INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA
MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD PROFESIONAL TICOMNINGENIERA AERONUTICA
PRCTICA: 6 INSPECCION POR CORRIENTES PARASITASMATERIA: INGENIERA
DE MATERIALESGRUPO: 3AV1TURNO: VESPERTINOALUMNOS: -ROMERO CORPUS
ARTURO
FECHA DE ELABORACIN: 01/JULIO/2015FECHA DE ENTREGA:
08/JULIO/2015
OBJETIVO:
Conocer el proceso de inspeccin por corrientes paraitas, as como
familiarizarse con el equipo, e interpretar los datos obtenidos en
la pantalla.
CONDICIONES AMBIENTALES:
Condiciones iniciales:
PRESIN RELATIVA: 585 mmHg TEMPERATURA: 18C38% de
humedadCondiciones finales:
PRESIN RELATIVA: 585 mmHg TEMPERATURA: 17C 39% de humedad
MATERIAL:
Probeta: El Material empleado fue un alabe con pequeos golpes, y
un bloque patron
Fig. 1 Probeta para inspeccin ultrasnica
EQUIPO UTILIZADO:
Equipo para inspeccin por corrientes parasitas:
Fig. 2 equipo utilizado para deteccin de irregularidades en
metales
CONSIDERACIONES TERICAS:Introduccin
Las corrientes de Eddy empezaron a mencionarse desde 1824 por
Dambey Argo y Jean B Focoult; pero su primera aplicacin a
laspruebasno destructivas data de 1879 con D. E. Hughes, quien las
emple para diferenciar tamaos, formas y composicin de
diferentesmetalesyaleaciones. Sin embargo, no fue hasta 1948 cuando
el Instituto Reutlingen deAlemania, empez eldesarrollode la
actualinstrumentacinde corrientes de Eddy.
Conceptos importantes a conocer:
Definicin de corrientes Eddy
Esta basada en losprincipiosde lainduccinelectromagntica y es
utilizada para identificar o diferenciar entre una amplia variedad
de condiciones fsicas, estructurales y metalrgicas en partes
metlicas ferromagnticas y no ferromagnticas, y en partes no
metlicas que sean elctricamente conductoras.
Las corrientes de Eddy son creadas usando la induccin
electromagntica, estemtodono requiere contacto elctrico directo con
la parte que esta siendo inspeccionada.
Aplicaciones de las corriente Eddy en Pruebas No
Destructivas
Medir o identificar condiciones o propiedades tales como:
conductividad elctrica, permeabilidad magntica, tamao de grano,
condicin de tratamiento trmico, dureza y dimensiones fsicas de
losmateriales. Detectar discontinuidades superficiales y
subsuperficiales, como costuras, traslapes, grietas, porosidades e
inclusiones. Detectar irregularidades en laestructuradel material.
Medir el espesores de un recubrimiento no conductor sobre un metal
conductor, o el espesor de un recubrimiento metlico no magntico
sobre un metal magntico.Ventajas:
Se aplica a todos los metales, electroconductores y aleaciones.
Altavelocidadde prueba. Medicin exacta de la conductividad.
Indicacin inmediata. Deteccin de reas de discontinuidades muy
pequeas. ( 0.0387 mm2 0.00006in2 ) La mayora de los equipos
trabajan con bateras y son porttiles. La nica unin entre el equipo
y el articulo bajo inspeccin es un campo magntico, no existe
posibilidad de daar la pieza.Limitaciones:
La capacidad de penetracin esta restringida a menos de 6 mm. En
algunos casos es difcil verificar los metales ferromagnticos. Se
aplica a todas las superficies formas uniformes y regulares.
Losprocedimientosson aplicables nicamente a materiales conductores.
No se puede identificar claramente lanaturalezaespecifica de las
discontinuidades. Se requiere depersonalcalificado para realizar la
prueba.Corrientes Inducidas
Esta tcnica consiste en generar corriente elctrica en un
material conductor.La bobina A esta conectada a una batera a travs
de un interruptor. Una segunda bobina B conectada a un galvanmetro,
esta colocada cerca cuando se cierra el interruptor produciendo una
corriente en la bobina A. Una corriente momentnea es inducida en la
bobina B.
El principio de la prueba se basa en elprocesode induccin
electromagntica. El cual incluye una bobina de prueba a travs de la
cual se hace pasar una corriente alterna. El flujo de la corriente
variante en una bobina de prueba produce uncampo magnticovariante
alrededor de la bobina, el cual es conocido como campo
primario.
Cuando un objeto de prueba elctricamente conductor es colocado
en el campo primario, una corriente elctrica ser inducida en el
objeto.
Las corrientes de Eddy son corrientes elctricas circulantes
inducidas por un campo magntico alterno en un conductor aislado .
Tambin se le conocen como corrientes parsitas o corrientes de
Focault.
En un material aislante no se induce las corrientes de Eddy sin
embargo el campo magntico de la bobina atraviesa dicho material no
conductor.
El campo producido en la bobina es directamente proporcional a
la magnitud de la corriente aplicada, a la frecuencia y a los
parmetros de la bobina como:
a. Inductanciab. Dimetro.c. Longitud.d. Espesor (ancho de la
bobina)e. Numero de vueltas del alambre.f. Metal delcoraznde la
bobinaPrincipios para la generacin de corrientes de Eddy
Conductividad. La conductividad del material varia de acuerdo a
su composicinqumica. Cambios de temperatura. Cuando aumenta
latemperaturala conductividad disminuye. Esfuerzos. En un material
debido altrabajoen fro producen distorsin en la estructura. Este
proceso mecnico cambia la estructura la estructura de grano y la
dureza del material, cambiando su conductividad elctrica. Dureza.
La conductividad elctrica disminuye cuando la dureza aumenta.
Permeabilidad. En cualquier material es la facilidad con la cual
pueden establecer lneas defuerzamagntica. Elairetiene una
permeabilidad de 1.La permeabilidad no es una constante para un
material y depende del campo magntico que se genere
m = PermeabilidadB = Flujo magntico (Gauss)H = Fuerza
magnetizante (Oesterd) Efecto pelicular. Es el resultado de
lainteraccinmutua entre las corrientes de Eddy, la frecuencia de
operacin la conductividad del objeto de prueba y la permeabilidad.
Efecto de borde. El campo electromagntico producido por una bobina
de prueba excitada se extiende en todas las direcciones desde la
bobina. A medida que la bobina se aproxima a los limites geomtricos
del objeto de prueba, estos son detectados por la bobina antes de
que sta llegue al limite. Efecto de extremos. Este tipo de efecto
sigue la mismalgicaque el efecto de borde, siendo la seal que se
observa cuando la bobina se aproxima al extremo de unproducto. Este
trmino es aplicable a la inspeccin de barras oproductostubulares.
Lift-Off. El campo electromagntico es mas fuerte cerca de la bobina
y se disipa conforme se aleja de la misma. El acoplamiento
electromagntico entre la bobina y el objeto de prueba es muy
importante, este acoplamiento varia cuando existe una distancia
entre la bobina y el objeto de prueba, esta distancia es conocida
como lift-off. Factor de llenado. Es el trmino utilizado para
describir que tambin estar electromagnticamente acoplado un objeto
a la bobina de que lo rodea, o a la que est insertado. El factor de
llenado puede ser descrito como la relacin cuadrtica entre los
dimetros del objeto y la bobina, que es una ecuacin de la relacin
de reas.
h = Factor de llenadod = dimetro de la bobinaD = dimetro de la
pieza
Discontinuidades. Puede ser detectada cualquier discontinuidad
que tenga cambios apreciables en el flujo normal de las corrientes
de Eddy. Discontinuidades tales como fracturas, picaduras,
entalladuras.Daovibracional ycorrosin. Las cuales causan que la
conductividad efectiva de un objeto de prueba sea reducido. Las
discontinuidades superficiales son mas fcilmente detectadas que las
subsuperficiales. Relacin seal-Ruido. Se considera
comoruidocualquier variacin que altere o interfiera la respuesta
delsistema. Es la relacin entre lassealesdeintersy las no deseadas.
Lasfuentesmas comunes de ruido son las variaciones en la rugosidad
de la superficie, lageometray la homogeneidad. Otros ruidos pueden
ser fuentes externas como,mquinasde soldar,motoreselctricos y
generadores.
Principales aplicaciones de la inspeccin por corrientes de
Eddy
VARIABLEAPLICACION
Conductividad elctrica.a. Clasificacin de aleaciones.b. Control
de tratamientos trmicos ( tamao de grano, dureza, esfuerzos
residuales).c. Espesor de recubrimientos.d. Espesor de
cadminizados, nquel electroless.
Permeabilidad magntica.a. Separacin de aleaciones (materiales
magnticos)b. Profundidades de tratamientos superficiales.c.
Condicin de tratamiento trmico. (materiales magnticos).d. Espesor
de cadminizados, nquel electroless
Geometra ( dimensiones).a. Espesores (materiales delgados)
Homogeneidad.Deteccin de fallas.a. Grietasb. Segregaciones.c.
Costuras.d. Inclusiones.e. Picaduras.f. Corrosin.g.
Estructurales.
Acoplamiento magntico.a. Espesor de aislamientos.b. Espesor de
recubrimientos no metlicos.c. Dimetro.
Fig. 6 Esquema de ondas transversales (de corte).La longitud de
ondaes la distancia correspondiente a un ciclo completo
Fig. 8 Imagen que muestra un arreglo de escaneo tipo B.
Fig. 4 Esquemas de ondas ultrasnicas longitudinales,oscilacin de
partcula, compresin y onda de succin.
Fig. 9 Imagen que muestra tcnica de haz angular con un
transductor en una placa y en un tubo.
Fig. 3 Esquemas de longitud de onda.Amplitud.
Fig. 7 Diagrama tpico de bloque de un escaneo tipo A, incluyendo
el desplegado visual, para un ultrasonido eco-pulsado bsico.
Fig. 10 Tipos de defectos encontrados en fundicin.
Fig. 5 Amplitud del desplazamiento de partcula versus viaje de
ondaLa longitud de ondaes la distancia correspondiente a un ciclo
completo.
Fig. 9 Diagrama tpico de un arreglo de escaneo tipo C
Fig. 11 a) 1.5 m y b) 2.4 m
DESARROLLO:
CONCLUSIONES:ROMERO CORPUS ARTURODesde el punto de vista de la
ingeniera es muy importante, y en ocasiones imprescindible,
identificar fracturas, corrosin y desgaste en componentes o piezas,
en ocasiones estas fracturas no se revelan a simple vista, la
inspeccin por corrientes Eddy es muy utilizada para revelar estas
imperfecciones ya que detecta cualquier defecto mencionado con
anterioridad, se detecta fcilmente.En la industria aeronutica, se
requiere de mxima seguridad en las operaciones de vuelo, la ruptura
o fallo de algn componente representa un riesgo muy elevado por eso
la inspeccin por corrientes Eddy es muy requerida, por las ventajas
vistas con anterioridad.
BIBLIOGRAFA Y FUENTES CONSULTADAS:
"Apuntes para elLaboratoriode Pruebas No Destructivas".
UPIICSA-IPN, Academia deLaboratoriodeControldeCalidad,MxicoD.F.,
2002
http://www.monografias.com/trabajos30/corrientes-eddy/corrientes-eddy.shtml