hornos metalurgicos.docx

7/23/2019 hornos metalurgicos.docx

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Universidad Nacional

Jos Faustino Snchez Carrin

Facultad de Ingeniera Quica ! "etalurgiaEscuela Acadmico Profesional de Ingeniera Metalrgica

transisin ! recu#eracin de calor en horno

rever$ero

%resentado #or&

'lanoca (o)as* +a$riel,elao -ezaeta ,eivi

Santos Car#io* Jos

'sesor&

Ing. Quito Luna Luis Enrique

HUACH ! PE"#

$%&'


2/42

3

Universidad Nacional Jos Faustino Snchez CarrinIngeniera etal!rgica

,.,IC'/0(I'

A nuestros (adres (or )a*ernos a(o+ado en todo momento, (orsus conse-os, sus alores, (or la motiaci/n constante que nos

(ermiten ser (ersonas de *ien, (ero m0s que nada (or su amor

incondicional.


3/42

"


'+(',.CI"I.N/0

A la 1acultad de Ingeniera Qumica + Metalrgica, que es la

casa que nos e crecer (rofesionalmente, que a tras de su

(lana docente nos dan una *uena formaci/n (rofesional.

IN/(0,UCCI1N


4/42

#


La transferencia de calor es la ciencia que trata de predecir el intercambio de energa que

puede tener lugar entre cuerpos materiales, como resultado de una diferencia de temperatura.

La termodinmica ensea que esta transferencia de energa se define como calor. La ciencia de

la transferencia de calor pretende no slo explicar cmo la energa trmica puede ser

transferida, sino tambin predecir la rapidez con la que, bajo ciertas condiciones especficas,

tendr lugar esa transferencia.

La transferencia de calor se da en distintos procesos, en nuestra vida cotidiana, sin a veces

darnos cuenta, en procesos industriales, en fin en mucos campos ! uno de los campos que

vamos estudiar en el presente trabajo es la transferencia de calor en los ornos metal"rgicos.

#n orno metal"rgico es un dispositivo que permite generar calor ! mantenerlo dentro de un

cierto compartimiento para generar la fundicin de nuestro metal.

$ntre las consideraciones principales de un orno se encuentran las necesidades de calor para

las condiciones de trabajo requeridas, el material de construccin de las paredes, la forma en

que se transportar el material que va a ser sometido al tratamiento trmico% factor importante

cuando se trata de piezas de ms de &' toneladas, las cuales pueden variar en su forma !

tamao.


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$


Figura 3 Mantenimiento: bsqueda de fisuras en superficie de control de materiales

compuestos.

IN,IC.

DEDICATORIA......2

AGRADECIMIENTO................3

INTRODUCCIN...4

NDICE.........6

ENSAYO NO DESTRUCTIVO POR MTODO DE ULTRASONIDO.......7

1. NOCIONES ACSTICAS........82. PRINCIPIOS BSICOS...9


6/42

%


3. TIPOS DE ONDAS.............114. GENERACIN DE ULTRASONIDOS.........14

4.1proc!"#"$%o& #c'$"co&....144.1.1 (c%o #)*$%o&%r"c%"+o....1,4.1.2 (c%o p"-o/c%r"co...1,

4.1.3 c)r)c%r"-)c"o$ ! c)0-)....1,. PROCEDIIENTOS DE ENSAOS DE ULTRASONIDOS..................................23,.1Proc!"#"$%o ! %r)$"&"$................................................23,.2 Proc!"#"$%o p5&o6co.2,,.3%r)$&!5c%or&...............................................................29,.40oc7 ! c)"0r)c"o$................................32,.,0oc7 &c)o$)!o.............................................32,.c)0 co)")33,. )cop)$%&336. REQUISITOS Y SECUENCIA DE INSPECCIN DE ULTRASONIDO..347. VENTAJAS DEL ULTRASONIDO INDUSTRIAL..388. LIMITACIONES DEL ULTRASONIDO...38

. DESVENTAJAS DEL ULTRASONIDO.3!". NORMA IRAM#ISO 7!23

$CONCLUSIONES.......4"

$%I%LIOGA&RIA.....4!

$ANE'OS......42


7/42


.NS'20 N0 ,.S/(UC/I30 %0( "4/0,0 ,. U-/('S0NI,0

56 N0CI0N.S 'C7S/IC'S


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Con el fin de o*tener una me-or com(rensi/n de los fen/menos que ocurren

en el ensa+o no destructio de ultrasonido se citar0n algunos trminos + (rinci(ios

*0sicos de la fsica que com(rende la acstica2

Primeramente de*e destacar que no se utili3ar0 la su(osici/n de que los

cuer(os son (erfectamente rgidos, con lo cual se utili3ar0 el siguiente modelo2 La

materia se encuentra formada (or (eque4as molculas cu+a forma de distri*uci/n +

fuer3a de atracci/n de(ende del estado en que se encuentra dic)a materia. Estos

estados son los siguientes2

Solido& Est0 formado (or molculas fuertemente atradas entre si + que se

encuentran distri*uidas en forma regular + geomtrica en (osiciones deequili*rio. Estas fuer3as de atracci/n son del ti(o el0sticas, es decir, que

mientras no se so*re(ase el llamado 5Limite de Elasticidad6, las deformaciones que

se (rodu3can no ser0n (ermanentes.

Lquido: Cuando al suministrar calor a un s/lido se rom(e su estado se equili*rio

entre sus molculas esta (asa a estar en un estado lquido. Las molculas en el

estado lquido ocu(an (osiciones al a3ar que aran con el tiem(o. Las distancias

intermoleculares son constantes dentro de un estrec)o margen.

Gaseoso:Al seguir suministrando calor, las molculas se acelera + de-an el liquido

formando el gas. Este estado de la materia no tiene forma mi olumen (ro(io. 7u

(rinci(al com(osici/n son molculas no unidas, e8(andidas + con (oca fuer3a de

atracci/n, )aciendo que no tengan olumen + forma definida, (roocando que este

se e8(anda (ara ocu(ar todo el olumen del reci(iente que la contiene.

7i tomamos a)ora un s/lido + (roocamos en l una (ertur*aci/n 9gol(e (or

e-em(lo: (roduciremos una agitaci/n en sus molculas que se (ro(agar0 (or el

s/lido )asta sus e8tremos, la llamaremos ;


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Ca*e destacar que las ondas solo (roocan la (ro(agaci/n de energa + no de

materia, + eso se de*e al aco(lamiento de las (artculas del medio en que ia-a.

86 %(INCI%I0S 9:SIC0S ;/4("IN0S ?

%ertur$acin en su#er@icie de lAuidos

@a que los lquidos + gases no ofrecen ninguna resistencia a losesfuer3os de corte, las ondas transersales no (ueden ser (ro(agadas en

estos medios, entonces solo las ondas longitudinales (ueden (ro(agarse

en lquidos + gases. 7in em*argo en los s/lidos (ueden (ro(agarse

tanto las ondas transersales como las longitudinales + sus

com*inaciones.

3 . 3 . O+,%S S#/4F-5-%L/S O ,/ 4%-L/-G6: 7on ondas que se (ro(agan

so*re las su(erficies de los s/lidos de es(esores relatiamente gruesos(enetrando a(ro8imadamente una longitud de onda. Estas (oseen la

(articularidad de que el moimiento de las (artculas es una com*inaci/n

de moimiento transersal + longitudinal reali3ando una eli(se la cual el

ma+or e-es es el (er(endicular a la direcci/n de (ro(agaci/n de la


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onda. Estas ondas son utili3adas en el mtodo de ultrasonido (orque son

(articularmente sensi*les a defectos en la

su(erficie + son ca(aces de co(iar (osi*les curas que dic)as su(erficies

(osean.

Figura *7 ondas superficiales.

3.(. 0N,'S ,. -'"9& Las ondas de Lam* a(arecen en cuer(os cu+o es(esor

es del mismo orden que una longitud de onda, (or e-em(lo en c)a(as

delgadas. Estas se (ro(agan (aralelas a la su(erficie a tras de todo el

es(esor de material. 7on mu+ influenciadas (or el es(esor del material + la

frecuencia de moimiento.

7e generan cuando ingresan en el material a un 0ngulo de incidencia en

el cual la com(onente de la elocidad (aralela a la su(erficie de la (ie3a

es igual a la elocidad de (ro(agaci/n del sonido en el mismo material,

(udiendo ia-ar distancias de metros en el acero.

7on utili3adas, generalmente, (ara escanear c)a(as, alam*res + tu*os.

El moimiento de las (artculas es similar al moimiento en eli(se

mencionado anteriormente generando dos modos (rinci(ales de i*raci/n,

el llamado 7imtrico o Modo extensional 9moindose (aralelas a la

su(erficie simtricamente res(ecto al (lano medio: + el Anti simtrico, o

llamado Modo Flexional, el ma+or moimiento de las (artculas es


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(er(endicular a la su(erficie, en este modo la (laca se fle8iona. Las

siguientes im0genes (resentan los moimientos antes descritos.

Figura **. Ondas de Lamb %sim8trica Figura *. Ondas de Lamb

Sim8trica.

3.). 0ndas de torsin& Este ti(o de ondas (uede (ro(agarse en cuer(os con

forma de *arras, estas son oscilaciones rotacionales alrededor del e-e

longitudinal de la *arra + la direcci/n de (ro(agaci/n se sita en la

direcci/n del e-e de la *arra.

B6 +.N.('CI0N ,. U-/('S0NI,0

E8isten numerosos medios de (roducci/n de ondas ultras/nicas,

a(roec)ando diersos fen/menos fsicos, algunos de los cuales siren (ara los

E;


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En (rinci(io son los mismos que los que se em(lean (ara generar sonido

audi*le. 7on dis(ositios ca(aces de oscilar que se constru+en de tal manera que

(osean una frecuencia (ro(ia corres(ondientemente alta. Este (rocedimiento no

se utili3a en la rama de ensa+os no destructios.

(.*.*. .F.C/0 "'+N./0.S/(IC/I30

Consiste en a(roec)ar la (ro(iedad que tiene algunos materiales ferro

magnticos 9es(ecialmente el ;quel, adem0s del acero: de contraerse o

e8(andirse en determinada direcci/n cuando est0n sometidos a la influencia de

cam(os magnticos en condiciones es(eciales. Este efecto es reci(roco, lo que

(ermite a su e3 emisi/n + rece(ci/n de la ondas ultras/nicas.

Figura *3 /squema de generacin por m8todo magnetoestricti1o6

(.*.. .@ecto #iezoelctrico

Este efecto es a(roec)ado casi uniersalmente (ara el ensa+o no destructio

de materiales. Los elementos utili3ados son, *0sicamente, una (ie3a de material

(olari3ado 9en cierta (arte las molculas es encuentran cargadas (ositiamentemientras que en otra (arte las molculas se encuentran cargadas

negatiamente: con electrodos ad)eridos a dos de sus caras o(uestas. Cuando

un cam(o elctrico es a(licado a lo largo del material las molculas (olari3adas se

alinear0n con el cam(o resultando un di(olo inducido en la estructura cristalina.


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Esta alineaci/n de las molculas causar0 un cam*io dimensional, llamado

electrostriccin. A su e3 (uede darse la acci/n o(uesta, es decir, (roducir un

cam(o elctrico cuando cam*ian de dimensi/n.

Entre los materiales m0s conocidos en la utili3aci/n de cristales (ara los

transductores se encuentran los siguientes2

5uar9o: 1ue el (rimer material utili3ado. =iene caractersticas mu+ esta*les

en frecuencia, sin em*argo es (o*re en la generaci/n de energa acstica +,

comnmente, reem(la3ado (or materiales las eficientes.

Sulfato de Litio: Es mu+ eficiente como rece(tor de energa acstica, (ero es

mu+ fr0gil, solu*le en agua + su uso es limitado a tem(eraturas de*a-o de los '

BC.

5ermicas sinteti9adas: Producen generadores de energa acstica m0s

eficientes (ero tienen tendencia a desgastarse.

eneralmente el es(esor del elemento actio 9cristal: utili3ado es

determinado (or la frecuencia de utili3aci/n del transductor. Cuanta m0s alta son

las frecuencias requeridas, m0s delgados ser0n los cristales utili3ados.

El mtodo de generaci/n de ultrasonido (ermite alcan3ar frecuencias de

)asta $'Megaciclos (or segundo 9$'MH3:.

Figura *( /squema de elementos pie 9 oel8ctricos.


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(.*.3. C'('C/.(IS/IC'S ,.- C'9.'-

El ca*e3al es una (arte mu+ im(ortante del instrumento de ultrasonido. Como se

coment/ anteriormente, es el que contiene el elemento (ie3oelctrico que conierte

la se4al elctrica en i*raciones mec0nicas 9Emisi/n: + las i*raciones

mec0nicas en energa elctrica 9"ece(ci/n:. Algunos factores, como la

construcci/n mec0nica + elctrica, afectan el com(ortamiento del ca*e3al. La

construcci/n mec0nica inclu+e (ar0metros como la su(erficie de radiaci/n, el

amortiguamiento (ro(io, el enca(sulado, el cone8ionado, entre otros.

La siguiente figura (resenta un corte t(ico de un ca*e3al2

Figura *) /squema de cabe 9 al ultrasnico.

El elemento (ie3oelctrico es cortado a la mitad de la longitud de onda

deseada. Para o*tener la ma+or energa de salida (osi*le se coloca una

l0mina de &D de la longitud de onda con una im(edancia determinada entre

la cara del ca*e3al + el cristal (ie3oelctrico. Esta l0mina genera que todas las

ondas que salen del ca*e3al lo )agan en fase.


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Figura *0 /squema de lminas de proteccin del cabe 9 al.

Los ca*e3ales de contacto inclu+en una l0mina que (rotege loselementos internos de ralladuras.

El material de a(o+o 97e4alado en ro-o en la figura anterior: tiene una gran influencia

en las caractersticas de amortiguamiento del ca*e3al. Utili3ar un material de a(o+o

con una im(edancia similar a la del elementos (ie3oelctrico (roducir0 un

amortiguamiento lo m0s eficiente (osi*le, (or lo que el ca*e3al tendr0 un anc)o de

*anda de tra*a-o m0s am(lio + una me-or sensi*ilidad. Cuando la diferencia de

im(edancia entre am*os materiales aumenta la (enetraci/n aumenta (ero lasensi*ilidad se reduce.

Los ca*e3ales est0n construidos (ara so(ortar cierto maltrato, (ero se

recomienda mani(ularlos con cuidado +a que un mal uso, como gol(es (uede

que*rar la l0mina de (rotecci/n o el material de a(o+o, da4o que ser0 eidente en la

lectura del ensa+o.

(.*.3.*. -ongitud de onda ! deteccin de de@ectos

En un ensa+o de ultrasonido en usuario tiene que decidir qu frecuencia

utili3ar +, como +a se io antes, un cam*io en la frecuencia de la onda (roduce un

cam*io en la longitud de onda del sonido, +a que la elocidad es constante. Por

otro lado, la longitud de onda del ultrasonido utili3ado tiene un efecto significante

en la (ro*a*ilidad de detectar discontinuidades. Una regla general es que una


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discontinuidad de*e tener un largo de, (or lo menos, la mitad de la longitud de

onda (ara tener una (ro*a*ilidad ra3ona*le de ser detectada.

La sensi*ilidad + la resoluci/n son dos trminos comnmente utili3ados en

la ins(ecci/n con ultrasonido. 7ensi*ilidad es la ca(acidad de locali3ar (eque4as

discontinuidades en el ensa+o, esta, generalmente, se incrementa al incrementar

la frecuencia 9disminu+e la longitud de onda:. "esoluci/n es la ca(acidad del

sistema de detectar fisuras que se encuentran mu+ (r/8imas o mu+ cerca de los

*ordes, este (ar0metro tam*in aumenta cuando se incrementa la frecuencia.

Pero el aumentar la frecuencia (uede afectar la ca(acidad del instrumento de

forma adersa de*ido a que las ondas de sonido tienden a dis(ersarse enmateriales con estructura de granos gruesos como las (ie3as fundidas. A su e3,

dic)o aumento de frecuencia genera una reducci/n en el (oder de (enetraci/n de

la medici/n. Por lo tanto (ara seleccionar una /(tima frecuencia de ins(ecci/n se

de*en )acer un *alance entre los resultados faora*le + los desfaora*les de la

selecci/n, antes de seleccionar dic)a

frecuencia se de*en tener en cuenta el tama4o de grano, el es(esor de la (ie3a,

el ti(o de discontinuidad, tama4o + (ro*a*le locali3aci/n.

Ca*e destacar que )a+ otros (ar0metros que tam*in influ+en en la ca(acidad

del equi(o, estos son2 la longitud del (ulso a(licado, el ti(o + olta-e a(licado al

cristal, las (ro(iedades del cristal, el material + el di0metro del ca*e3al, el circuito

de (rocesamiento de datos del instrumento.

(.*.3.. .@iciencia* ancho de $anda ! @recuencia del ca$ezal6

Algunos ca*e3ales son construidos con ma+or eficiencia (ara transmitir

+ otros con ma+or eficiencia (ara reci*ir. A menudo un ca*e3al con un *uen

rendimiento (ara una a(licaci/n no es el adecuado (ara otras a(licaciones.


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Es im(ortante entender el anc)o de *anda o rango de frecuencias de un ca*e3al.

=odos los ca*e3ales (oseen una frecuencia central que de(ende

(rinci(almente del material de apoyo + del cristal utili3ado. Ca*e3ales con

alto amortiguamiento res(onder0n a una am(lia gama de frecuencias con un alto

(oder de resoluci/n, en cam*io, ca*e3ales con menor amortiguamiento tendr0n

un rango estrec)o de frecuencias + (o*re (oder de resoluci/n, (ero ma+or

(enetraci/n.

La frecuencia central define las ca(acidades del ca*e3al, frecuencias

*a-as, del orden de %,' MH3 a $,$' MH3 (roeen ma+ores energas +

(enetraci/n en el material, mientras que (ara cristales de altas frecuencias, del

orden de &' MH3 a $' MH3 se reduce la (enetraci/n (ero (oseen gran

sensi*ilidad (ara detectar (eque4as discontinuidades.

(.*.3.3. Ca#o de radiacin del ca$ezal

El sonido emitido (or un ca*e3al (ie3oelctrico no se origina desde un

(unto sino que se origina desde la su(erficie del elemento (ie3oelctrico.

El cam(o de sonido emitido (or un transductor t(ico se (resenta en la

siguiente figura, (uede o*serarse cualitatiamente la intensidad del sonido con la

a+uda de la gama de colores en la cual los m0s claros corres(onden a

intensidades m0s altas.


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Figura *2 /squema cualitati1o de intensidades de sonido emanadas por un cabe 9 al

pie 9 oel8ctrico.


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Figura 5> ? .sAuea cualitativo de intensidades de sonido eanadas #or un ca$e z al#ie z oelctrico

Como +a se mencion/ anteriormente, los ca*e3ales son fa*ricados (ara

arias a(licaciones es(ecficas, (or lo tanto )a+ que (restar es(ecial atenci/n a la

elecci/n (ar0metros como la frecuencia deseada, anc)o de *anda + el enfoque

del mismo segn la necesidad. Estos se clasifican segn la a(licaci/n.

Ca$ezales de contacto

7on utili3ados (ara las ins(ecciones que necesitan contacto con la (ie3a +

son, generalmente, mani(ulados a mano. Estos (oseen sus com(onentes

(rotegidos (or una carcasa ergon/mica + una interfase que im(ide el desgaste de

la cara que ro3a con las (ie3as a anali3ar.

"equieren de un medio de aco(le como grasas, aceites o agua (ara remoer la

(elcula de aire entre el ca*e3al + el com(onente anali3ado.

D6 %(0C.,I"I.N/0 ,. .NS'20S ,. U-/('S0NI,0


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).*. %rocediiento de transisin

Este (rocedimiento eala la (arte del ultrasonido que se )a transmitido a tras

de la (ie3a a ensa+ar. A un lado de la (ie3a se a(lica el emisor + al otro el

rece(tor.

En (resencia de un defecto la intensidad sonora en el rece(tor disminu+e a causa

de la refle8i/n (arcial o ose )ace nula en caso de refle8i/n total. Lo mismo da

que se em(lee sonido continuo o im(ulsos de sonido (ara el ensa+o +a que el

emisor + el rece(tor se encuentran se(arados entre s.

En este ensa+o no se (uede determinar la (rofundidad a la que se encuentra

locali3ado el defecto de la (ie3a. Es necesaria una e8acta alineaci/n entre el

emisor + el rece(tor


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Figura 7 &isuali9 acin en procedimiento de transmisin.

).. %rocediiento %ulsoE.co


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Este (rocedimiento utili3a la (orci/n refle-ada del sonido (ara ealuar los

defectos. El ca*e3al (ie3oelctrico funciona tanto como emisor como rece(tor.

Como la energa reci*ida es muc)o m0s d*il que a emitida, aqu no (uede

o(erarse so*re la *ase de sonido continuo, se em(lean e8clusiamente im(ulsos

de sonido.

Un im(ulso elctrico de cortsima duraci/n genera una an0loga onda ultras/nica,

inmediatamente des(us, mientras an se est0 (ro(agando la onda el mismo

oscilador est0 listo (ara la rece(ci/n. La onda (enetra el material )asta que, como

resultado de una su(erficie limite, tiene lugar una refle8i/n total o (arcial.

7i la su(erficie reflectante se encuentra (er(endicular a la direcci/n de(ro(agaci/n de la onda, esta se refle-a en su direcci/n (rimitia +, al ca*o de un

tiem(o llega de uelta al oscilador siendo reconertida en un im(ulso elctrico.

Pero no toda la energa que regresa es reconertida, sino que en la interfa3 entre

el ca*e3al + la su(erficie de la (ie3a tiene lugar una nuea refle8i/n, (or lo que

una (arte menor del sonido uele a atraesar la (ie3a (or segunda e3 + as

sucesiamente.


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Figura 85 ? 3isualiz acin en #rocediiento #ulso E eco6


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Figura &isuali 9 acin en

procedimiento pulso < eco con fisura.

)..*. .Aui#o $sico #ulsoEeco La ma+ora de los sistemas de ins(ecci/n ultras/nica inclu+e el siguiente

equi(o *0sico2 Un generador electr/nico de se4ales que (roduce (ulsos elctricos de corta

duraci/n. Un (al(ador 9transductor: que emite el )a3 de ondas ultras/nicas cuando

reci*e los (ulsos elctricos. Un aco(lante que transfiere las ondas del )a3 ultras/nico a la (ie3a de

(rue*a. Un (al(ador 9que (uede ser el mismo que se utili3/ (ara emitir las ondas de

ultrasonido: (ara ace(tar + conertir las ondas de ultrasonido de la (ie3a de

(rue*a a (ulsos elctricos. Un dis(ositio electr/nico (ara am(lificar + si es necesario, desmodular o de

otra manera modificar las se4ales del transductor.


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Un dis(ositio de des(liegue (ara indicar las caractersticas o marcas de

salida de la (ie3a de (rue*a, el dis(ositio (uede ser un tu*o de ra+os

cat/dicos 9="C:, (antalla electroluminiscente o de cuar3o lquido.

Un relo- electr/nico o contador 9timer: (ara controlar la o(eraci/n de loscom(onentes del sistema, (ara serir como (unto de referencia (rimario, +

(ara (ro(orcionar coordinaci/n del sistema com(leto.

Figura 3 /quipo ultrasnico pulso


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56 Fora de #ro#agar el haz ultrasnico&)a3 recto + )a3 angular.86 /cnica de ins#eccin&de contacto + de inmersi/n.=6 Nero de cristales&un cristal, $ cristales o dual + de cristales mlti(les.B6 +rado de aortiguaiento& de *anda anc)a, *anda angosta + de

amortiguamiento interno.D6 '#licaciones es#eciales&transductores li*res, s(er amortiguados,

(untuales, (erisc/(icos + con lnea de retardo.

Figuran ( =erramientas de aplicaciones especiales

).3.*. ,IF.(.N/.S /I%0S ,. /('NS,UC/0(.S6

.l transductor de haz angular&(uede ser de dos ti(os2 como una unidad integral

/ desmonta*le 9transductor de )a3 recto + 3a(ata:. Una cu4a de (l0stico entre el

elemento (ie3oelctrico + la su(erficie de contacto esta*lece el 0ngulo de

incidencia de la unidad de rastreo. La cu4a de*e dise4arse (ara reducir o eliminar

las interferencias internas dentro de la cu4a que (ueden traer como resultado ecos

falsos.

/ransductores de contacto& Estos transductores son colocados directamente

so*re la su(erficie de ins(ecci/n utili3ando un medio de aco(le + (resionando el

transductor so*re la misma (ara que (uedan ser transmitidas las ondas

ultras/nicas.


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/ransductores de inersin&La transmisi/n del ultrasonido desde el transductor

a la (ie3a *a-o (rue*a se efecta a tras de una columna de lquido, es decir, sin

que e8ista contacto directo, (resi/n o ro3amiento entre el transductor + la (ie3a.

/ransductor noral de un solo cristal ;eisor ! rece#tor


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o*tenidas en los (atrones de referencia. Los *loques (atrones son usados

(ara estandari3ar la cali*raci/n del equi(o + ealuar en forma com(aratia las

indicaciones o*tenidas de la (ie3a de ensa+o. Los (atrones de referencia

est0n )ec)os de materiales de*idamente seleccionados (ara garanti3ar su

sanidad interna + que satisfagan los requisitos de atenuaci/n, tama4o de

grano + tratamiento =G"MIC.

).). 9-0CG .SC'-0N',0El *loc> de escalones& sire (ara efectuar cali*raciones cuando se requiere

un alto grado de e8actitud en la determinaci/n de es(esores de (ared2 (ara la

erificaci/n del desgaste que se )a tenido, (or e-em(lo, una tu*era en

sericio. El nmero de escalones as como el interalo de sus incrementosres(ectios estar0 en funci/n del lmite de cali*raci/n deseado. El transductor

de do*le cristal o d(le8 + este ti(o de *loque es la cl0sica com*inaci/n,

usando un equi(o ultras/nico ti(o (ulsoFeco con *arrido ti(o A.

Figuran) >loc? de

5alibracin de ) pasos.

).0. C'9-. C0'HI'-

Un accesorio del sistema de ultrasonido es el ca*le coa8ial, el cual en sus

e8tremos (osee conectores los cuales unen al instrumento + al transductor.

Los ti(os de conectores m0s comunes son2


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"icrodot&(ara transductores mu+ (eque4os 9con rosca:. 9NC&de medio giro. UF&(ara mu+ alta frecuencia 9con rosca:, usado en inmersi/n. -eo&de media (resi/n, los )a+ en dos tama4os2 % + %%. /uchel&en la actualidad fuera de uso.

Figuran 0 ,iferentes tipos de cables @ conectores.

).2. 'C0%-'N/.SLos aco(lantes normalmente usados (ara la ins(ecci/n (or contacto

son agua, aceites, glicerina, grasas de (etr/leo, grasa de silic/n, (asta de

ta(i3 + arias sustancias comerciales ti(o (asta. Pueden usarse algunos

(l0sticos suaes que transmiten las ondas de sonido donde (uede lograrse un

*uen aco(lamiento a(licando (resi/n con la mano a la unidad de rastreo.

=6656 Seleccin ! uso de los aco#lantesLa tcnica ultras/nica necesita de un aco(lante adecuado (ara transmitir el

ultrasonido entre el transductor + la (ie3a de (rue*a. El aco(lante (uede ser

lquido, semilquido o (astoso con las caractersticas siguientes2

&. Pro(orcionar un aco(lamiento acstico (ositio (ara una (rue*a confia*le

9am(litudes de ecos de (ared (osterior consistentes:.$. Mo-ar la su(erficie de la (ie3a de (rue*a + la cara del transductor,

e8clu+endo el aire entre ellas.. Pueda ser f0cilmente a(licado.


33/42


K6 (.QUISI/0S 2 S.CU.NCI' ,. -' INS%.CCI1N %0( U-/('S0NI,0 IN,US/(I'-6

Antes de iniciar una ins(ecci/n (or U=, es necesario definir los siguientes(ar0metros, a fin de )acer una correcta selecci/n del equi(o de tra*a-o. Cu0l es el ti(o de discontinuidad que (uede encontrarse. Qu e8tensi/n + orientaci/n (uede tener en la (ie3a. Qu tolerancias se (ueden a(licar (ara ace(tar o rec)a3ar la indicaci/n.

En la ins(ecci/n de soldaduras se utili3a generalmente el mtodo de (ulsoFeco en la

(resentaci/n 7CA;FA. Este sistema 97CA;FA: utili3a un tu*o de ra+os cat/dicos que

muestra la informaci/n del ensa+o.=odas las normas e8igen que el instrumento de ins(ecci/n ultras/nica sea reisado +,

en caso necesario, recali*rado (or un taller de sericio autori3ado (or el fa*ricante.

Este ltimo (unto es de ital im(ortancia si se est0 tra*a-ando *a-o c/digos o

normas de ace(taci/n internacional como AJ7 o A;7IDA7ME. Con *ase en lo

anterior, antes de adquirir un equi(o, es recomenda*le isitar al (roeedor +

com(ro*ar que cuenta con la licencia (or (arte del fa*ricante (ara dar el sericio de

mantenimiento (reentio + correctio al equi(o.

A continuaci/n se de*en seleccionar el (al(ador + el ca*le coa8ial a ser em(leados2

Los ca*les son del ti(o coa8ial (ara (reenir (ro*lemas de interferencia elctrica +

sus cone8iones de*en ser com(ati*les con las del instrumento + el transductor a

em(lear. Por lo comn, las normas esta*lecen las condiciones mnimas que de*en

cum(lir los transductores.

En la ins(ecci/n (or ultrasonido se utili3a (or lo general ondas longitudinales 9)a3

recto: u ondas transersales 9)a3 angular:. Las frecuencias m0s comnmente

utili3adas son de & a ' MH3 con )aces de sonido o 0ngulos de %K, 'K, %K + %K. En

la ins(ecci/n con )a3 recto el sonido es transmitido (er(endicularmente a la

su(erficie de entrada del sonido.


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Figuran 2 -nspeccin mediante ultrasonido industrial con =a9 recto.

Figuran ; -nspeccin

mediante ultrasonido industrial con =a9 recto.

En la ma+ora de las ins(ecciones de soldaduras, que se efectan utili3ando

la tcnica de )a3 angular, idealmente solamente a(arecer0n en el ="C se4ales

originadas (or discontinuidades durante la ins(ecci/n.


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Figuran A

-nspeccin

mediante

ultrasonido

industrial con=a9 angular.

Es frecuente su em(leo (ara la medici/n de es(esores, detecci/n de 3onas de

corrosi/n, detecci/n de defectos en (ie3as que )an sido fundidas for-adas, roladas o

soldadas en las a(licaciones de nueos materiales como son los metal cer0micos +

los materiales com(uestos, )a tenido una gran ace(taci/n, (or lo sencillo + f0cil de

a(licar como mtodo de ins(ecci/n (ara el control de calidad. Las nueas tendencias

indican que su cam(o de a(licaci/n se me-orar0 con el a(o+o de las com(utadoras

(ara el an0lisis inmediato de la informaci/n o*tenida.

Figuran 37 Medicin de espesores con transductor focali9ado en 9onas de corrosin eBterna

para obtener espesores remanentes.


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Figuran 3* >arrido ultrasnico con equipo ultrasnico de arreglo de fases.

6 3.N/'J'S ,.- U-/('S0NI,0 IN,US/(I'-6

7e detectan discontinuidades su(erficiales + su*su(erficiales. Puede delinearse claramente el tama4o de la discontinuidad, su locali3aci/n +

su orientaci/n. 7/lo se requiere acceso (or un lado del material a ins(eccionar. =iene alta ca(acidad de (enetraci/n + los resultados de (rue*a son conocidos

inmediatamente.

L6 -I"I/'CI0N.S ,.- U-/('S0NI,0 IN,US/(I'-6

Est0 limitado (or la geometra, estructura interna, es(esor + aca*ado

su(erficial de los materiales su-etos a ins(ecci/n. Locali3a me-or aquellas discontinuidades que son (er(endiculares al )a3 de

sonido. Las (artes (eque4as o delgadas son difciles de ins(eccionar (or este

mtodo. El equi(o (uede tener un costo eleado, que de(ende del niel de sensi*ilidad

+ de sofisticaci/n requerido. El (ersonal de*e estar calificado + generalmente requiere de muc)o ma+or

entrenamiento + e8(eriencia (ara este mtodo que (ara cualquier otro de los

mtodos de ins(ecci/n.


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La inter(retaci/n de las indicaciones requiere de muc)o entrenamiento +

e8(eriencia de (arte del o(erador.

>6 ,.S3.N/'J'S ,.- UN/('S0NI,0

Esta limitado (or la geometria, estructura interna, es(esor + aca*ado

su(erficial de los materiales su-etos a ins(eccion. Lacali3a me-or aquellas discontinuidades que son (er(endiculares al )a3 del

sonido. Las (artes (eque4as o delgadas son dificiles de ins(eccionar (or este

metodo. El equi(o (uede tener un costo eleado, que de(ende del niel de sensi*ilidad

+ de satusfaccion requerido. El (ersonal de*e estar calificado + generalmente requiere de muc)o ma+or

entrenamiento + e8(eriencia (ara este metodo que (ara cualquier otro de los

metodos de ins(eccion. La inter(retacion de las indicaciones requiere de muc)o entrenamiento +

e8(eriencia de (arte del o(erador.

5M6 N0("' I('"?IS0 >58

con la im(lementacion de la norma iso &N&$ a (artir del a4o &NN se tiende a

unificar internacionalmente los criterios de calificacion + certificacion de (ersonal de

ensa+os no destructios, (roduciendose cam*ios + ada(taciones de los diferentes

sistemas )asta ese momento utili3ados, (or e-em(lo la A7;= crea el 7istema de

Calificacion Central.

Esto inclu+e todos los (rocedimientos necesarios (ara demostrar la calificacion deuna (ersona (ara un metodo de E;< + que conducen a un testimonio escrito so*re

su calificacion, con la asistencia de entidades calificadoras de*idamente autori3adas.

Actualmete esta a discusi/n (u*lica la ;orma I"AMF I7 N&$F&NNN.


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C0NC-USI0NEl estudio de ultrasonido en los materiales es mu+ im(ortante en nuestro cam(o de

accion como (etroleos, de*ido a su utili3acion se a o(timi3ado de manera mu+ efica3

la (roduccion de )idrocar*uros remediando el estado las tu*erias de (roduucion,

oleoductos o tanques de almacenamiento que (resenten da4os internos o e8ternos

+a sea (or falla mecanica, corrosion, etc

9I9-I0+('FI'


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htt#s&es6OiPi#edia6orgOiPiUltrasonido

htt#s&es6OiPi#edia6orgOiPiIns#ecciC=9=nR#orRultrasonido

htt#&htl6rincondelvago6coultrasonidosR56htl

htt#&OOO6e#andt6coesservicesRutRes6htl htt#s&OOO6google6co6#esearch

ATensa!o#orultrasonidoVclientTa@@EaWthonE

htt#&OOO6onogra@ias6cotra$a)osKMins#eccionEultrasonidoE

aterialesins#eccionEultrasonidoEateriales6shtl

htt#&es6scri$d6codocLK>8L==Mensa!oEnoEdestructivoE

UltrasonidoXscri$d

htt#&htl6rincondelvago6coultrasonidosR56htl

htt#&OOO6e#andt6coesservicesRutRes6htl
https://es.wikipedia.org/wiki/Ultrasonidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_ultrasonidohttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-https://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-http://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_ultrasonidohttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-https://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-http://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ultrasonido


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