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Materiales Metalicos 1.1
Materiales Metalicos 1.1
Materiales Metalicos 1.1
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OBJETIVOS GENERALES
Las finalidades de estos ensayos serán diferentes dependiendo de la
fase de fabricación de la pieza, así podemos decir que se utiliza para:
1. Determinar las propiedades de los materiales y fijar sus
posibilidades de utilización
2. Efectuar controles de calidad durante los procesos de fabricación
3. Determinar tratamientos, composiciones o tipos de materiales
más apropiados para un determinado uso
4. Para establecer causas de fracasos en servicios y determinar si
unos materiales pueden ser reemplazados por otros
5. Para el estudio de nuevos materiales y nuevos procesos de
fabricación.
Objetivos generales de los ensayos no destructivos
1. Localizar defectos.
2. Determinar características dimensionales, físicas o mecánicas.
MARCO TEORICO
ENSAYO DESTRUCTIVO
ENSAYOS DESTRUCTIVOS
Los ensayos destructivos son una herramienta muy útil para obtener
información sobre las características funcionales de una amplia
variedad de materiales. En este post te contamos en qué consiste
esta técnica tan común en la industria y la investigación científica,
cuáles son sus principios y cuándo se realiza.
Estáticos
Dinámicos
Cíclicos
Tecnológicos
ENSAYOS TECNOLÓGICOS
CONCEPTO
Ensayo de chispa
Ensayo de plegado
Ensayo de embutición
Ensayo de forja
ENSAYO DE CHISPA
El ensayo de chispa es una prueba sencilla para determinar los
principales componentes de una muestra de hierro fundido, acero al
carbono, acero aleado. También puede proporcionar información sobre
el tratamiento térmico al que fue sometida la muestra (tales como el
recocido o endurecimiento).
La prueba de la chispa es probablemente uno de los métodos más
usados para identificar los metales ferrosos. Utilizando una
esmeriladora mecanizada de alta velocidad y una probeta, le
aplicamos cierta presión a la muela esmeril y esta emitirá ciertos
destellos o estelas características del acero. Dependiendo de la
cantidad de carbono que contiene la probeta se producirán
explosiones al inicio, a lo largo de la chispa con determinados colores
los que nos permitirán en general determinar la cantidad de Acero y
Carbono que posee la probeta en observación.
Si se acerca una probeta de acero a una muela de esmeril en
movimiento, los granos de la muela arrancan pequeñas partículas de
acero, calentándolas hasta la temperatura de fusión, cuando esto
ocurre se producen varias explosiones, en estas se va a descomponer
carbono en combinación con el oxígeno del aire del medio ambiente,
pero debemos notar que esto solo sucede con los materiales ferrosos.
Esta práctica sirve para clasificar los tipos de aceros en base a su
composición, verificamos las chispas que se producen al poner en
contacto el material en una muela de esmeril que gira a gran velocidad
(3,500 r.p.m.).
De ella se desprenden determinadas estelas, con longitudes colores y
explosiones de acuerdo a la cantidad de carbono que contiene el
acero. De los metales se desprenden chispas con punta de lanza,
estelas interrumpidas, además las explosiones tienen diferentes
formas: floreadas, ranaje, gotas. Así podemos determinar coloraciones
y detalles de las chispas que producen los aceros.
Los aceros de bajo contenido de carbono forman pocos destellos, de
una a dos explosiones con estelas delgadas y débiles. Los aceros de
medio de carbono producen estelas muy ramificadas y explosiones un
poco más frecuentes en forma de renaje. Los aceros de alto carbono
Metodología de Ensayo:
Instrumentos:
Prensa universal de Tracción
Probetas de acero
Procedimiento:
El material se coloca entre los soportes cilíndricos, aplicando la carga
lentamente hasta obtener el ángulo de plegado especificado para el
mismo, o bien cuando se observa la aparición de las primeras fisuras
en la cara inferior o la sometida a tracción.
La luz entre los bordes de los apoyos se toma aproximadamente igual
al diámetro del elemento transmisor del esfuerzo, más tres veces el
espesor del material.
Generalmente el plegado se obtiene e dos etapas y se realiza con un
ángulo de 180º.
a) Colocando el material en el dispositivo anterior se efectúa el
flexionamiento hasta un determinado ángulo..
b) Se termina la operación con los platos de compresión hasta
lograr un ángulo de 180º.
El ensayo dará resultado satisfactorio o en otras palabras, el material
será aceptado si no presenta sobre su parte estirada grietas o
quebrajaduras a simple vista.
Se reconocen dos tipos de plegado:
Plegado con alza, donde se interpone una paralela entre las
caras interiores de la probeta cuando es plegada, quedando los
laterales de los mismos paralelos entre sí.
Plegado a fondo, en este tipo los extremos se tocan y la
superficie plegada es sometida a un esfuerzo mayor.
ENSAYO DE EMBULICIÓN
Se conoce así, al ensayo de materiales efectuado con el fin de
determinar la embutibilidad de una lámina de un metal.
El ensayo consiste en someter una placa de unos 12cm de largo por
12cm de ancho (del material a evaluar) al alcance continuo de un
embolo o pistón, cuya punta tiene forma redondeada. Se toma como
posición cero el punto en el cual la punta del pistón toca ligeramente la
placa, se aplica la presión de manera constante hasta que se fisura la
placa, se mide entonces la medida recorrida por el pistón, esta
distancia nos entrega la medida de embutibilidad de dicho material.
ENSAYO DE FORJA
La forja, al igual que la laminación y la extrusión, es un proceso de
conformado por la deformación plástica que puede realizarse en
caliente o en frio y en el que la deformación del material se produce
por la aplicación de fuerzas de compresión.
Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas
propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se
aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar
de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando
prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos
pilones.
Los principales ensayos de forja son:
Platinado, consiste en ensanchar a golpes de plana (martillo de
forja) una platina puesta a temperatura, hasta que aparezcan
grietas en las aristas.
Recalcado, consiste acortar probetas de longitud doble a
diámetro a base de golpes hasta que apareen grietas
(determinan la calidad de los remaches), también se incluye la
soldadura que comprueba la resistencia de una unión realizada
mediante este procedimiento.
Mandrilado, consiste en determinar la capacidad de perforación
de las láminas, empleando un punzón tronco cónico hasta la
aparición de grietas.
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Rayos X
Rayos Gamma. Se usa un isotopo reactivo, uso de radiografías.
Ultrasonidos
Partículas magnéticas
Líquidos penetrantes
Corrientes inducidas
Magnéticos
INSPECCIÓN
Es el método mas básico y frecuente, ya que se puede obtener
información inmediata de la condición superficial de los materiales que
se estén inspeccionando, con el simple uso del ojo humano y en
algunos casos, con la ayuda de algún dispositivo óptico, ya sea para
mejorar la percepción visual (lupas, lentes, etc.) o para proporcionar
RAYOS X
Consiste en usar una onda electromagnética de alta frecuencia
proveniente de una fuente radioactiva que forma el espectro de luz
visible. Así, la radiación, atraviesa la pieza y la exposición queda
grabada en placa mostrando los defectos o irregularidades con
distintos tonos sombreado. Actúan con fiabilidad hasta un espesor de
10mm.
PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
La inspección por partículas magnéticas permite detectar
discontinuidades superficiales y sub-perficiales en materiales
ferromagnéticos como el hierro, el cobalto y el níquel. Debido a su baja
permeabilidad magnética, no se aplica ni en los materiales
paramagnéticos (como el aluminio, titanio o platino) ni en loas
diamagnéticos (como el cobre, plata estaño el zinc).
GAMMAGRAFÍA
Definición.- La gammagrafía es un método de ensayo no destructivo
que se basa en la diferente absorción a la radiación “gamma”
penetrante de la pieza que está siendo inspeccionada. Esta absorción
depende de la densidad del material, de variaciones de espesor o de
su composición química.
La diferencia de absorción a la radiación puede ser detectada a través
de películas radiográficas y puede ser medida por medio de detectores
de radiación.
Generalmente este ensayo es usado en la determinación de
variaciones de una región de un determinado material que presenta
una diferencia en espesor o densidad comparada con una región
vecina. La gammagrafía se aplica, en la inspección o control de
calidad de, soldaduras, placas fundidas y forjadas, tuberías y
construcción civil.
Según la solubilidad:
•Penetrantes lavables con agua o autoemulsificables: Para su limpieza
y eliminación de excesos simplemente se usa agua. Resultan muy
económicos de utilizar.
•Penetrantes postemulsificables: No son solubles en agua. Para la
remoción de los excesos superficiales se utiliza un emulsificador que
crea una capa superficial que se elimina con agua. Es el método con el
que mayor sensibilidad se obtiene y en el que mayor dominio de cada
una de las etapas tiene el operador. Existen dos tipos de
emulsificadores: los hidrofílicos, de base acuosa, que se utilizan en
solución de agua, en una saturación determinada por las necesidades
del caso; y lipofílicos, de base aceite, que se utilizan tal como los
entrega el fabricante.
•Penetrantes eliminables con disolvente: Tampoco son solubles en
agua. Para su eliminación se utiliza un disolvente no acuoso,
denominado «eliminador». Son muy prácticos de utilizar ya que el
solvente generalmente se presenta en aerosol.
ENSAYO NO DESTRUCCTIVO
ENSAYOS POR ULTRASONIDO
Ultrasonidos convencionales
La inspección por ultrasonidos convencionales es un método que
utiliza una sonda compuesta de un elemento piezoeléctrico capaz de
deformarse y generar ondas sonoras a muy alta frecuencia, que se
propagan en un material dado según una velocidad específica. El
retorno de las ondas hacia la sonda se transforma en modo A-Scan
sobre la pantalla de un instrumento. El análisis del A-Scan permite
evaluar la geometría y la integridad física del material inspeccionado.
RADIOGRAFIA
Ventajas:
Equipo fácil de transportar;
Eficaz para los lugares donde no se tiene acceso a los cuartos
oscuros móviles;
Dimensionamiento de gran exactitud, mejora de las imágenes y
análisis más rápido y más preciso gracias a las herramientas
informáticas;
Imágenes de alta resolución en menos tiempo que la radiografía
tradicional;
Ningún producto químico es necesario;
Almacenamiento de los datos en un disco duro externo que se
entrega al cliente;
Posibilidad de obtener toda la información en una única
exposición, incluso para las geometrías complejas;
Radiaciones gamma o X menos potentes que permiten reducir la
zona de exclusión.
CONCLUSIONES
Ya para concluir queda claro que los diferentes tipos de ensayos
destructivos y no destructivos que se realizan hoy en día dejan una
marca muy importante en cuanto a su aplicación en las industrias hoy
en día ya que a través de diversos estudios y análisis, se puede
comprobar científicamente la composición mecánica de diversos
materiales como el acero.
La repetitividad y confiabilidad de los ensayos no destructivos depende
de gran medida de los conocimientos y de la habilidad de los
individuos que la realizan. Por este motivo se debe prestar una
atención especial a la capacitación y adquisición de experiencia de los
inspectores.
Así mismo para los ensayos destructivos se deben seguir una serie de
procedimientos y técnicas que el usuario debe tener en cuenta antes
de la ejecución de la práctica como por ejemplo: la persona que se
vaya a realizar la práctica que normalmente se hacen en su mayoría
en laboratorios debe poseer herramientas de seguridad y/o de
protección como guantes, lentes, batas, etc. ya que todo material
provenientes de naturaleza externa como son casi todos los casos
viene con cientos de contaminantes que si no se tomará en cuenta
estas recomendaciones pudiera ocasionar algún daño a la persona si
no usará guantes por ejemplo ya que el contacto físico con la pieza
sus manos quedarán con ciertas bacterias y en un descuido por
alguna acción involuntaria de la persona pudiera hacer contacto con su
ojo, ocasionándole daños mayores por consiguiente es recomendable
poner en práctica estás medidas preventivas antes mencionadas.
Ya para finalizar queda en claro que las diferentes técnicas estudiadas
como la de líquidos penetrantes que solo son aplicables a la detección
de defectos superficiales, es decir que los defectos como inclusiones,
poros o fisuras internas, no serán detectados con tintas penetrantes,
así como la termografía permite detectar, sin contacto físico con el
elemento bajo análisis, cualquier falla que se manifieste en un cambio
de temperatura sobre la base de medir los niveles de radiación dentro
del espectro infrarrojo, el análisis de vibración es un método de ensayo
no destructivo para la supervisión de máquinas. Se utiliza para
detectar fallas tempranas de componentes de máquinas, también hay
otros métodos como el ultrasonido y el análisis de lubricantes.
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