FUNDACIÓN EX ALUMNOS ENET N° 1 DE NEUQUÉN INTRODUCCIÓN A LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS DE APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA PETROLERA Y MINERA Unidad N°1 Finalidad, característica y breve historia de los ensayos industriales no destructivos, vocabulario especifico. Materiales constructivos, metalurgia. Procesos industriales metalúrgicos: fundición, machacado, laminado, maquinado, soldado, etc. Defectos usuales y su incidencia en la seguridad de operación de los equipos industriales. Accidentes causados por defectos en los materiales. Recipientes a presión. Elementos estructurales críticos. NORMATIVA INDUSTRIAL: Código ASME /IRAM/DIN/DNV/ASTM/SAE/ otras. Materiales constructivos Naturales Toda nuestra civilización se ha desarrollado utilizando los materiales que la naturaleza brinda para construir todos los ingenios necesarios para su progreso. Maderas. Rocas. (Granito, Mármol, Basalto, Caliza, Obsidiana, etc.) Metales. (Cobre, Estaño, Oro, Plata, Hierro… ) Tierras. (Arcillas, Barros, Arenas…) Fibras. (Cáñamo, Lino, Seda, Algodón…) Pieles. (Cueros de Vacas, Ovejas, Caballos, Cebúes, Jacks, ….) Huesos de animales. CONSTRUCCIONES DE BARRO FIBRAS Materiales constructivos tecnológicos los materiales que el hombre ha desarrollado como consecuencia de la adquisición de conocimiento complejo, que ha favorecido su Desarrollo Tecnológico. Ladrillo.(11000 años a/c). Arcillas (Rojas, Caolín, Gres, Refractarias, Bentonitas, …) Cementos (férrico, Blanco, puzolánico, siderúrgico, aluminoso …) Aleaciones (Bronce, Aceros, latón…) Nuevos Metales (Aluminio, Titanio, Acero Inoxidable, …) Nuevas Fibras (Nylon, Dacrón, Rayón…) Plásticos (Etileno, Poliuretano, Poliestireno, PVC) Composites (Fibras de Carbono, Vidrio, kevlar…) Sinterizados (Cerámicos, Metálicos, Plásticos…) LADRILLO ARCILLAS ALEACIONES NUEVOS METALES DURALUMINIO ALUMINURO DE TITANIO PALADIO NUEVOS MATERIALES PIROGEL LARCORE A2 KEVLAR GRAFENO oxinitruro de aluminio TODOS LOS ELEMENTOS QUE FABRICAMOS DEBEN TENER RESISTENCIA A DETERMINADO ESFUERZO, MECANICO, TERMICO, ELECTRICO, MAGNETICO, RADIOACTIVO… ¿QUE ES UN ESFUERZO? ESFUERZOS ESFUERZOS PANDEO ESFUERZO DE CORTE ESFUERZO DE FLEXION ESFUERZO DE TORSION FATIGA Es un fenómeno que produce fallas o grietas por alternancia de esfuerzos, por lo general en la superficie de las piezas . Ensayos industriales Destructivos Ensayos No Destructivos Ensayos Destructivos (mecánicos) Ensayos industriales destructivos Se entiende por ensayos Industriales destructivos, aquellos que pretenden medir la capacidad de un material para soportar esfuerzos mecánicos de diferente tipo. • Destructivo Estáticos: dureza, tracción, compresión, cizallamiento, pandeo, torsión, flexión. • Destructivos Dinámicos: de resistencia a fatiga y choque . • Tecnológicos: De chispa, de plegado, de Forja, embutición. Para los ensayos destructivos, suele usarse una probeta construida con el material que se desea ensayar y que servirá para una sola aplicación. • Una probeta es una porción del material a ensayar con forma y dimensiones determinadas normatizadas . Estas probetas y/o especímenes sufren cambios irreversibles como producto de la prueba. • Las probetas se usan una vez y se descartan. En muchos casos, las probetas deben ser maquinadas y modificadas para adecuarse a estándares antes de la prueba en sí. El uso de un material depende de ciertas propiedades características que varios ensayos destructivos han demostrado que posee. probetas Ensayos No Destructivos QUE SON ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS ?. . . Son una serie de operaciones con diferentes Técnicas o Métodos cuya finalidad es conocer/evaluar el estado de los materiales, sin afectar las propiedades y funcionalidad de los mismos. ¿Donde se utilizan? EMBARCACIONES TUBERIA ESTRUCTURAS FITTING TANQUES AVIONES • Todas las soldaduras/uniones, elementos estructurales, Recipientes, Cables, sometidos a esfuerzo, pueden presentar grietas, defectos, discontinuidades con probabilidad de comprometer su resistencia, y por lo tanto la seguridad de su función. CARACTERISTICAS Se aplican antes y durante la fabricación, en servicio, en paradas de mantenimiento . Permiten detectar discontinuidades, caracterizar el estado y la naturaleza de los materiales, determinar tamaño, forma, situación y características de las mismas. Se requiere preparación para interpretar las indicaciones propias de cada método en relación con los principios físicos aplicados, la naturaleza del material y los procesos de fabricación y el esfuerzo que esta sometido. la formación, experiencia y calificación de los operadores es de importancia fundamental para dicha interpretación y comunicación de las discontinuidades. Los END son importantes porque : • - Aseguran la integridad y fiabilidad del producto. • - Previenen accidentes y salvan vidas humanas. • - Garantizan la satisfacción del cliente y mantienen la reputación del fabricante. • - Ayudan en el diseño del producto. • - Sirven para controlar los procesos de fabricación. • - Disminuyen los costos de fabricación. • - Mantienen uniforme el nivel de calidad. • - Garantizan la disponibilidad operacional. Se aplican en diferentes etapas de los procesos de producción. Tres momentos principales •1. Inspección de materias primas •2. Inspección durante y después de procesado •3. Inspección de daños en el servicio Inspección de productos en materias primas : • Extrusión • Fundición • Forja • Laminación • otros Inspección durante proceso •Soldadura •Tratamiento térmico •Maquinado •Esmerilado •otros Inspección durante el servicio Para detectar : Grietas Erosión Creep Corrosión otros Historia El Primer ensayo No Destructivo registrado es el Ensayo de Arquímedes, sobre la corona del rey de Siracusa. Los primeros en desarrollar este tipo de ensayos fueron los fabricantes de espadas, quienes colgaban la misma y la golpeaban con un pequeño martillo para oír su sonido y así advertir una posible falla que podría predecir si se quebraría en combate. Los empleados de Ferrocarriles bañaban los ejes y ruedas en aceite con queroseno en caliente, dejaban escurrir toda la noche, y luego espolvoreaban un fino talco diluido en alcohol sobre la superficie, que al evaporarse podía así revelar la existencia de fisuras. En 1868, con el advenimiento de la electricidad se comenzó a trabajar con campos magnéticos en la detección de grietas superficiales en ruedas, ejes y piezas de ferrocarril. En 1879, David Hughes establece un campo de Prueba, y estudia las Corrientes de Eddy. 1895Wilhelm Roentgen estudia el tubo de Rayos Catódicos y descubre los Rayos X. EN 1941, se funda la SOCIEDAD AMERICANA para ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS. Tipos de Ensayos No destructivos Técnicas mas usuales: a) Inspección visual (IV) b) Partículas magnéticas (PM) c) Líquidos penetrantes (LP) d) Radiografía industrial (RI) e) Ultrasonido industrial (UI) f) Corriente inducida (CI). Otras técnicas: Microondas Termografía Emisión Acústica Acústica de la microscopia Mediciones magnéticas Réplicas Interferometría Láser Fuga de flujo. INSPECCION VISUAL LIQUIDOS PENETRANTES Partículas Magnetizables Inspección por ultrasonido Corrientes Inducidas (corrientes de Eddy) Termografía Infra Roja Clasificación de los END Simbología Lenguaje relacionado Ensayo, Operador, normativa, Probeta, Discontinuidad, relevancia, fatiga, fisura, inspección, tintas penetrantes, visibles, Fluorescentes, Revelador, Limpiador, Luz UV, Luz visible, Lux, Microwatt, campo magnético, Gauss, Partículas Magnetizables, Micrones, dilución, concentración, Yugo Magnético, Probeta Berthold, Bloques patrón, amperaje, amperímetro, voltaje, subsuperficial, ultrasonido, transductor (palpador), osciloscopio, unidad de proceso, Herz, MegaHerz , amplitud, ganancia, calibración, curva de calibración, onda longitudinal, onda reflejada, onda transversal, palpador dual, haz ultrasónico, tándem, Phased array, técnica de inmersión, cristal, acoplante, Rayos X, Roentgen, Revelador, Negatoscopio, Gammagrafía, …….y muchos más. ¿Por que son tan importantes los Ensayos No Destructivos? Discontinuidades y Defectos Discontinuidad: interrupción en la continuidad física del material. Defecto: Discontinuidad cuyo tamaño y orientación compromete la integridad del componente. Discontinuidades .Inherentes : durante solidificación. .De Proceso: durante fabricación. .De Servicio: durante el funcionamiento. Recipientes a presión Muchas gracias Próxima Unidad : Unidad 2 Próxima Unidad Caracterización básica de las técnicas de ensayos no destructivos. a) Inspección Visual b) Tintas Penetrantes c) Partículas Magnéticas d) Ultrasonido e) Rayos X f) Radiación atómica (Rayos gamma) g) Otras técnicas derivadas de la evolución tecnológica. (tratamiento de superficies, aplicación de pinturas).
