Ultrasonido

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ULTRASONIDO INGENIERIA EN SOLDADURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS VOLUMETRICOS (END)

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ULTRASONIDO

INGENIERIA EN SOLDADURA

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS VOLUMETRICOS (END)

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ENSAYO DE ULTRASONIDO

Ventajas-Elevada sensibilidad ( λ/ 2)

-Poca dependencia de la geometría, bastando el acceso a una sola cara.

-Posibilidad de inspeccionar grandes espesores (metros de metal).

-Rapidez y resultado inmediato.

-Aparatos manuales y poco peso.

-Ausencia de riesgos para el operador y personal alrededor

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Desventajas

-Naturaleza del material (impedancia acústica)

-Tipo de estructura interna (tamaño de grano, fases).

-Condición de la superficie.

-Mayor conocimiento y entrenamiento del personal.

-Falta de un documento objetivo de su ejecución.

-Interpretación relativa

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ULTRASONIDO

BREVE HISTORIA

TECNICA DE END DESARROLLADA PRINCIPALMENTE DESPUES DE LA SEGUNDA GUERRA.

SU BASE SON LOS TRABAJOS DE SOKOLOV.

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PRINCIPIO FISICO DEL METODO

ULTRASONICO

PROPAGACION

REFLEXION

REFRACCION

VIBRACION

MECANICA

VIBRACIONVIBRACION

MECANICAMECANICA

0,2 - 25 MHz

Se basa en la ....

..de una...

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ONDAS ULTRASONICAS

*Todo material (sólido: metal, polímero,cerámico, compuesto; líquido) con propiedades elásticas, capaces de retraer las partículas a su posición de reposo, pueden ser sede de la propagación de ondas sónicas y de U.S.

* son ondas mecánicas de alta frecuencia (0,2 -25 MHz)...

* En los metales, que poseen una estructura cristalina las partículas elementales pueden ser perturbadas de modo que describan oscilaciones con trayectorias diversas..

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PRESION SONICA

FRECUENCIA1 10 100 1KHz 10KHz

Audición

normal

ESPECTRO ACUSTICO

10 -3

10 3

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PROPAGACION

el U.S. viaja en linea recta con velocidad constante (Vs) en un determinado medio...

D

t

D = Vs x t

medición de velocidad (caracterización de material), calibración (pantalla) con espesor conocido, determinación de la profundidad de discontinuidad ó espesor de material.

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REFLEXION

*cuando el U.S. encuentra una interfase entre dos medios distintos, se refleja...

*El requisito principal es, que los medios tengan diferente impedancia acústica...

t

Z1

Z2t

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REFLEXION

* de esta interfase es deseable pero no siempre se situaa 90 grados de la dirección del haz o que su ingreso sea a 0 grados...

* “felizmente” las fisuras, poros e inclusiones tienen forma irregular....

t

Z1 = Z2

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REFRACCION

...el cambio de medio , origina un modo de conversión en las ondas de U.S.

OLi

OTr

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ONDAS ULTRASONICAS

Todo material con propiedades elásticas puede ser sede de ondas sónicas y ultrasónicas.

Estas aparecen al aplicar perturbaciones a las partículas elementales.

Las fuerzas elásticas las traerían a sus posiciones de equilibrio.

Estas perturbaciones se trasmiten con dirección y velocidad constante.

Cuando el material es un metal (posee estructura cristalina) las partículas pueden ser perturbadas describiendo trayectorias diversas, originando:

1. ONDAS LONGITUDINALES

2. ONDAS TRANSVERSALES

3. ONDAS SUPERFICIALES

4. ONDAS LAMB

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ONDAS LONGITUDINALES LA MAS SIMPLE Y FACIL DE SER PRODUCIDA. En los líquidos y gases es posible la propagación de este tipo de ondas mecánicas.

Dirección de vibración

Dirección de propagación

Dirección de oscilación paralela a la de propagación

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PARTICULAS EN POSICION DE REPOSO

DIRECCION DE

PROPAGACION

ONDA LONGITUDINALDIRECCION DE MOVIMIENTO DE LA

PARTICULA

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ONDA LONGITUDINAL

...usada para la detección de laminaciones, discontinuidades y medición de espesores

Page 16: Ultrasonido

ONDAS TRANSVERSAL

Se verifican cuando la onda ultrasónica penetra el material con un cierto ángulo respecto a la superficie.

Solo se propaga en materiales sólidos.

Dirección de vibración

Dirección de propagación

Dirección de oscilación perpendicular a la de propagación

uso: Inspección de soldaduras

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PARTICULAS EN POSICION DE REPOSO

DIRECCION DE

PROPAGACION

ONDA DE CORTEDIRECCION DE

MOVIMIENTO DE LA PARTICULA

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ONDA TRANSVERSAL

...usada para la detección de discontinuidades no abiertas a la superficie o en la superficie opuesta.

PLEXIGLAS

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ONDAS SUPERFICIALES

Igual que las transversales, pero en este caso se propaga exclusivamente por la superficie del material .

Se generan cuando se alcanza el 2do ángulo critico de refracción.

Dirección de vibraciónDirección de propagación

Profundidad de penetración es igual a λ .

uso: Detec. de discontinuidades superficiales

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ONDA SUPERFICIAL

usada para la detección de discontinuidades dentro de la profundidad efectiva de la superficie accesible

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ONDAS LAMB

Se obtienen en laminas e hilos delgados. La totalidad del material vibra en su conjunto con el US. Para un espesor dado existen infinitos modos de vibración.

Los dos fundamentales son

a) O. Simétricas de Compresión

b) O. Asimétricas de flexión.

Profundidad de penetración es igual a λ .

uso: Detec. de discontinuidades superficiales

Page 22: Ultrasonido

VELOCIDAD DE PROPAGACION

V = f (E, ρ)

VL = E/ ρ (1-σ )/ (1+ σ)(1-2 σ )

E : Modulo de elasticidad

:Densidad

:Relación Poison

VL: velocidad de propagación

Page 23: Ultrasonido

VELOCIDAD DE PROPAGACION

V = f(E, ρ ,σ)> T < E < V

VT = E/ ρ . 1 / 2(1 + σ )VT / VL = ( 1-2 σ) / 2(1- σ )

ACERO σ : O,28

ALUMINIO σ: O,34

ACERO VT/VL :

ALUMINIO VT/VL :

VS / VT : 0,87 + 1.12 σ / (1 - σ )ACERO VS / VT :O,92

ALUMINIO VS / VT: O,93

Page 24: Ultrasonido

COMPORTAMIENTO DEL SONIDO

EN LOS MATERIALES

IMPEDANCIA ACUSTICA Z = ρ . V

1 2

REFLEXION (R)

TRANSMISION (T)

R y T = f ( Z1 Y Z2)

ρ = densidad

V = velocidad de propag

Z1Z2

Page 25: Ultrasonido

COEFICIENTE DE REFLEXION Y TRANSMISION

R = Z2 - Z1

Z2 + Z1

T = 2Z2

Z2 + Z1

Zaire = 0 Z acero = 45,7

Z agua = 1,48 Z antifriccion = 24,62

Page 26: Ultrasonido

M A T E R IA L V E L O C ID A D D E P R O P A G A C IO N ( m / s ) Im p e d a n c i aA c u s t i c a

( 1 0 - 6 g / c m 2 . s )

L o n g i t u d i n a l T ra n s v e rs a l S u p e rf i c i a l

A c e r o 5 9 2 5 3 2 5 5 2 7 9 0 4 , 7 6

A lu m in io 6 2 5 0 3 1 0 0 2 7 9 0 1 , 6 5

F u n d ic ió n 4 0 0 0 2 2 0 0 2 3 0 0 3 , 3 6

N iq u e l 5 4 8 0 2 9 9 0 2 7 0 0 4 , 8 5

B r o n c e 4 4 5 0 2 1 2 0 1 9 5 0 3 , 6 5

C o b r e 4 6 6 0 2 2 0 0 1 9 3 0 4 , 2 5

Z in c 4 1 7 0 2 4 8 0 2 2 3 0 2 , 9 6

P le x ig la s 2 7 4 0 1 1 2 0 - - - - 3 , 2

V id r io 5 6 6 0 3 4 2 0 3 0 6 0 1 , 4

A g u a a 2 0 C 1 3 2 0 - - - - - - - - 1 , 4 8

A c e it e 1 2 5 0 - - - - - - - - 1 , 1 6

Velocidad de Propagación del U.S. e Impedancia Acústica de algunos Materiales

Page 27: Ultrasonido

IMPEDANCIA ACUSTICA

INTERFASE

Pi

PrPt

Ii = I r + It Pi + P r = Pt

Pr / Pi = R

Pt / Pi = T

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IMPEDANCIA ACUSTICA

... más que el concepto, interesa el desequilibrio de impedancias...

t R=100%

T = 0 %

SISTEMA ACERO - AIRE

(medición de espesores)

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IMPEDANCIA ACUSTICA

a R=30%

T = 70 %

SISTEMA BABBIT - ACERO (medición de adherencia)

t

a t

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IMPEDANCIA ACUSTICA

R=93,5 %

T = 6,5 %

SISTEMA ACERO - AGUA

(medición de espesores)

SISTEMA AGUA-ACERO

(inspección por inmersión)

R = 93,5%

T=193,5 %

Page 31: Ultrasonido

IMPEDANCIA ACUSTICA

SISTEMA

ACERO - AGUA

Presión Sónica

onda incidente

onda reflejada

onda transmitida

1

2

-1

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IMPEDANCIA ACUSTICA

SISTEMA

AGUA - ACERO

Presión Sónica

onda incidente

onda reflejada

onda transmitida

1

2

-1

Page 33: Ultrasonido

2713

ANGULO DE INCIDENCIA PLEXIGLAS-Al

ANGULO DE INCIDENCIA PLEXIGLAS-ACERO

90

60

30

20

OL OT

ANGULO DE TRASMICION

27 58

OL OT

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MODOS DE CONVERSION

CONVERSION

Fenómeno por el cual las ondas cambian de condición , por ejemplo de longitudinal a transversal...

REFLEXION EN UNA INTERFACE

REFRACCION EN UN SEGUNDO MEDIO

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REFLEXION EN UNA INTERFACE

...en planchas delgadas, usando ondas de corte, se prefieren trabajar con OL en angulo...

...en barras largas, usando ondas de compresión...

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OL

. CASO CRITICO EN INSPECCION ANGULAR DE 60 GRADOS

O NORMAL (OL) CON DEFECTOS A 61 GRADO APROX.

CONVERSION

OT

OL

OT

OLOT

OL

OT

OL

60

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REFRACCION EN UN SEGUNDO MEDIO

similar a la refracción de la luz...

01

02

...cuando un haz incide en una interfase en un ángulo distinto a cero se produce refracción de dicho haz en el segundo medio...

MEDIO 1

Z1

MEDIO 2

Z2

Page 38: Ultrasonido

V1 < V2 V1 > V2 V1 = V2

Z1 < Z2 Z1 > Z2 Z1 = Z2

Z = densidad x velocidad

Z1 Z1Z1

Z2 Z2 Z2

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EN REFRACCION

LEY DE SNELLV1

VT2

VL2

Sen 01 = Sen 03

V1 VT2

01 01

03 04

Haces refractados

Haz Incidente

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EN REFRACCION

TT

TL

Sen 01 = Sen 0’1 = Sen 02 = Sen 0’2

V1 L VRT2 VTL2 V TT2

0101

0’202

Haces refractados

RLRT

01 < 0 critico Medio 1

Medio 2

0’1

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1er ANGULO CRITICO

VL2

01

..valor del ángulo de incidencia 01 para el cual el ángulo de refracción de las ondas longitudinales en el Medio 2 se hace 90 grados

..cuando el ángulo de incidencia es igual ( o mayor) al 1er ángulo crítico , en el segundo medio dejan de propagarse las ondas longitudinales refractadas, quedando solo las transversales...

VT2

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2do ANGULO CRITICOVL201

..valor del ángulo de incidencia 01 para el cual el ángulo de refracción de las ondas transversales se hace 90 grados ...

..este es el origen de las ondas superficiales...

VT2

Page 43: Ultrasonido

EJEMPLOS:Sen 01 = Sen 02 = Sen 0’2

V1 VL2 VT21er ANGULO CRITICO

PLEXIGLAS

ACERO

Sen 01 = V I . Sen 90

VL2

01 = 27.46 GRADOS

ANGULO DE LA ONDA TRANSVERSAL EN EL MEDIO 2

0’2 = 33,3 grados

agua-acero ?????

01

Page 44: Ultrasonido

01

EJEMPLOS:Sen 01 = Sen 02 = Sen 0’2

V1 VL2 VT22do ANGULO CRITICO

PLEXIGLAS

ACERO

Sen 01 = V 1 Sen 90

VT2

01 = 58 GRADOS

agua-acero ?????

01

Page 45: Ultrasonido

OT

en transductores angulares normales: sólo se propagan ondas transversales en el segundo medio...

Que sucedería si el ángulo de incidencia sería menor que el primer ángulo crítico ?

Page 46: Ultrasonido

OT

en transductores angulares de onda longitudinal: se propagan ondas longitudinales y transversales en el segundo medio

Que sucedería si el ángulo de incidencia sería mayor que el segundo ángulo crítico ?

OL

se utilizan en la inspección de ejes muy

largos (locomotoras)

Page 47: Ultrasonido

60 70

PRESION

ANGULO DE INCIDENCIA

T REFLEJADA

L REFLEJADA

80

60

40

20

100

T

L20 40

Page 48: Ultrasonido

FORMACION DEL HAZ ULTRASONICO

EFECTO PIEZOELECTRICO

XY

Z

+

-

REVERSIBLE

corte X= Ondas Longitudinales

Page 49: Ultrasonido

FORMACION DEL HAZ ULTRASONICO

EFECTO PIEZOELECTRICO

XY

Z

+

-

REVERSIBLE

corte Y= ondas Transversales

Page 50: Ultrasonido

CRISTALES PIEZOELECTRICOS

+

-

NATURALES

*Cuarzo

*Turmalina

*Sulfato de litio

CERAMICOS SINTERIZADOS POLARIZADOS

(Ferroeléctricos)

*Titanato de Bario

*Matanobiato de Plomo

*Zirconato de Plomo

Page 51: Ultrasonido

CUARZO

SULFATO DE LITIO

TITANATO DE BARIO

METANOBIATO DE PLOMO

…mal emisor, Rx a la Temperatura,

al envejecimiento y al desgaste...

…mejor receptor que el cuarzo,buen

poder de resolución , uso a T°< 75ºC...

…es el mejor emisor, mal acoplamiento y amortiguación por su alta impedancia y trabaja a frecuencias < 15 MHz...

…buen emisor, Rx a la temperatura

y se usa a frecuencia altas…

MB2O6Pb

Page 52: Ultrasonido

HAZ SONICO

Presión

Distancia

ZONA MUERTA

CAMPO CERCANOCAMPO LEJANO

Page 53: Ultrasonido

HOLOGRAMA DEL HAZ SONICO

Page 54: Ultrasonido

ZONA MUERTA

...CUALQUIER RESPUESTA DE UN REFLECTOR NO PUEDER SER LEIDA O DISCRIMINADA YA QUE SE CONFUNDE CON EL PULSO INICIAL (eléctrico + sónico).

...APROXIMADAMENTE, ES DE UN LARGO DE PULSO...

Page 55: Ultrasonido

CAMPO CERCANO

...ZONA CERCANA AL CRISTAL DONDE HAY GRANDES VARIACIONES DE PRESION...

Lo = D2 = D2 ν

4λ 4 V

Lo

Page 56: Ultrasonido

CAMPO CERCANO

ANGULO DE DIVERGENCIA

DEFINEN

O CARACTERIZAN

A UN

TRANSDUCTOR

Page 57: Ultrasonido

CAMPO LEJANO

...ZONA DE PERFIL REGULAR Y SUAVE...

MAXIMA PRESION EN EL CENTRO Y DISMINUYE CON SU DIVERGENCIA..

Page 58: Ultrasonido

Sen 0 = 1,22 V

Df

Sen 0 = 1,08 V

Df

Sen 0 = 0,56 V

Df

Divergencia de 0%

Divergencia de 50%

Divergencia de 90%

ANGULO DE SEMI-DIVERGENCIA

0 %

100%

50 %

Page 59: Ultrasonido

TRANSDUCTOR NORMAL

CRISTAL

BOBINA

CARCAZA

TUBO DE CARBON

AMORTIGUADOR

PROTECTOR

Page 60: Ultrasonido

TRANSDUCTOR DUAL

CRISTAL

BOBINA

CARCAZA

TUBO DE CARBON

AMORTIGUADOR

PLASTICO

Page 61: Ultrasonido

TRANSDUCTOR NORMAL

CRISTAL

BOBINA CARCAZA

TUBO DE CARBON

AMORTIGUADOR

CUÑA

Page 62: Ultrasonido
Page 63: Ultrasonido

ATENUACION DEL SONIDO

ABSORCION

DIVERGENCIA

DISPERSION

Ix = Io e-Kx

Page 64: Ultrasonido

LOS LIQUIDOS PRESENTAN EL MENOR COEFICIENTE DE ABSORCION AUMENTANDO EN

EL ALUMINIO, ACERO, LATON Y BRONCE

LA UTILIZACION DE UNA BAJA FRECUENCIA (MAYOR LONGITUD DE ONDA) IMPLICA UNA MENOR ABSORCION DEL HAZ ULTRASONICO

PERO SE DISMINUYE LA SENSIBILIDAD DE DETECCION.

ABSORCION

Ix = Io e-Kx

Page 65: Ultrasonido

EN ALGUNOS MATERIALES QUE PRESENTAN UNA MICROESTRUCTURA GRUESA, SEGREGACIONES O

PRESENTA FASES SEPARADAS , COMO LAS FUNDICIONES GRISES, LATONES , Y OTRAS ALEACIONES SE PRESENTRA

EL FENOMENO DE LA DISPERSION

ESTO PRODUCE UNA PERDIDA NOTABLE DE LA ENERGIA SONICA YA QUE GRAN PARTE ES REFLEJADA POR LOS

LIMITES DE GRANO O INTERFASES DEL MATERIAL EN LAS MAS DIVERSAS DIRECCIONES...

ESTE PUEDE SER ANALOGO LADISPERSION DE LA LUZ EN LA NIEBLA

PARA DISMINUIR ESTE EFECTO SE DEBE TRABAJAR LA MENOR FRECUENCIA POSIBLE

DISPERSION

Page 66: Ultrasonido

TECNICAS DE ENSAYO

REFLEXION

O

PULSO-ECO

TRANSMISION

RESONANCIA

Page 67: Ultrasonido

REFLEXION

O

PULSO-ECO

E/R

E/R

Page 68: Ultrasonido

REFLEXION

O

PULSO-ECO

E R

Page 69: Ultrasonido

TRANSMISION E

R

RE

Page 70: Ultrasonido

METODOS DE ENSAYO

CONTACTO

INMERSION

Page 71: Ultrasonido

REFLEXION

PULSO-ECO

TRANSMISION

FRECUENCIA

CONSTANTE

RESONANCIAFRECUENCIA

VARIABLE

Page 72: Ultrasonido

DETECCION DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACION

TAMAÑO

DISTANCIA

ƒ (...

)

Page 73: Ultrasonido

ORIENTACION

OK al cambiar el ángulo de incidencia de 0 a 2.5 grados la energía reflejada y captada se reduce en 10 veces

Page 74: Ultrasonido

ORIENTACION

las discontinuidades normalmente son

“rugosas”

su rugosidad esta en función del MATERIAL y de la

FRECUENCIA de ensayo

son “rugosas” cuando la altura de la irregularidad es

mayor que 1/10 de la longitud de onda

Page 75: Ultrasonido

TAMAÑO

OK

...teóricamente ,se detecta mayores a λ/4, en la practica se considera λ/2.....

..como λ/4 es función de la velocidad y frecuencia:

λ = V / f

, mayor la frecuencia mayor la sensibilidad...

Page 76: Ultrasonido

NATURALEZA

Z1

Z2

Page 77: Ultrasonido

MATE R IAL LO N G ITU D D E O ND A (m m )

1 Mh z 2 MH z 3 MH z 5 MH Z

AC E R O 5 ,8 5 2 ,9 2 1 ,9 5 1 ,1 7

ALUMINIO 6 ,2 5 3 ,1 2 2 ,0 8 1 ,2 5

F UN D IC IO N 3 ,5 /5 ,6 1 ,7 /2 ,8 1 ,1 7 /1 ,8 7 1 ,2 7 1 /1 ,1 2

B R O NC E 4 ,4 5 2 ,2 5 1 ,4 9 0 ,8 9

C O B R E 4 ,0 2 ,3 1 ,5 5 0 ,9 3

P LE XIG LAS 2 ,7 1 ,3 5 0 ,9 0 ,5 4

Page 78: Ultrasonido

DISTANCIA

d1 d2 d3

...La energía sónica disminuye punto a punto con la ley de la distancia al cuadrado....

Page 79: Ultrasonido

DISTANCIA

d1

d2

d1 = d2

2

h1

h2

h2 = h1

4

Page 80: Ultrasonido

TECNICAS DE TECNICAS DE UBICACIÓNUBICACIÓN

DE DE DISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADES

GEOMETRIA

DE LA PIEZA

ANGULO DE REFRACCION

FINALIDAD

DEL

ENSAYO

Page 81: Ultrasonido

DIMENSIONAMIENTO DE LAS

DISCONTINUIDADES

DISCONTINUIDADES MAS GRANDES (DE LA SECCION DE INCIDENCIA) QUE EL HAZ

DISCONTINUIDADES MAS PEQUEÑOS (DE LA SECCION DE INCIDENCIA) QUE EL HAZ

Page 82: Ultrasonido

REQUISITOS DEL EQUIPO DE INSPECCION

LINEALIDAD VERTICAL

hnhn + 1

hn

h / hn + 1

ASTM E 317 ASME SECV ART 5 MANDATORY APPENDICES

Page 83: Ultrasonido

REQUISITOS DEL EQUIPO DE INSPECCION

LINEALIDAD HORIZONTAL

hnhn + 1

[dn+1 -dn]

[distancia de barrido]

dndn+1

Page 84: Ultrasonido

CALIBRACION PARA INSPECCION DE SOLDADURAS

ONDAS TRANSVERSALES

A. INDICE DE SONDA

MAXIMA REFLEXION

Page 85: Ultrasonido

CALIBRACION PARA INSPECCION DE SOLDADURAS

ONDAS TRANSVERSALES

B. ANGULO DE REFRACCION

MAXIMA REFLEXION

θ

Page 86: Ultrasonido

CALIBRACION PARA INSPECCION DE SOLDADURAS

ONDAS TRANSVERSALES

100 200

100 mm

50 mm

25 100

25 mm

C. TIEMPO BASE: RANGO

Page 87: Ultrasonido

CALIBRACION PARA INSPECCION DE SOLDADURAS

ONDAS TRANSVERSALES

91 182

91 mm

100

91 mm

ONDAS LONGITUDINALES

C. RANGO: METODO ALTERNATIVO

Page 88: Ultrasonido

CALIBRACION PARA INSPECCION DE SOLDADURAS

ONDAS LONGITUDINALES

100 200

100 mm

25 50 75 100

25 mm25 mm

C. RANGO

Page 89: Ultrasonido

EXAMEN CON TRANSDUCTORES DE INCIDENCIA NORMAL

2. Inspección previa de toda la zona donde se va a mover el palpador angular

a) Detectar discontinuidades planas

b) Medir espesor real de la chapa.

c) Evaluar , el nivel de atenuación del material y sus variaciones a lo largo

de la soldadura.}

d) Evaluar el acabado superficial de la chapa.

1. Si el el acabado superficial lo permite, ensayo directo sobre el metal fundido.

Page 90: Ultrasonido

UNION ANGULAR SOLDADURA POR PUNTOS

UNION A TOPE

UNION EN T

INSPECCION DE SOLDADURA CON HAZ LONGITUDINAL

Page 91: Ultrasonido

1/4 t

1/2t

3/4t

1/4 t 1/2t 3/4t

CALIBRACIÓN DE LA AMPLITUD DE REFLEXIÓN CON

UN AGUJERO DE DIÁMETRO CONOCIDO

CURVA DISTANCIA vs AMPLITUD (DAC)

PARA HAZ NORMAL

Page 92: Ultrasonido

1/4 t

1/2t

3/4t

1/4 t 1/2t 3/4t

CALIBRACIÓN DE LA AMPLITUD DE REFLEXIÓN CON

UN AGUJERO DE DIÁMETRO CONOCIDO

CURVA DISTANCIA vs AMPLITUD (DAC)

PARA HAZ NORMAL (AGUJERO FONDO PLANO)

Page 93: Ultrasonido

S 1S 2

S 1 S 2

INSPECCION DE SOLDADURA CON HAZ ANGULAR

POSICION DE LOS ECOS SEGÚN LA POSICIÓN DEL REFLECTOR

1

S = camino recorrido por el US

CASO DE JUNTA EN “V” SIMPLE

(POSICION) 1 = RAIZ

(POSICION) 2 = SOBREMONTA

2

Page 94: Ultrasonido

θ

T tag θ

Paso1/2 Paso

DETERMINACION DE LA LONGITUD DE BARRIDO

PASO - 1/2 PASO

S= camino recorridoS

T

T

INSPECCION DE SOLDADURA CON HAZ ANGULAR

Page 95: Ultrasonido

d

d

p

p

S = s1 + s2

d = S senθ

p = 2T - S cos θ

s2

s1θ S 2

CALIBRACION CON DISTANCIAS PROYECTADAS

T

Escala de profundidad

Page 96: Ultrasonido

BLOQUE DE CALIBRACION BASICO

100

40

T/2T

L = longitud del bloque determinado por el ángulo de la sonda y el medio paso

T = espesor del bloque de calibración básica

d = diámetro del agujero de calibración básica

L

Page 97: Ultrasonido

1 2 3 4

SITUACION REAL

SITUACION

ESTIMADA

(ASME)

1

2

3

4

REFLECTORES MAS PEQUEÑOS QUE EL HAZ

CURVA DISTANCIA - AMPLITUD (DAC)

Page 98: Ultrasonido

EVALUACION DE REFLECTORES

EN FUNCION DE DAC

100 %

50 %

20 %

DEFECTOS

> 100% = > Φ REFERENCIA

RELEVANTES

100% < R < 20%

NO RELEVANTE

< 20%

Page 99: Ultrasonido

TAMAÑO DEL REFLECTOR

(DISCONTINUIDAD)

Page 100: Ultrasonido

TAMAÑO DEL REFLECTOR

(DISCONTINUIDAD)

Page 101: Ultrasonido

TAMAÑO DEL REFLECTOR

(DISCONTINUIDAD)

1 2 3 4

1 2 = 4 3

100%

50%PERFIL DE AMPLITUD

DISCONTINUIDAD

50 % ó 6Db

Page 102: Ultrasonido

TAMAÑO DEL REFLECTOR

(DISCONTINUIDAD)

1 = 5

2 = 4

3

3

3

2

1

4

5

50 % ó 6Db

Page 103: Ultrasonido

PRACTICA 1. CALIBRACION DEL SISTEMA ULTRASONICO CON HAZ NORMAL DE ONDAS

LONGITUDINALES

MEDICION DE ESPESORES - METODO DE MULTIPLES ECOS -(VER PARTE 4)

Page 104: Ultrasonido

AJUSTE INICIAL DEL EQUIPO

*A. GANANCIA(GAIN) = 35 a 45 dB

*B. NIVEL DE RECHAZO (REJECT) = 0%

*C. VELOCIDAD = del material a medir

en este caso VLacero = 5920 m/s ( 0,230 in/us)

*D.POSICION ZERO = 0 us

*E. RANGO = al deseado para la medición = 25 mm ( 1”)

*F.EMISIÓN DEL PULSO

= Rectificación Completa

Energia del pulso

Amortiguación* seleccionar la mejor combinación para la mejor relación señal/ruido.

*G. MODO DE ENSAYO = PULSO - ECO

1

Page 105: Ultrasonido

PASOS A SEGUIR

1. POSICION DEL CERO (ZERO)

CONTROL CERO

CONTROL GANANCIA

TRANSDUCTOR DUAL

TRANSDUCTOR SIMPLE

DISTINTOS ESPESORES

UN SOLO ESPESOR

PRIMER ECO DE REFLEXION

Page 106: Ultrasonido

PASOS A SEGUIR

2. RANGO

CONTROL RANGO/VELOCIDADTRANSDUCTOR DUAL

TRANSDUCTOR SIMPLE

DISTINTOS ESPESORES

UN SOLO ESPESOR

ULTIMO ECO DE REFLEXION