de la Sociedad Americana de Ensayo No Destructivo (entonces la Sociedad para la Radiografía Industrial) eran profesionales de rayos X médicos. Sin embargo, los ensayos médicos no destructivos, han venido a ser tratados como un cuerpo de aprendizaje separado así de los ensayos no destructivos industrial que hoy la mayoría de los doctores nunca utilizan la palabra no destructivo. El ensayo no destructivo es utilizado para investigar la integridad material del objeto ensayado. Un número de otras tecnologías –por ejemplo, la radio astronomía, la medición de voltaje y amperaje y la reometría (medición de flujo)- son no destructivos pero no son utilizados para evaluar las propiedades específicamente del material. El ensayo no destructivo está comprendido de una forma práctica con la inspección de la pieza bajo ensayo -¿cuánto más puede esta pieza ser utilizada y cuando ella necesita ser inspeccionada de nuevo?- El radar y el sonar están clasificados como ensayo no destructivo cuando son utilizados para inspeccionar diques, por ejemplo, pero no cuando ellos son utilizados para trazar un mapa de la profundidad de un río. ¿Qué es un Ensayo No Destructivo? El ensayo no destructivo pregunta ¨¿hay algo malo en este material?¨ Varios realizaciones y ensayos de prueba, en contraste, preguntan ¨¿Trabaja este componente?¨ Esta es la razón que este no es considerado un ensayo no destructivo cuando un inspector controla un circuito con corriente eléctrica a través de ella. El ensayo de presión hidrostática es en general utilizado como un ensayo de prueba e intrínsecamente no es un ensayo no destructivo. El ensayo de emisión acústica utilizado para monitorear los cambios en la integridad de un recipiente a presión durante un ensayo hidrostático es un ensayo no destructivo. Otra cuestión no clara que invita a interpretaciones varias es la definición de ensayo no destructivo que está en su utilidad futura. Algunas investigaciones del material que necesitan tomar una muestra de la parte inspeccionada para ensayarla es inherente destructivo. Una parte no crítica de un recipiente a presión puede ser raspada o cortada para obtener una muestra para un microscopio electrónico, por ejemplo. Aunque la utilización futura del recipiente no es afectada por la pérdida de material, el procedimiento es inherentemente destructivo y el raspado o corte propio –en un sentido de realidad para el objeto ensayado- ha sido separado del servicio en forma permanente. La idea de la utilidad futura es relevante a la práctica del control de calidad del muestreo. El muestreo (que es, el uso del menos del 100% de la inspección para lograr inferencia acerca de lo demás no muestreado) es un ensayo no destructivo si la muestra inspeccionada es regresada al servicio. Si el acero es inspeccionado para verificar la aleación barra que puede entonces regresar al servicio, entonces el ensayo es no destructivo. En contraste, aun si el espectroscopio utilizado para el ensayo químico de muchos fluidos es de por sí no destructivo, el proceso es destructivo si la muestra ensayada es apartada después del ensayo. El ensayo de dureza por indentación suministra un caso de ensayo interesante para la definición de un ensayo no destructivo. Las máquinas de ensayo de dureza se parecen a algo como un taladro vertical. La fuerza aplicada es controlada como la barrena es bajada para hacer una pequeña huella en la superficie de la pieza que se ensaya. Entonces es medido el diámetro o la profundidad de la huella. La fuerza aplicada está correlacionada con el tamaño del penetrador para suministrar una medida de la dureza superficial. No se incapacita la utilidad futura de la pieza ensayada, excepto en casos raros cuando la calidad superficial de alto grado es muy

importante. Sin embargo, debido a que el contorno de la pieza es alterado, muy raramente se considera al ensayo como no destructivo. Una alternativa no destructiva a esta pudiera ser el ensayo de dureza utilizando en ensayo electromagnético no destructivo o equipos que miden la dureza a través de la impedancia acústica. Detección de la Discontinuidad El ensayo no destructivo no está confinado a la detección de grietas. Otras discontinuidades incluyen a la porosidad, la disminución del espesor de la pared por corrosión y otras muchas clasificaciones de falta de enlace u homogeneidad. La caracterización no destructiva del material es un campo en crecimiento interesado en las propiedades del material incluyendo la identificación y las características microestructurales –tales como curado de resina, el caso de endurecimiento y tensiones– que tienen una influencia directa en la vida de servicio del objeto ensayado. Los ensayos no destructivos han sido definidos por una relación o clasificación de varios métodos. Este es un enfoque práctico en que los métodos destacados son utilizados por la industria. PROPÓSITOS DEL ENSAYO NO DESTRUCTIVO Desde los años 1920, los ensayos no destructivos se han desarrollado desde un laboratorio por curiosidad hasta una herramienta indispensable de la producción. No más es el examen visual el medio principal de la determinación de la calidad. Los ensayos no destructivos en una amplia variedad están utilizados en todo el mundo para detectar variaciones en la estructura, cambios diminutos en la terminación superficial, la presencia de fisuras u otras discontinuidades físicas, para medir el espesor de materiales y recubrimientos y para determinar otras características de productos industriales. Los ensayos no destructivos actuales son utilizados por los fabricantes (1) para asegurar la integridad del producto, y por tanto, la confiabilidad; (2) evitar fallos, prevenir accidentes y salvar vidas humanas; (3) para dar beneficios al ; (4) para asegurar la satisfacción del cliente y mantener la reputación del fabricante; (5) para contribuir a un mejor diseño del producto; (6) para controlar los procedimientos de fabricación; (7) para disminuir los costos de fabricación; (8) para mantener la uniformidad del nivel de calidad; (9) para asegurar la presteza operacional. Asegurando la Integridad y la Confiabilidad de un Producto El compra un producto fabricado con toda la expectación que él le dará un servicio libre de problemas por un periodo razonable de utilización. Pocos productos de hoy en día se espera suministre décadas de servicio pero ellos están necesitados de dar un valor razonable de libre de falla. Años tras años el público ha aprendido a espera un mejor servicio y una vida de servicio más larga, a pesar del incremento de complejidad de nuestros aparatos eléctricos y mecánicos de todos los días. América siempre ha sido una nación en movimiento. Hoy nuestros ferrocarriles, automóviles, autobuses, aviones y barcos transportan personas a más lugares más rápido que nunca antes. Y el pueblo espera obtenerla sin retrasos debido a fallos mecánicos. No obstante las fábricas dan salidas a más, mejores y más rápidas a productos y con una maquinaria más automática. La istración espera que la maquinaria opere continuamente debido a que las ganancias dependen de la producción sostenida. La complejidad de los productos del presente y la maquinaria que los hace y transporta necesita mayor confiabilidad para todos los componentes. Si un producto tiene una sola pieza tiene una probabilidad de fallo de 1 en 1 000, si ella ha tenido una vida de servicio razonable. Ahora supongamos que un producto está ensamblado con 100 partes de varias criticidad y que cada una de las partes tiene una posibilidad de fallo de 1 en 1 000. ¿Cuál es entonces la posibilidad de fallo del artículo ensamblado? La confiabilidad total de cualquier ensamble es el producto matemático de los factores de confiabilidad de los componentes. La confiabilidad total de este ejemplo es entonces:

(1) La posibilidad de fallo del ensamblado es entonces: (2) O casi 1 en 10. Esto es indiscutible que el de este producto estará altamente insatisfecho si 1 falla de cada 10 prematuramente. El punto es que la integridad del componente y, por tanto, la confiabilidad debe ser inmensamente mayor que la confiabilidad necesaria para el producto ensamblado. Consideremos el motor V8 ordinario de un automóvil. Él tiene sólo un cigüeñal pero ocho bielas de conexión, diez y seis resortes de válvulas y cientos de otras partes. Teóricamente, el fallo de cualquiera de una de estas pudiera hacer inútil al motor. ¿Cuán aún hace que el dueño de un auto experimente el fallo de una pieza? Esto increíblemente tiene baja incidencia de falla en el servicio durante la vida normal de un automóvil que es un gran tributo a la habilidad de los ingenieros automotrices en el buen diseño, de los metalúrgicos para desarrollar materiales correctos, del personal de producción para fundir, laminar, forjar, maquinar y ensamblar correctamente y de los inspectores del equipo de control de la calidad para ajustar las normas y ver que el producto reúna los requisitos de éstas normas. Previniendo Accidentes y Salvando Vidas El aseguramiento de la confiabilidad es necesario debido al incremento general de la esperanza del público en la realización. Un propietario de casa espera que el refrigerador permanezca en servicio ininterrumpido, protegiendo por siempre la inversión en alimentos, o que la cortadora de césped motorizada comience con un halón de la cuerda y guarde la hierba cortada hasta el final por años. El fabricante espera que el torno, la prensa, la grúa levante por años de trabajo continuo aún bajo cargas severas. Pero solamente la confiabilidad por conveniencia y ganancias no es suficiente. La confiabilidad protege a las vidas humanas y es al final un valor por sí misma. El eje de un ferrocarril no debe falla a altas velocidades. El husillo frontal de un ómnibus urbano no debe romperse en una curva. El tren de aterrizaje de un avión no debe colapsar en el aterrizaje. El cable del elevador de una mina no debe romperse con personas en la cabina. Tales fallos críticos son en realidad raros. Y ello es más ciertamente no el resultado de una mera buena suerte. En grandes piezas esto es el resultado de la utilización extensiva del ensayo no destructivo y de la alta disposición de la habilidad del ensayo no destructivo disponible actualmente. Asegurando la Satisfacción del Consumidor Aunque es verdad que la razón más escuchada para el uso de los ensayos no destructivos es por la seguridad, es también probable la verdad que la razón más general es que da beneficios para el consumidor. Las fuentes de estos beneficios son tan palpables como intangibles. Las fuentes intangibles de este provecho es asegurar la satisfacción al consumidor. Su moraleja es la preservación y el mejoramiento de la reputación del fabricante. A esta ventaja evidente puede ser añadida que el fabricante mantendrá su posición competitiva. Es una verdad en general que el consumidor se ajusta al nivel de calidad. Esto es establecido por parte del mercado cuando selecciona entre los varios productores competitivos. Por supuesto, la reputación del fabricante por la alta calidad es sólo un elemento. Otras pueden ser la función, la apariencia, el envase, el servicio y el precio. Pero los mercados son altamente competitivos hoy en día, la calidad actual y la reputación por mantener la alta calidad en la mente del consumidor. Ayudando al Diseño del Producto Es significativa la ayuda del ensayo no destructivo en mejorar el diseño del producto. Por ejemplo, el estado de la solidez física cual revelada por los ensayos no destructivos tal como la radiografía, la partícula magnética o el ensayo penetrante de una corrida piloto de fundición muestra en ocasiones al diseñador que los cambios en el diseño son necesarios para producir

una fundición sólida en una sección importante. El diseño puede entonces ser mejorado y la plantilla modificada para incrementar la calidad del producto. Este ejemplo no es académico; él ocurre diariamente en las plantas de fabricación en todo el mundo. Un poco apartado de la esfera de la detección de discontinuidad están el ensayo no destructivo para determinar la dirección, la cantidad y el gradiente de las tensiones en partes mecánicas como la aplicada en el campo del análisis experimental de tensiones. Estos juegan un papel muy importante en el diseño de partes más ligeras, más fuertes, de menor costo y más confiables. Controlando el Proceso de Fabricación El control es un concepto básico en la industria. Los ingenieros, los inspectores, los operadores y el personal de producción conocen los problemas de mantener el proceso de fabricación bajo control. El proceso debe estar controlado, y el operario debe estar entrenado y supervisado. Cuando cualquier elemento de la operación de fabricación sale fuera del control, la calidad del producto afectado hace concesiones y el rechazo puede ser producido. Casi todo método de ensayo no destructivo es aplicado de una forma u otra para dar asistencia al proceso de control y asegurar un beneficio directo al fabricante. Como un ejemplo de miles que pudieran ser citados, considere una operación de tratamiento térmico. El metalúrgico establece un procedimiento basado en el material en buen estado de una composición dada. Primero un ensayo no destructivo, aplicado a todas las piezas o unas pocas de cada lote de partes, nos dice si el análisis químico del material es tan erróneo que el procedimiento fallará para producir la dureza deseada o inducir agrietamiento. Un segundo ensayo puede mostrar cuando y donde el agrietamiento ocurrió. Otro ensayo pude mostrar que la dureza deseada no ha sido obtenida. Si es así, las variables del proceso pueden ser inmediatamente corregidas. En estas formas, costo y tiempo de proceso son ahorrados por el fabricante.

Disminuyendo los Costos de Fabricación Hay muchos otros ejemplos tanto reales como potenciales de posibles ahorros en los costos a través de la utilización de los ensayos no destructivos. La mayoría de los fabricantes pudieran disminuir los costos decidiendo donde aplicar el siguiente principio de reducción de costo: un ensayo no destructivo puede reducir el costo de producción cuando localiza una característica indeseable de un material o componente en una fase temprana, eliminando así los costos de procedimientos ulteriores o ensamblaje. Un ejemplo de este principio es el ensayo de semiproducto para la forja antes de la operación de forjado. La presencia de juntura, inclusiones grandes o grietas en los semiproductos puede resultar con angustia en producto defectuoso. Utilizando tal semiproducto pudiera desperdiciar todo el trabajo y el tiempo del martillo de forja involucrado en la formación del material en el producto. Otro principio que hace beneficio es que un ensayo no destructivo puede ahorrar costo de fabricación cuando él produce la información deseable al menor costo que algunos otros ensayos destructivos o no destructivos. Un ejemplo de este principio es la sustitución del ensayo por partículas magnéticas por ataque ácido para detectar desuniones o grietas. Como lo tienen en muchas fábricas, un estudio económico directo de comparación de costo de los dos métodos puede mostrar la ventaja en el ahorro de costo del ensayo no destructivo sobre el examen con ácido. Manteniendo Uniforme el Nivel de Calidad Mejorar la calidad del producto debe ser un objetivo de y un resultado del ensayo no destructivo. Aún este no siempre es el caso, pero hay tal cosa como también el elevar un nivel de calidad. La función verdadera del ensayo es controlar y mantener el nivel de calidad que los ingenieros y ingenieros de diseño establecen para el producto particular y las circunstancias.

La calidad en ingenieros y fabricantes conscientes tiene el gran reconocimiento que la perfección es inalcanzable y que aun intentando obtener la perfección en la producción no es objetiva y además costosa. El directivo consciente pretende no la perfección pero persigue la excelencia en la dirección de la destreza para ordenar nacer al producto. El nivel de calidad deseada es uno de los que es más importante, de todo lo considerado. La calidad por debajo de los requisitos especificados puede arruinar las ventas y la reputación. La calidad por encima de los requisitos especificados puede engullir los beneficios a través de producción excesiva y migajas perdidas. El directivo debe decidir qué nivel de calidad él quiere para producir y apoyar. Una vez que el nivel de calidad ha sido establecido, el personal de producción y ensayo deberá ayudar a mantener este nivel y no apartarse de él excesivamente sea la calidad menor o mayor. En lenguaje rudo, un ensayo no destructivo no mejora la calidad. El puede ayudar a establecer el nivel de calidad pero sólo cuando la istración fija la normativa de calidad. Si la dirección quiere hacer un producto muy cercano al perfecto o quiere por el otro extremo hacer cachivaches, entonces los ensayos no destructivos ayudarán a hacer lo que ella quiere, ni más ni menos. En la preparación del dibujo de una parte, el diseñador fija las tolerancias en las dimensiones y finaliza. Si un dibujo especifica una cierta dimensión como 32 mm (1.25 pulgadas) pero falta especificar la tolerancia, el supervisor del taller de maquinado rechaza el dibujo como incompleto o asume la tolerancia normalizada. En el ensayo no destructivo, una tolerancia en calidad (la tolerancia sobre la característica que está siendo ensayada) o criterios para la aceptación o rechazo debe también estar especificado. CRECIMIENTO RÁPIDO Y ACEPTACION DEL ENSAYO NO DESTRUCTIVO Complejidad Incrementada de la Maquinaria Moderna Considere el automóvil del presente. Primero, el regulador manual de la mezcla de aire y combustible (choke) es ya obsoleto. La vieja varilla desde la pizarra a la válvula mariposa en el carburador ha sido reemplazada por un inyector de combustible más confiable y medida eficiente. El mecanismo que conectaba el pedal del freno y las zapatas de frenado han dado paso a sistemas hidráulicos y antibloqueo de frenado. Los antiguos limpiaparabrisas manuales están ahora accionados por vacío o electricidad y complicados por lanza chorro de lavado y cronometrado variable. Hoy día los componentes incluyen ventilación compleja, sistemas de calentamiento, descongelamiento y aire acondicionado, asientos automáticos, ventanillas con sistemas automáticos, protección solar, electrónica desarrollada, controles de emisión, controles de viaje, equipo estéreo, transmisiones automáticas o de ajuste digital. La industria automovilística, aunque lleva la complejidad del diseño a grandes alturas, aumenta tremendamente también la confiabilidad del componente. Por otra parte, la mayoría de las personas nunca se atreverían a tomar su carro del garaje por miedo a fallos serios. Como un aún más fabuloso ejemplo de confiabilidad aritmética de componente, considere las computadoras. Ellas necesitan microprocesadores complejos, los chips, resistencias, alambres de conexión, contadores y otras partes cuyo funcionamiento demanda confiabilidad operacional de cada uno de los componentes. Las industrias del automóvil y de instrumentos electrónicos son ejemplos de complejidad que pudiera nunca ser obtenida sin los avances paralelos en los ensayos no destructivos. Incremento de la Demanda de Máquinas En una generación, la velocidad media de los trenes de pasajeros y de carga se ha duplicado. La velocidad del transporte aéreo se ha quintuplicado. Las velocidades más allá de la del sonido en poderosos cohetes balísticos y para aviones piloteados son comunes. Las velocidades del automóvil, el autobús, los camiones tienen incremento y sus motores giran dos veces más rápido. Los ascensores de edificios altos están completamente automatizados y son mucho más rápido, con velocidades limitadas sólo por el confort de los pasajeros. Los esfuerzos aplicados a partes de estos vehículos en ocasiones aumentan como el cuadrado o el cubo del incremento en la velocidad.

Con el interés de mayores velocidades y aumento de los costos de materiales, los ingenieros en diseño están siempre bajo la presión de reducir el peso. Esto puede algunas veces hacerse por la sustitución de aleaciones de aluminio o magnesio en vez de acero y hierro, pero tales partes de aleación ligera no son del mismo tamaño o diseño como las que ellas reemplazan. La tendencia es también reducir el tamaño. Estas presiones sobre el diseño han sometido a las piezas a incrementos de toda clase de niveles de tensión. Hasta para objetos comunes como máquinas de coser, cacerola para salsa y equipaje son también más ligeros y más pesadamente cargado que nunca antes. Las tensiones a ser soportadas son raras veces estáticas. Ellas a menudo fluctúan e invierten tanto a baja como a altas frecuencias. La frecuencia de las tensiones inversas aumenta con la velocidad de las máquinas modernas y así las piezas tienden a la fatiga y a la falla más rápidamente. Otra causa de incremento de las tensiones en los productos modernos es una reducción en el factor de seguridad. Un ingeniero diseña con cierto conocimiento de las cargas en mente. Con la suposición que materiales y operarios nunca son perfectos, se aplica un factor de seguridad de 2, 3, 5 y 10. Debido a otras consideraciones, un factor menor es en ocasiones utilizado, dependiendo de la importancia de aligerar el peso o reducir costo o riegos al consumidor. Las nuevas demandas en maquinaria han estimulado también el desarrollo y el uso de nuevos materiales cuyas características de operación y funcionamiento no son conocidas por completo. Estos nuevos materiales crean problemas grandes y peligrosos. Como ejemplo, hay un record de un avión que se construyó con una aleación cuya dureza de trabajo, resistencia al impacto y límite de fatiga no fueron bien conocidos. Después de un periodo relativamente corto de servicio algunos de estos aviones sufrieron fallas desastrosas. Con suficiente y correctos ensayos no destructivos pudieran haber salvado muchas vidas. Como la tecnología mejora y como los requisitos del servicio aumentan, las máquinas están sometidas a mayores variaciones y extremos amplios de todas clases de tensiones, creando un incremento en la demanda para los materiales más fuertes. Los Ingenieros Demandan por Materiales Más Resistentes Otra justificación para utilizar los ensayos no destructivos es la demanda del diseñador por materiales más resistentes. Como el tamaño y el peso disminuyen y el factor de seguridad es más bajo, más y más énfasis se deposita sobre mejores control de las materias primas y mayor calidad de materiales, procedimientos de fabricación y habilidades. Un hecho interesante es que un productor de materia prima o de un producto terminado no mejoran con frecuencia la calidad o desempeño hasta que las mejoras son demandadas por el consumidor. La presión de los consumidores es transferida a la implementación de mejoras en el diseño o la fabricación. Los ensayos no destructivos son llamados frecuentemente por el suministrado de este nuevo nivel de calidad. Demandas Públicas por cada vez Mayor Seguridad La demanda y la espera del público por cada vez mayor seguridad son palpables donde quiera. La revisión de los archivos de las cortes otorga mayores y mayores recompensas a personas dañadas. Considere el clamor por la mayor seguridad de los automóviles, como evidencia por el uso obligatorio de los cinturones de seguridad y la demanda de bolsones de aire, neumáticos a pruebas de ponches y sistemas de antibloqueo de los frenos. Las actividades públicamente patrocinadas por el Consejo de Seguridad Nacional, los Laboratorios Aseguradores, la Agencia de Protección Ambiental y la istración Federal de la Aviación en los Estados Unidos, y el trabajo de agencias similares en el extranjero, son sólo unas de las pocas formas en la que esta demanda por la seguridad es expresada. Ello ha sido expresado directamente por muchos pasajeros que cancelan sus reservaciones inmediatamente después de un serio accidente aéreo. Esta demanda por la seguridad de las personas ha sido otro fuerza fuerte en el desarrollo de los ensayos no destructivos.

Aumento de los Costos de la Falla Aparte de las recompensas por el daño o la herencia por las muertes, considere en forma breve otros factores en el aumento de los costos de los fallos mecánicos. Estos costos son aumentados por muchas razones. Algunas importantes son: •

Mayores costos en materiales y trabajo;

•

Mayores costos en piezas complejas;

•

Mayores costos debido a la complejidad de los ensamblados;

•

Mayor probabilidad que la falla de una parte causará la falla de otras, debido a las sobrecargas;

•

Tendencia a disminuir los factores de seguridad;

•

Probabilidad que la falla de una parte afectará otras partes de mayor valor; y

•

La falla de una parte dentro de una máquina de producción automática puede parar una línea de producción completa de alta velocidad, e integrada. Cuando la producción fue llevada en muchas máquinas separadas, la rotura de una podía ser obviada hasta su reparación. Hoy, una máquina está atada dentro de la producción de varias otras. La pérdida de esa producción es uno de las pérdidas mayores resultantes por la falla de una de las partes.

Responsabilidades del Personal de Producción e Inspectores El trabajo hoy en ocasiones significa un operador de maquinaria. Con anterioridad, un trabajador en un taller hace manualmente una parte y el trabajo de la pieza recibió una atención individual. Hoy el trabajador puede ser de hecho muy habilidoso pero la habilidad está dirigida hacia la operación de una máquina. La máquina requiere atención más que el trabajo de la pieza. El índice de producción son también mayores. Esto obvia pagar atención personal sobre partes individuales. Con anterioridad cada uno quien trabajaba sobre una parte le daba a ella algún tipo de inspección, aún de forma apresurada. Hoy esto es el evento raro. Muchas operaciones de producción son cubiertas por una capucha, dispositivos de seguridad y otros aditamentos mecánicos ya que el operador escasamente ve la pieza. Esto ha incrementado el número de inspectores y el tamaño y la complejidad de los empleos. Ellos, también, necesitan más rapidez, equipamiento de ensayo más definitorios y más exactos. Los inspectores se han convertido en especialistas habilidosos. Ellos han progresado más allá del individuo que caminaba hacia los vagones del ferrocarril golpeando las ruedas con un martillo, conociendo escasamente el propósito del trabajo. Hoy las ruedas de los ferrocarriles son ensayadas por especialistas con una confiabilidad mucho mayor y con medios infinitamente superiores. Para responsabilizarse con las demandas de sus s, los especialistas en ensayo no destructivo, físicos, metalúrgicos, químicos, ingenieros eléctricos e ingenieros mecánicos desarrollan continuamente procedimientos de ensayos mejores y con más exactitud. Ellos descubren más acerca de los materiales y componentes que lo fue aun conocido sin destruirlo. Y cuando estos científicos producen una nueva pregunta, ellos encuentran que el ha planteado dos nuevos problemas. Un problema con la utilización incrementada del ensayo no destructivo es que algunas personas piensan que el ensayo no destructivo como el cura todo. Sin embargo, a menos que los ingenieros diseñen el producto que puede ser inspeccionado, el ensayo no destructivo no será de ayuda. El ingeniero en ensayo no destructivo debe está involucrado inicialmente en el proceso

de diseño ya que más tarde él podrá suministrar el servicio que los ingenieros diseñadores necesitan y facilitar también el trabajo del inspector. En la década de los 1930, el ensayo nos destructivo, donde hubo sido escuchado por todos, fue considerado en general un diablo. Después él se convirtió en un diablo necesario. Por un número de años ahora los END han sido una ayuda necesaria en decena de miles de talleres en una multitud de industria. Mucho más importante, los ensayos no destructivos han salvado incontables miles de vidas. CLASIFICACION DE LOS METODOS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Los END son una rama de las ciencias de los materiales que se relaciona con todos los aspectos de la uniformidad, la calidad y el servicio de los materiales y las estructuras. La ciencia de los END incorpora todas las tecnologías para la detección y medición de propiedades significativas, incluyendo las discontinuidades, en el rango de artículos desde las muestras de investigación hasta la terminación de productos y tecnologías. Por definición, las técnicas de END son el medio por el cual los materiales y estructuras pueden ser inspeccionados sin destruir o dañar el servicio.

Los END se han convertido en un factor vital incrementándose en la conducción eficiente de la investigación, el desarrollo, y los programas de diseño y fabricación. Sólo con el uso apropiado de las técnicas de ensayo no destructivo pueden los beneficios de las ciencias de materiales avanzadas ser completamente realizadas. Sin embargo, la información necesaria para apreciar el amplio enfoque de los END está dispersada ampliamente en una multitud de publicaciones e informes. Las Tabla 1 y 2 resumen la información acerca de los métodos de END ordenados para mostrar sus propósitos y similitudes.

El término método como es utilizado aquí se refiere al cuerpo de procedimientos especializados, técnicas e instrumentos asociados con cada uno de los enfoques de ensayos no destructivo. Hay en general muchas técnicas o procedimientos asociados con cada método. Los textos siguientes describen estos métodos sin detalle sobre la aplicación o el procedimiento, suministra un resumen de cada uno de los métodos en un solo lugar, para una referencia rápida.

El Comité Ad Hoc sobre la Evaluación No Destructiva del Consejo Nacional Asesor de Materiales (NMAB, es inglés) adoptó un sistema que clasifica los métodos en seis categorías mayores: visual, radiación penetrante, magneto-eléctrico, vibración mecánica, térmica y electroquímica. Una versión del sistema de clasificación es presentada en la Tabla 1, con categorías adicionales que están incluidas para considerar métodos nuevos. La primera de las seis categorías considera procesos físicos básicos que requieren transferir materia o energía al objeto que será inspeccionado. Dos categorías auxiliares describen los procesos que proveen para la transferencia y acumulación de información, y la evaluación de las señales primarias e imagen común para los métodos de ensayo no destructivo.

.

TABLA 1. Categorías de los Métodos de Ensayo Categorías Básicas

Objetivos

Mecánico y Óptico

Color, grietas, dimensiones, espesor de la película, patrones, reflectividad, distribución de tensiones y magnitud, terminación superficial, defectos superficiales, tales como grietas

Radiación Penetrante

Grietas, variaciones de densidad y química, distribución elemental, objetos extraños, inclusiones micro porosidad, desalineación, pares perdidas, segregación, servicio de degradación, contracción, espesores, vacíos

Electromagnético y electrónico

Contenido de aleación, anisotropía, cavidades, trabajo en frío, deformación local, dureza, composición, contaminación, corrosión, grietas, profundidad de grieta, estructura cristalina, conductividad eléctrica y térmica, escamas, tratamiento térmico, inclusiones, hot tears, inclusiones, concentración de iones, laps, deformación de la red, espesor de láminas, contenido de mezclas, polarización, segregación, contracción, estado de cura, resistencia a la tracción, espesor, desenlaces

Sónico y ultrasónico

Iniciación y propagación de grietas, grietas, poros, factor de atenuación, grado de cura, grado de impregnación, grado de sinterización, delaminación, densidad, dimensiones, módulo de elasticidad, tamaño de grano, inclusiones, degradación mecánica, desalineación, porosidad, degradación por radiación, estructura de composites, tensión superficial, tensión superficial, resistencia, resistencia a la compresión, desenlace, desgaste

Infrarrojo y Térmico

enlace, composición, emisividad, perfiles calientes, espesor de laminados,

porosidad, reflectividad, tensión, conductividad térmica, espesor, defectos Químico y Analítico

Identificación de la aleación, composición, grietas, análisis elemental y distribución, tamaño de grano, inclusiones, macro estructura, porosidad, segregación, anomalías superficiales

Categorías Auxiliares

Objetivos

Generación de Imágenes

Variaciones dimensionales, realización dinámica, definición y caracterización de anomalías, distribución anormal, propagación anormal, configuración del campo magnético

Análisis de Imagen Selección de datos, procesamiento e Señal imagen, mapeado de anomalías, correlación e identificación, mejoramiento de la imagen, separación de variables múltiples, análisis de señales

Cada uno de los métodos puede ser completamente caracterizado en término de cinco factores principales:

• • • • •

Fuente de energía y medio utilizado como sensor del objeto de ensayo (tales como Rayos X, ondas ultrasónicas o radiación térmica); Naturaleza de las señales, imagen resultante de la interacción con el objeto de ensayo (atenuación de los Rayos X o reflexión del ultrasonido, por ejemplo) Medios para detectar o señales resultantes del sensor (foto emulsión, cristal piezoeléctrico o inductancia de la bobina); Método de indicación o grabación de la señal (metro de deflexión, trazo en el osciloscopio, o la radiografía; y Bases para la interpretación de los resultados (indicación directa o indirecta, cualitativa o cuantitativa y dependencias pertinentes)

El objetivo de cada uno de los métodos de ensayo es suministrar información acerca de los siguientes parámetros materiales: • • •

Discontinuidades (tales como grietas, poros, inclusiones, delaminaciones); Estructura o defectos estructurales (incluyendo estructura cristalina, tamaño de grano, segregaciones, desalineación); Dimensiones y metrología (espesor, diámetro, tamaño de la separación, tamaño de la discontinuidad);

• • • •

Propiedades físicas y mecánicas (reflectividad, conductividad, modulo de elasticidad, velocidad del sonido); Composición y análisis químico (identificación de la aleación, impurezas, distribución elemental); Respuesta tensional y dinámica (tensiones residuales, crecimiento de la grieta, desgaste, vibración); y Análisis de signos (contenido de la imagen, espectro de frecuencia, configuración del campo).

Los términos utilizados anteriormente están definidos en la tabla 2. Las limitaciones de un método incluye las condiciones necesarias por ese método: condiciones que son reunidas por el sensor de la aplicación técnica, o físico, preparación) y los requisitos para adaptar el sensor o el medio sensor al objeto ensayado. Otros factores limitan la detección o caracterización de las discontinuidades, propiedades y otros atributos y la interpretación de señales límites o imágenes generadas. TABLA 2. Objetivos de los métodos de Ensayos No Destructivos Objetivos

Atributos Medidos o Detectados

Discontinuidades Anomalía Superficial

rugosidad, abolladuras, estrías, estriado fino, pitting, inclusiones e introducción de material extraño

Anomalías relacionadas a la Superficie

grietas, porosidad, orificios, recubrimientos, costura, pliegues, inclusiones

Anomalías Internas

grietas, separaciones, poros, deformación en frío, contracción, vacíos, falta de fusión, poros, cavidades, defecto de laminación, rotura de enlace, enlace pobre, inclusiones, segregaciones

Estructura Microestructura

Estructura molecular, estructura cristalina y/o deformaciones, estructura, de la red, deformación, dislocación, vacancias, deformación

Estructura de la Matriz

Estructura de grano, tamaño, orientación y fase, sinterizado y porosidad, impregnación, distribución de llenado y/o reforzamiento, anisotropía, heterogeneidad, segregación

Anomalías Estructurales Pequeñas

fallas (falta de sellado u orificios pasantes), pobre fijación, o pobre, partes perdidas, partículas perdidas, objetos extraños

Anomalías Estructurales Gruesas

Errores de ensamblado, desalineación, espaciado pobre o ordenado, deformación, malformación, partes perdidas

Dimensiones y Metrología Desplazamiento, posición

Medida lineal, separación, tamaño del ajuste, tamaño de la discontinuidad, profundidad, locación y orientación

Variaciones Dimensionales

desigualdades, no uniformidad, excentricidad, forma y contorno, variaciones de tamaño y masa

Espesor, densidad

Película, recubrimiento, laminado, blindaje, espesor de pared o laminado, variaciones de espesor o densidad

Propiedades Físicas y Mecánicas Propiedades Eléctricas

resistividad, conductividad, constante dieléctrica y factor de disipación

Propiedades Magnéticas

polarización, permeabilidad, ferromagnetismo, fuerza cohesiva

Propiedades Térmicas

conductividad, constante térmica en el tiempo y potencial termoeléctrico

Propiedades Mecánicas

Resistencia compresiva, transversal y a la tracción (y módulo), relaciones de Poisson, velocidad del sonido, dureza, temple y fragilidad

Propiedades Superficiales

color, reflectividad, índice de refracción, emisividad

Composición Química y Análisis Análisis de elementos

detección, identificación, distribución y/o perfil

Concentración de impurezas

contaminación, envejecimiento, dopaje y difusado

Contenido

variación, identificación de la aleación, verificación y

metalúrgico

asociación

Estado Físicoquímico

Contenido de la mezcla, grado de cura, concentración de iones y corrosión, productos de la reacción

Tensión y Respuesta Dinámica Tensión, deformación Fatiga

Tratamiento térmico, efectos del recocido y el trabajo en frío, tensiones y deformación residual, daño por fatiga y vida residual

Daños mecánicos

desgaste, astillado, erosión, efectos de la fricción

Daños químicos

corrosión, corrosión bajo tensión, transformación de fase

Otros daños

Daños por radiación y rotura por voltaje de alta frecuencia

Funcionamiento dinámico

Iniciación y propagación de grieta, deformación plástica, fluencia, movimiento excesivo, vibración, atenuación, tiempo entre eventos, cualquier comportamiento anómalo

Análisis de Signos Campo electromagnético

potencial, intensidad, patrón y distribución del campo

Campo Térmico

isotermas, contornos de calor, temperaturas, flujo de calor, distribución de la temperatura, perdida de calor, puntos calientes

Asignatura Acústica

ruido, vibración característica, frecuencia, amplitud, espectro de armónicos y/o análisis, emisiones de sonido y/o ultrasónicas

Asignatura Radioactiva

Distribución y difusión de isótopos y trazadores

Análisis de Señal o Imagen

Mejoramiento de la imagen y cuantificación, patrón de reconocimiento, densitometría, clasificación de señales, separación y correlación, identificación de la discontinuidad, definición (tamaño y forma) y análisis de la distribución, mapeado de la discontinuidad y mostrarlas

Referencias

Wenk, S.A. and R.C. McMaster. Choosing NDT: Applications, Costs and Benefits of Nondestructive Testing in Your Quality Assurance Program. Columbus, OH: American Society for Nondestructive Testing (1987). • McMaster, R.C. and S.A. Wenk. A Basic Guide for Management's Choice of Nondestructive Tests. Special Technical Publication No. 112. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials (1951). •