Ultrasonido

CAPITULO 4

METODOS BÁSICOS
Y
TÉCNICAS APLICADAS


La aplicación de los Ensayos No Destructivos, en general, envuelve la selección y aplicación de métodos y técnicas especificas, acordes con los procedimientos de ensayo, elaborados conforme a criterios basados en el análisis de los factores involucrados en la evaluación. Cuando hablamos de ultrasonido, la preparaciónde los ensayos debe cumplir con el estudio del objeto a ensayar, en lo que respecta a material, dimensiones, forma, condición superficial, accesibilidad, estructura interna, etc.;así como con la selección del método de ensayo, contacto directo (pulso-eco o transmisión) o inmersión; y la técnica a emplear, haz normal o longitudinal, haz angular o transversal, haz superficial o deRayleigh, u Ondas de Lamb.

En el Capítulo I, se presentaron las Propiedades Fundamentales del Ultrasonido; principios físicos, características y algunos conceptos básicos. En el Capítulo 2, aprendimos acerca de los Palpadores y la Generación del Ultrasonido; cristales piezoeléctricos, el haz ultrasónico y sus diferentes zonas, la atenuación y sus efectos, las características de lospalpadores y su selección. En el Capítulo 3, Propagación de Ondas y sus Características en Medios Diferentes; conocimos como se transmiten y se propagan los diferentes tipos de ondas ultrasónicas, y el efecto de factores sobre la dificultad en la transmisión de las mismas.

En éste Capítulo, se hará una revisión profunda de los Métodos Básicos y las técnicas aplicadas en el ensayo porultrasonido. Además serán presentaos los sistemas de ensayo utilizados

Como fue mencionado previamente, existen dos métodos básicos en ultrasonido

• Método por Contacto Directo,
• Método por Inmersión.

4.1. MÉTODO POR CONTACTO DIRECTO.

El método por contacto directo se basa en que el palpador y la pieza de ensayo se encuentran, como su mismo nombre lo indica, en contacto directo.Siempre, en la interfase entre el palpador y la superficie de la pieza se coloca algún material acoplante para garantizar la buena transmisión de la onda ultrasónica. Los acoplantes, su efecto, características y selección, fueron estudiados en el Capítulo 3, Apartado 3.4.1. Este método puede ser efectuado mediante tres técnicas, que son;

• Técnica de Haz Normal,
• Técnica de HazAngular,
• Técnica de Haz Superficial.

4.1.1. Técnica de Haz Normal

En la técnica de haz normal, la incidencia del haz ultrasónico es perpendicular a la superficie límite, o interfase palpador - superficie de ensayo. El tipo de onda transmitida (en las aplicaciones de ésta técnica), es del modo de onda longitudinal o de compresión, cuyas características fueron estudiadas en elCapítulo 3, Apartado 3.3.1.


Figura 4.1. Técnica de haz normal.

En la Figura 4.1 se muestra un ejemplo típico de un ensayo ultrasónico utilizando la técnica de haz normal. El recorrido del haz, en éste caso, es en la dirección del
espesor de la pieza, o sea, forma un ángulo de 90° con respecto al plano superficial; sin embargo, el ángulo de incidencia es igual a 0°.

Los palpadoresutilizados, en el ensayo mostrado en la Figura 4.1, pueden ser de cristal único (Apartado 2,4.1.1.1) o Emisor-Receptor (Apartado 2.4.1.1.2), presentados en el Capítulo 2.

La velocidad de propagación de las ondas longitudinales, puede ser calculada mediante la siguiente ecuación:




Sin embargo en el Apéndice A, Tabla A-l se presentan valores de Impedancia Acústica, velocidad Transversal,velocidad longitudinal , Módulo de Elasticidad y Módulo de Rigidez, de diversos materiales.

4.1.2. Técnica de Haz Angular.

En la técnica de haz angular, la incidencia del haz, o el ángulo de incidencia del haz ultrasónico, está determinado por el ángulo de refracción del mismo en el material. En la superficie límite palpador-superficie de ensayo ocurre lo que se define como "modos de conversión"...