Fundamentos y Métodos de Ensayos No Destructivos (END) para la Integridad de Materiales

¿Qué es un Ensayo No Destructivo (END)?

Un Ensayo No Destructivo (END) es cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, entre otros, y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada.

Consideraciones Previas para un Ensayo No Destructivo

1. El método o sistema a elegir o aplicar y las técnicas operatorias más convenientes, considerando la naturaleza del material, su estructura, el proceso de elaboración al que ha sido sometido, etc.
2. Obtener una indicación propia: determinar la característica buscada en el producto a través de cualquier otra propiedad relacionada con ella.
3. La interpretación de la indicación: saber qué tipo de defecto es y la causa que puede haberlo producido.
4. La evaluación o calificación de la indicación: decidir el grado de importancia que dicha indicación tiene en relación con el material que se está estudiando.

Tipos de Imperfecciones en Materiales

Grietas o Fisuras

Se forman al solidificar el material debido a una diferencia de compacidad entre el sólido y el líquido, generando tensiones residuales que pueden iniciar la formación de una grieta, ya sea interna o externa. Ejemplo: mordedura.

Porosidades o Sopladuras

Durante los procesos de solidificación, aparecen poros internos por el atrapamiento de gases en la masa sólida, formando burbujas que empeoran las propiedades mecánicas del material.

Rechupe

Se produce por la pérdida de volumen al pasar del estado líquido al sólido durante la solidificación. Ejemplo: cráter al iniciar una soldadura.

Segregaciones

Consisten en la variación de la composición durante la solidificación de una aleación.

Inclusiones de Escoria

Son productos de la desoxidación que quedan atrapados en el material.

Inspección Visual

La inspección visual es una técnica operativa que consiste en la observación a simple vista o mediante una lupa de pocos aumentos de la muestra en estudio.

Ensayo por Líquidos Penetrantes

El ensayo por líquidos penetrantes detecta discontinuidades que afloran a la superficie de los sólidos. Se utiliza un líquido que, al aplicarlo sobre la pieza a examinar, penetra por capilaridad en las discontinuidades. Una vez eliminado el exceso de líquido, el retenido en las discontinuidades exuda y puede ser observado en la superficie de la pieza, revelando los defectos.

Ensayo Magnético

El ensayo magnético se aplica en materiales ferromagnéticos y permite detectar grietas y otras discontinuidades tanto superficiales como próximas a la superficie.

Ensayo por Ultrasonidos: Métodos y Procedimientos

Existen dos tipos principales de ensayos por ultrasonidos:

Por Transmisión

Se utilizan dos transductores: un emisor y un receptor. Los cambios en la velocidad y la atenuación de la onda proporcionan información sobre grietas, oclusiones o falta de homogeneidad. Los procedimientos empleados son:

1. Por transparencia: se detecta una disminución de la intensidad del ultrasonido emitido por el emisor cuando este atraviesa una zona defectuosa.
2. Por la disminución de la intensidad del eco: el emisor y el receptor se encuentran en la misma superficie, y la onda supersónica emitida es reflejada en la cara opuesta del material a ensayar.
3. Por la posición del eco: una variante del método anterior. La distancia entre el emisor-receptor y la intensidad ultrasónica determina la posición y el tamaño del defecto interno.

Por Pulso-Eco

Se utiliza un solo transductor. La señal recibida es un conjunto de ecos originados por las discontinuidades del material. El procedimiento empleado es:

1. Por la disminución del tiempo invertido por la onda reflejada: el palpador se coloca en la pieza, el emisor emite la onda que es reflejada en la cara anterior de la pieza, y el receptor capta la información.

Corrección de Deformaciones por Soldadura: Enderezado con Llama

La corrección de desviaciones o deformaciones provocadas por una soldadura se realiza mediante un soplete y una serie de reglas para el enderezado con llama. Las reglas principales son:

1. El lado o canto que presenta la deformación (exceso de longitud) debe ser identificado y calentado.
2. El calor debe aplicarse rápidamente, limitarse localmente y alcanzar las siguientes temperaturas: acero 600-700ºC (incandescencia roja oscura), aluminio 400-450ºC.
3. Una gran velocidad de calentamiento produce poca acción profunda, pero genera grandes fuerzas de contracción en la superficie. Una baja velocidad de calentamiento se dirige hacia la profundidad, pero con pequeñas fuerzas de contracción.
4. Elegir los accesorios del soplete más grandes posibles; los sopletes de roseta o de varias llamas son los más adecuados. Se debe usar una llama neutra o ligeramente oxidante.