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