Conferencia Los ensayos no destructivos en y la gestión de vida. el mantenimiento o

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Los END (NDT) han ido evolucionando significativamente en los últimos años con el desarrollo de la computación y la tecnología digital. Estos son ensayos que se aplican a objetos, equipos y …

Los END (NDT) han ido evolucionando significativamente en los últimos años con el desarrollo de la computación y la tecnología digital. Estos son ensayos que se aplican a objetos, equipos y componentes buscando conocer sus propiedades, verificar su calidad o su estado sin que resulten dañados y sin afectar su uso posterior. Están basados en principios físicos que al ser aplicados mediante técnicas específicas muestran en forma indirecta las propiedades del objeto. Se aplican en los ámbitos muy diferentes: industria petroquímica, térmica, naval, automotriz, aeronáutica, estructuras civiles, parques de diversiones, etc. En la conferencia se hará una panorámica de los principales tipos de ensayos, sus aplicaciones y su evolución en el siglo XXI. El conocimiento del alcance, la aplicabilidad y la competitividad de los diferentes métodos es de gran interés para los ingenieros mecánicos, mecatrónicos e industriales y es un tema que se aborda de forma limitada en las carreras de Ingeniería.

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  • 1. V JORNADA CIENTÍFICA DE INGENIERÍA MECÁINCA Y IV JORNADA CIENTÍFICA DE INGENIERÍA MECATÓNICA CONFERNCIA. LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN EL MATETIMIENTO Y LA GESTIÓN DE VIDA. SU EVOLUCIÓN. PhD. Luis Marcos Castellanos González. Grupo GIMAT. Universidad Tecnológica de Bolívar Cartagena, 6 de mayo de del 2011.
  • 2. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) ¿Qué son los Ensayos No Destructivos (END)? Non Destructive Testing, NDT Son ensayos que se aplican a objetos, equipos y componentes buscando conocer sus propiedades, verificar su calidad o su estado sin que resulten dañados y sin afectar su uso posterior. Están basados en principios físicos que al ser aplicados mediante técnicas específicas muestran en forma indirecta las propiedades del objeto. Se aplican en los ámbitos muy diferentes: industria petroquímica, térmica, naval, automotriz, aeronáutica, estructuras civiles, parques de diversiones, etc.
  • 3. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Algunas características de los ENDs en el mantenimiento
    • Se aplican durante la fabricación, en servicio, en paradas para mantenimiento y en análisis de fallas.
    • Es necesario interpretar las indicaciones propias de cada método en relación con los principios físicos aplicados, la naturaleza del material y los procesos de fabricación.
    • Esto depende en gran medida de la formación, experiencia y calificación de los operadores .
    • Permiten detectar discontinuidades, caracterizar el estado y la naturaleza de los materiales, determinar tamaño, forma, situación y características de las discontinuidades detectadas.
    • Son complementarios entre si.
  • 4. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) ¿QUÉ SE REQUIERE PARA PODER APLICAR ALGÚN END, INTERPRETARLO Y EMITIR UN JUICIO CORRECTO? Placa de pulmón Radiografía Todos podemos observar estas imágenes : radiografía de pulmón y metalografía en réplica . ¿Qué logran ustedes ver e interpretar en cada imagen? Hagamos una reflexión rápida. Se requiere: Conocimiento sobre lo que se busca, conocimiento sobre los principios físicos bajo los cuales funciona el ensayo, capacitación operacional y experiencia (certificación) Metalografía en réplica Metalografía en obtenida
  • 5. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Son aplicados en casi cualquier etapa   en el ciclo de producción o de vida de un componente Tres momentos principales 1. Inspección de materias primas 2. Inspección durante y después de procesado 3. Inspección de daños en el servicio
  • 6. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Inspección de productos en materias primas
    • Productos de :
    • Extrusión
    • Fundición
    • Forja
    • otros
  • 7. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END)
    • Inspección durante y después de procesado
    • En procesos tales como:
    • Soldadura
    • Tratamiento térmico
    • Maquinado
    • Esmerilado
    • otros
  • 8. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Inspección de daños en el servicio
    • Productos de :
    • Grietas
    • Erosión
    • Creep
    • Corrosión
    • otros
  • 9. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) ¿Qué se busca con los ENDs?
  • 10. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Principales ENDS de uso ingenieril o industrial Inspección visual (VT) Partículas magnéticas (MT) Líquidos penetrantes (PT ) Radiografía industrial (RT) Ultrasonido industrial (UT) Corriente inducida (ET). Ultrasonido Radiografía Visual
  • 11. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Otros tipos de ENDS de uso ingenieril o industrial
    • Microondas
    • Termografía
    • Emisión Acústica
    • Acústica de la microscopia
    • Las mediciones magnéticas
    • Réplicas
    • Interferometría Láser
    • De fuga de flujo
  • 12. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) HISTORIA EN LOS END. TINTAS PENETRANTES El método de las tintas penetrantes empezó a ser utilizado hacia el año 1895 en la inspección de rieles y ruedas de ferrocarril mediante el empleo de una suspensión de yeso blanco con alcohol y aceite. La rueda a inspeccionar era sumergida en un baño de aceite de color oscuro durante un día para que penetrara todos los potenciales defectos. Al día siguiente una suspensión blanca a base de yeso en alcohol se aplicaba a toda la pieza, dejando un fondo blanco en ella después de evaporarse el alcohol. Final mente la pieza era golpeada para hacer brotar el aceite de las potenciales fisuras. Solo la fisura más grande podían ser detectadas.
  • 13. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT) Emplea el ojo humano como principal elemento, y en muchas ocasiones, recibe ayuda de algún dispositivo óptico, ya sea para mejorar la percepción de las imágenes (anteojos, lupas, etc.) o bien para proporcionar contacto visual en áreas de difícil acceso, tal es el caso del interior de tuberías de diámetro pequeño, en cuyo caso se pueden utilizar boroscopios, pequeñas videocámaras, etc. Instrumentos y equipos auxiliares
  • 14. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT)
    • TECNICAS DE INSPECCIÓN VISUAL
    • VISIÓN DIRECTA
    • VISIÓN REMOTA
    • MEDIOS AUXILIARES DE INSPECCIÓN
    • Espejos.
    • Lentes de aumento .
    • Cámaras de televisión.
    • Fibroscopios
    • Equipos de registro.
    • Instrumentos de medición
    • Equipos de presurización.
  • 15. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT) La inspección visual remota. Inspección visual remota: Es la técnica que se utiliza cuando, por razones de inaccesibilidad de diversa índole (encontrarse sumergida, radiación, inaccesibilidad física, etc.), no es posible la observación directa del objeto o la superficie a examen. En este caso se utilizan medios auxiliares más complejos, dispositivos electrónicos u ópticos, que hacen más difícil la evaluación de las indicaciones. Medios auxiliares: telescopios, prismáticos, endoscopios, fibroscopios, cámaras de TV. Se exige que la resolución del examen mediante medios remotos sea, al menos, equivalente a la que se obtendría por un examen visual directo.
  • 16. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT) Equipos de inspección visual remota Videoscopio moderno .
  • 17. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT) Equipos de inspección visual remota Boroscopios Industriales
    • Algunos tipos.
    • Boroscopios rígidos industriales
    • Boroscopios rígidos estándar
    • Boroscopios de prisma basculante
    • Boroscopios de prisma basculante con zoom
    • Miniboroscopios
  • 18. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT) Rastreadores robótica permitir la observación en áreas peligrosas o muy estrechos, como conductos de aire, reactores, tuberías. Fibroscopio. Se está utilizando para inspeccionar partes de aviones. En la actualidad
  • 19. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT) VENTAJAS: 1.END primario y simple de aplicar. 2.Más económico y rápido 3.Revela imperfecciones superficiales (Ojo humano) 4.Puede ser empleada en todas las etapas del proceso 5.Buena efectividad a través de toda la secuencia de fabricación. 6. Técnicas muy conocidas. 7. No requiere de instrumentos sofisticados. 8. Permite precisar otras acciones. Reduce la necesidad de END posteriores.
  • 20. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT)
    • DESVENTAJAS:
    • Limitado a detectar solamente discontinuidades que aparecen sobre la superficie de la parte evaluada.
    • Requiere técnicas de END complementarias para detectar y clasificar las fallas
    • Agudeza visual
    • Acceso limitado
    • Dedicación del Inspector, conocimiento y experiencia
  • 21. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT)
    • APLICACIONES EN PROCESOS DE SOLDADURA:
    • ANTES DE SOLDAR
    • DURANTE LA SOLDADURA
    • DESPUES DE LA SOLDADURA
    • AWS D1.B11. (VT en soldadura)
  • 22. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT)
    • ANTES DE SOLDAR .
    • Revisión de documentos relacionados
    • Chequear: WPS, PQR y WPQ
    • Desarrollar un plan de inspección y registros
    • Desarrollar sistema para identificar rechazos
    • Chequear equipos de soldadura
    • Chequear calidad de MB y MA
    • Chequear calidad y precisión de las Juntas
    • Chequear montaje y alineamiento
    • Chequear Limpieza de la junta
    • Chequear precalentamiento cuando se requiera
  • 23. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT)
    • DURANTE LA SOLDADURA
    • Chequear variables
    • Inspección visual de cada pase
    • Chequear la limpieza entre pases
    • Chequear la temperatura entre pases
    • Chequear colocación y secuencia de pases
    • Chequear las superficies de respaldo
    • Realizar END cuando se requieran
  • 24. ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END) Sobre Inspección Visual (VT)
    • DESPUES DE LA SOLDADURA
    • Chequear apariencia final
    • Chequear el tamaño
    • Chequear longitudes y distancias
    • Chequear la precisión dimensional del ensamble soldado
    • Monitorear tratamiento térmico post soldadura, cuando se requiera
    • Realizar END adicionales cuando se requieran
    • Preparar los reportes de inspección
  • 25. PRINCIPIOS FISICOS DE LA RADIOGRAFIA INDUSTRIAL ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 26. 1°.- Radiografía. Principios Físicos. Características. 1.- Definición: Es una técnica de E.N.D capaz de generar imágenes fotográficas del interior de determinados objetos, basándose en el empleo de las Radiaciones Ionizantes ( Rayos X y Rayos Gamma ) Aplicable a: a.- Cambios de espesor b.- Discontinuidades internas. c.- Cambios estructurales. d.- Defectos de montaje. e.- Cambios en especificaciones de diseño ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 27. 1.- Un poco de historia de la RI. a.- Descubiertos por Roentgen en 1895 (1° Premio Nobel en Física) b.- Tomo la primera radiografía de la mano de su esposa. c.- Utilizados en USA en 1986 para evaluar fracturas de hueso d.- Roentgen, su esposa y colaboradores murieron prematuramente de cáncer ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 28. 1.1.- Características mas importantes. a.- Radiaciones de alta energía producidas por fuentes artificiales ó naturales. b.-Usa detectores electrónicos (Fluoroscopia, Rx. Tiempo real) ó películas fotográficas especiales (Radiográficas ) c.- Imágenes producidas por la diferente absorción de Radiación que tienen los materiales. d.- Es una proyección del interior del objeto, afectada por factores geométricos. f.- Peligrosa para el operario, personal altamente entrenado en la aplicación de la técnica, y en la interpretación de la información. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 29. El oscurecimiento de la película (densidad) cambiara con la cantidad de radiación que logra llegar a la película PRINCIPIOS DE LA RADIOGRAFIA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) La pieza se coloca entre la fuente de radiación y la película. La pieza absorberá radiación. Zonas mas densas o de mayor espesor absorben mas radiación = Menor exposición = Mayor exposición
  • 30. Imagen Radiográfica Convencional Procesada digitalmente ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 31. 2.1.2.- Producción de Rayos X. Producidos cuándo electrones que se mueven a gran velocidad, son frenados bruscamente por la materia. a.- La fuente de electrones, generalmente es un material que los emite ( Cátodo ) cuándo lo atraviesa una corriente eléctrica ( unos pocos Amp.) b.- Los electrones adquieren velocidad mediante una diferencia de potencial regulable ( Kilovoltios, Kv ) High Electrical Potential Electrons - + X-ray Generator or Radioactive Source Creates Radiation Exposure Recording Device Radiation Penetrate the Sample
  • 32. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 33. Espectro Electromagnético ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 34.
    • EQUIPOS NECESARIOS.
    • Equipos de proyector de radiación
    • Equipos para la medición de la radiación
    • Película radiográfica
    • Elementos para la marcación
    • Elementos químicos para el proceso de revelado y fijado de la película radiográfica
    • Equipos para la visualización e interpretación de resultados
    RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 35. Equipo de Rx (Tubo de Coolidge) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 36. EQUIPOS. RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 37.
    • PROCEDIMIENTO DE ENSAYO.
    • Determinación del área donde no puede ingresar personal laboralmente no expuesto
    • Cálculos de tiempo de exposición a la radiación
    • Elaboración de las marcas a estampar en la película radiográfica
    • Marcación de la zona a inspeccionar
    • Montaje de la película radiográfica.
    • Ubicación del emisor de radiación a la distancia calculada
    • Exposición del emisor de radiación durante el tiempo calculado
    RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT)
  • 38. RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT)
  • 39.
    • APLICACIONES.
    • Tuberías
    • Estructuras soldadas
    • Fundiciones
    • Materiales No metálicos
    RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
  • 40. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Digital. Sus principales características son: a.- No usa películas. b.- Usa pantallas de Fósforo o detectores especiales. c.- Las imágenes son almacenadas en computadoras. d.- Incluyen software para su análisis y mejoramiento
  • 41. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Digital. Sus variantes son: a.- Radiografía computarizada (CR) b.- Radiografía en tiempo real (RTR) c.- Visualización radiográfica directa (DR) d.- Tomografía computarizada (CT)
  • 42. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Computarizada (RC) Se emplean placas reutilizables de Fósforo en vez de la película clásica
  • 43. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Computarizada (RC) a.- La radiación estimula los átomos de fósforo, llevándolos a estados excitados (Muy Energéticos) b.- La placa se lee electrónicamente, luego se “limpia” y se puede reutilizar X-Rays Phosphor Layer Protective Layer Substrate Phosphor Grains
  • 44. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Computarizada (RC) c.- El lector no es un “scanner” convencional Motor A/D Converter Imaging Plate Optical Scanner Photo-multiplier Tube 110010010010110 Laser Beam
  • 45. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Computarizada (RC) d - Las imágenes son enviadas y visualizadas por un computador
  • 46. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía en Tiempo Real (RTR) Mediante dispositivos electrónicos, las imágenes radiografías son capturadas y visualizadas en “tiempo real” a.- Permite una inspección de la totalidad del componente. b.- Este puede ser rotado c.- Reduce el tiempo de inspección. d.- Al tener varias vistas, proporciona mayor información.
  • 47. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía en Tiempo Real (RTR) FLUOROSCOPIA EN MEDICINA. La fluoroscopia es una técnica de imagen que se utiliza en medicina para obtener imágenes en tiempo real de las estructuras óseas del cuerpo humano. Es una radiografía en directo. Para la toma de las imágenes se utiliza un fluoroscopio (inventado por Thomas Edison), y aunque hoy en día su uso sea fundamentalmente sanitario, entre los años 1920 y 1950 el fluoroscopio inundó las tiendas de zapatos de EEUU
  • 48. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía en Tiempo Real (RTR) FLUOROSCOPIA EN TIENDAS DE CALZADO. La máquina, que hizo que miles de niños acudiesen encantados a las tiendas de zapatos para ver en directo los huesos de sus pies moviéndose, fue la causa de innumerables deformaciones y amputaciones. El fluoroscopio emitía una dosis de radiación de 20 a 75 Rems por minuto; en 2005, la dosis anual máxima permitida para los trabajadores de una central nuclear era de 5 Rems. Que cada uno saque sus conclusiones … .
  • 49. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía en Tiempo Real (RTR) ¿Qué usa hoy ? 1.- Tubo de Rx 2.- Detector Electrónico (Intensificador de imagen) 3.- Cámara (CCD) 4.- Sistema de captura de imágenes (Computador con tarjeta) y monitor 5.- Sistema mecánico de posicionamiento (opcional)
  • 50. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)
    • Radiografía en Tiempo Real (RTR)
    • El componente mas importante es el Intensificador de imagen .
    • Convierte la radiación en luz
    • A mayor radiación, mayor intensidad luminosa.
    • Incluye una cámara sensible
    • Puede tener sistemas de posicionamiento
  • 51. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía en Tiempo Real (RTR) Imagen radiográfica en RTR Imagen común (Rx convencional)
  • 52. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Directa (DR) Es radiografía en tiempo real, pero que usa un detector de propósito especial. a.- Convierte la radiación en cargas eléctricas pequeñas. b.- Esta constituido por un arreglo bidimensional de micro – condensadores c.- la cantidad de carga esta relacionada con la intensidad de radiación
  • 53. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Radiografía Directa (DR) Los detectores digitales de rayos X de pantalla plana y los sistemas de imagen están cambiando rápidamente el panorama de las inspecciones
  • 54. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Tomografía Computarizada (CT). Sistema de inspección radiográfica de diseño especial
  • 55. NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) Tomografía Computarizada (CT) a.- Produce imágenes bidimensionales. b.- A partir de las imágenes bidimensionales, produce otras tridimensionales. Imagen tiempo real Imagen bidimensional Reconstrucción 3D
  • 56. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) The American Society for Nondestructive Testing www.asnt.org NDT Education www.ndt-ed.org Muchas gracias !!!! NOTA: Sugerimos revisar