ultrasonido

Universidad Católica de Santa María
Guía de Prácticas del Curso: CIENCIA E INGENIERIA DE MATERIALES
PRACTICA Nº 10
ULTRASONIDO
1. objetivos
Al finalizar la práctica, el alumno estará capacitado para:

Determinar con claridad los conceptos y uso del ensayo de Ultrasonido en los materiales.

2. recursos
Materiales.
Probeta.
Herramientas.
Maquinas.
Equipos.
Equipo de Ultrasonido.Equipo de protección personal.
Mandil protector.

Otros.

3. Duración de la práctica
Una sesión (2 horas).



4. marco teórico
1. ENSAYO POR ULTRASONIDO.

Este ensayo se realiza sobre todo para ensayar materiales que puedan tener grietas o defectos INTERNOS y que a simple vista no se pueden apreciar.

Ondas sonoras de alta frecuencia emitidas por un transductor se transmiten a lolargo de un material o sección en evaluación. Las ondas de sonido viajan a través del material y regresan hacia un mismo transductor o llegan uno diferente.
La entrada y las señales de retorno se muestran en un instrumento ultrasónico. Las diferencias entre las señales de entrada y las señales de retorno se analizan para determinar los defectos, imperfecciones, cambios de espesor y otrascaracterísticas del material. Las señales recibidas se comparan con señales de un patrón de referencia.

Figura 1: Esquema del ensayo de ultrasonido.




En el método de un solo transductor, un transductor se utiliza para enviar y recibir señales. Una ventaja de este método es que sólo un lado de la pieza de prueba tiene que ser accesible para el inspector.

La Inspección ultrasónica requiere eluso de un gel, agua, o aceite como acoplante para transmitir las ondas de energía de sonido desde el transductor a la pieza y para detectar la energía del sonido en la recepción de la señal final.

Cuando el haz sale del transductor y entra en la muestra de ensayo que, naturalmente, se encontrará con una amortiguación debido al material. Este efecto se conoce como impedancia. La Impedancia puedeconsiderarse como la resistencia del material al paso de las ondas sonoras.

La reflexión de las ondas se produce en las interfaces de material, con la cantidad de reflexión en función de la impedancia acústica (Z).

En el análisis de las reflexiones en la interfaz, la información crítica es la velocidad y la densidad de cada material. Estos definen la impedancia de los materiales en cada ladode la interfaz.

Efectos materiales
La estructura del material puede influir atenuando la velocidad y dirección de desplazamiento de las ondas ultrasónicas.
En general, existe una mayor atenuación en las piezas fundidas y cuando se trabaja con metales. Metales forjados presentan discontinuos límites y tamaños de grano que producen dispersión. Sin embargo, el ultrasonido es sensible a losefectos del tamaño de grano que pueden afectar la sensibilidad.
Los materiales tales como polímeros y estructuras compuestas pueden ser bastante atenuante, y la anisotropía grave también puede afectar la sensibilidad en la evaluación.

Velocidad de la onda
Hay una estrecha conexión entre el módulo de elasticidad de un material y la velocidad de una onda en ese material.
Una onda longitudinalse compone de una serie de compresiones y dilataciones, donde las partículas del material se mueven paralelamente a la propagación de la onda.
Las ondas ultrasónicas tienen diferentes velocidades en diferentes materiales.
Por esta razón, la selección de una frecuencia apropiada para el estudio de ciertos problemas es importante. 
El tamaño del defecto se determina y se calcula normalmentemediante la comparación de la altura de la señales que finalmente se recepciona, un defecto tiene una altura diferente a una señal de un reflejo de tamaño y forma conocidos. Esto se muestra en la figura siguiente.

Figura 2: Altura de ondas ultrasónicas.


En las pruebas de ultrasonido de inmersión, la parte y el transductor están sumergidos en el fluido de acoplamiento, generalmente agua....