Detección de fallas mediante ensayos no destructivos basados en ultrasonido.

Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica

Detección de fallas mediante ensayos no
destructivos basados en ultrasonido.

Seminario de Título presentado en
conformidad a los requisitos para
obtener el título de Ingeniero de
Ejecución en Mecánica.

Profesor Guía:
Juan Carlos Figueroa Barra.

Sergio Rolando Lillo Montenegro.
Claudio Andrés Garcés Garcés.
2012

I.AGRADECIMIENTOS Y DEDICATORIAS.

Quiero agradecer a mi familia quien
me apoyo en todo mi desarrollo
universitario, a mis amigos y
personas que confiaron en mí y
nunca me dejaron solo. Muchas
Gracias.
Claudio.

Agradecerle a mi Madre por el
apoyo y confianza que me brindo en
estos años. A mis amigos y
compañeros por las alegrías y
buenos momentos.

Sergio.

II.

RESUMENEn el desarrollo del presente estudio, se exponen los principios del ultrasonido,
abarcando conceptos primordiales de propagación de ondas en medios
isotrópicos, con la finalidad de comprender como es desarrollado el proceso de
detección de discontinuidades por medio de propagación de ondas en los equipos
de ultrasonido industriales.

La utilización de un equipo de ultrasonido industrial dela serie EPOCH 1000i del
laboratorio del DIMec de la Universidad del Bío Bío sede Concepción, el cual
cuenta con avanzadas herramientas que facilitan la detección y caracterización de
discontinuidades, medición de espesores, extensiones y grados de corrosión. La
portabilidad del equipo y la buena comunicación que presenta, lo hace ideal para
realizar ensayos simples y complejos donde solo senecesita una superficie de
acceso, permitiendo realizar inspecciones con gran poder de penetración,
sensibilidad y exactitud, lo que facilita la interpretación de los resultados
inmediatamente.

iii.

GLOSARIO
: Amplitud. (mm)
: Amplitud (Reflejada). (mm)
: Amplitud (Transmitida). (mm)
: Velocidad longitudinal. (m/s)
: Velocidad de la onda de propagación. (m/s)
: Velocidad de fase.(m/s)
: Velocidad tangencial. (m/s)
: Índice de refracción medio 1.
: Índice de refracción medio 2.
: Longitud de arco.
: Longitud. (mm)
: Módulo de Young o elasticidad.(Mpa)
: Tensión.
: Frecuencia. (Hz)
: Intensidad de onda. (W/m2)
: Intensidad de onda (Incidente).
: Intensidad de onda (Reflejada).
: Intensidad de la onda. (Transmitida)
: Numero de onda.
: Masa. (kg)
: Número demedios.
: Fuerza del cuerpo o carga externa por unidad de longitud. (N)
: Coeficiente de reflexión.
: Coeficiente de transmisión.
: Unidad de tiempo. (s)
: Desplazamiento en la dirección x. (mm)
: Desplazamiento en la dirección y. (mm)
: Impedancia acústica. (Pa·(s/m))

: Tensor.
: Longitud de onda. (mm)
: Coeficiente de Poisson.
: Densidad (kg/m3).
: Angulo de fase.
: Funciónpotencial escalar.
: Función potencial Vectorial.
: Frecuencia Circular.

IV.

CONTENIDOS

Capítulos

Página

1. Introducción a los métodos de ensayos no destructivos

1

2. Método no destructivo de ultrasonido

13

2.1 Ultrasonido

13

2.2 Métodos de detección ultrasónica

14

2.3 Sondas

15

2.4 Métodos no destructivos para distintos tipos de plantas

17

2.5Principio de ultrasonido

18

2.6 Aplicaciones, Ventajas y limitaciones del ultrasonido

19

2.6.1 Principales aplicaciones

19

2.6.2 Ventajas

19

2.6.3 Ventajas con respecto a otro equipo

20

2.6.4 Limitaciones.

20

3. Ondas en cuerdas.

22

3.1 Introducción

22

3.2 Ecuación de onda en una cuerda tensa

22

3.3 Onda armónica

24

4. Propagación de ondas enun medio elástico.
4.1 Introducción
4.2 Ecuación gobernante

5. Reflexión y Refracción.

29
29
29
34

5.1 Introducción

34

5.2 Haz de incidencia normal de factor de reflexión

34

5.3 Ley de Snell

39

5.4 Ángulos críticos

42

6. Incidencia oblicua.

44

6.1 Introducción

44

6.2 Factores de reflexión y transmisión para interfaces entre dos

45

medios...