Ensayos no destructivos

Ensayo por Ultrasonido.



Ultrasonido:

El aprovechamiento del ultrasonido ha ganado espacio importante entre las técnicas de Ensayos No-destructivos. Se considera ultrasonido aquel oscilaciones de presión que poseen frecuencias por encima de la gama audible (esto es, superior a 20 000 Hz).
El equipamiento utilizado para la aplicación de estas técnicas es capaz de generar, emitir ycaptar haces de ondas muy bien definidas sujetas a las leyes de reflexión al encontrar en su trayectoria un cambio en las propiedades físicas del medio en el cual se propagan. Al ser captadas, son analizadas según el objetivo del equipamiento y con la determinación del tiempo transcurrido desde su emisión hasta su recepción, puede conocerse la distancia recorrida, al ser la velocidad previamenteestablecida.
El ensayo por ultrasonido es un método no destructivo, en el cual un haz sónico de alta frecuencia (125 KHz a 20 MHz) es introducido en el material a ser inspeccionado con el objetivo de detectar discontinuidades internas y superficiales. El sonido que recorre el material es reflejado por las interfaces
y es detectado y analizado para determinar la presencia y localización dediscontinuidades.

Definición y naturaleza de las ondas ultrasónicas

Son ondas mecánicas vibratorias o sea para que sea propague el ultrasonido, se requiere que las partículas del medio ya sea liquido, aire o sólido oscilan alrededor de sus posiciones de equilibrio.

Diferencia entre sonido y ultrasonido

Son de la misma naturaleza, lo que la diferencia es su frecuencia así:
- ondas sónicas:frecuencia entre 16 y 20000 ciclos por segundos.
- ondas ultrasónicas: frecuencias mucho mayores de 20000 ciclos por segundos.
Para materiales metálicos: se opera entre 1 y 5 mhz pero se pueden trabajar con frecuencias mucho mayores.
Para materiales no metálicos: ej: cerámicos, trabajan con frecuencias menores de 1mhz (¼, ½ mhz).

Tipos de ondas ultrasónicas
Se clasifican en:
Ol. Ondalongitudinal: se propaga en tres medios.
OT. Onda transversal: se propaga en sólidos únicamente.
OR. Onda Rayleigh: se propaga en sólidos únicamente.

Impedancia acústica
Resistencia del medio a la vibración acústica de las partículas.
Generación de ondas ultrasónicas
Para generar existen varios métodos. Para el ultrasonido se hace uso de cristales piezoeléctricos o de materiales cerámicos ferroeléctrico.
Piezoelectricidad: propiedad de algunos cristales como el cuarzo de convertir energía eléctrica en energía mecánica vibratoria y viceversa. Cuarzo para altas frecuencias, mayores de 10 mhz.
Ferro electricidad: propiedad de algunos materiales cerámicos previamente polarizados de comportarse como los cristales piezoeléctricos. ej: titanato de bario, sulfato de litio.
Forma y característicadel haz

n = d2/4l = d2f/4v
seen g = 1.22 v/f d
D: diámetro del cristal.
V: velocidad.
F: frecuencia.
L: longitud de onda.

Palladores o transductores

Tipos:
a. incidencia normal.
b. incidencia angular.
Palladores con:
1. un solo cristal emisor y receptor.
2. doble cristal, uno emisor y otro receptor.
3. múltiples cristales para aplicaciones especiales.

Agentes acoplantes

Esun medio fluido que permite que el ultrasonido pase del palpador al material de ensayo.
Los medios de acople pueden ser: grasa, aceite, vaselina, agua.
A mayor rugosidad mayor viscosidad del acoplante.

Técnicas de ensayo

- transmisión.
- resonancia.
- pulso - eco.

Transmisión

Ventaja:

Puede detectar discontinuidades muy cercanas a la superficie.

Desventajas:

No ubica ladiscontinuidad.
Requiere acceso a las dos superficies.

Resonancia:

Se consigue que haya resonancia entre un material y el palpador. El palpador es de frecuencia variable, la cual se varía hasta hallar la de resonancia.
Es utilizado para la detección de discontinuidades externas del material, también para la medición de espesores.

Pulso – eco

Se emiten pulsos de ultrasonido y se...