Ensayo de Ultrasonido

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ULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDO

Es un pasaje de energía mecánicaen forma de ondas, con una

frecuencia entre 20Khz y 25 Mhz

Características: .- Velocidad de Propagación.- Longitud de Onda.- Modos de Onda.- Impedancia Acústica.- Reflexión.- Refracción.- Difracción

VENTAJASVENTAJASVENTAJASVENTAJASDEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDO

1.- Gran poder de penetración, lo cual le permite inspeccion argrandes espesores.

2.- Gran sensibilidad, permitiendo la detección de discont inuidadesmuy pequeñas.

3.- Gran exactitud, para determinar la posición, tamaño y fo rma de lasdiscontinuidades.

4.- Sólo se requiere una superficie de acceso (en la mayoría d e loscasos), eso simplifica el proceso de inspección.

5.- Su interpretación es inmediata.

6.- No existe ningún riesgo en su aplicación.

7.- Los equipos utilizados son portátiles, y con gran autono mía.

8.- Cualquier equipo moderno tiene capacidad para guardar d atos ensu memoria.

1.- La inspección e interpretación deben ser realiza das por personal calificado y experimentado, lo cual lo hace más car o.

2.- Se requiere gran conocimiento para establecer co rrectamente los criterios y procesos de inspección

3.- La inspección se hace difícil en superficies dem asiado rugosas.

4.- La inspección se hace difícil en superficies muy irregulares.

5.- La inspección se hace difícil en piezas muy pequ eñas o muy delgadas.

6.- Las discontinuidades subsuperficiales, podrían n o ser detectadas.

7.- Es necesario utilizar un acoplante.

8.- Se necesitan patrones de referencia para la cali bración de los equipos, así como para la caracterización de las di scontinuidades.

DESVENTAJASDESVENTAJASDESVENTAJASDESVENTAJASDEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDO

PRINCIPIO DEL PRINCIPIO DEL PRINCIPIO DEL PRINCIPIO DEL ULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDO

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DETECCIÓN DE FALLASDETECCIÓN DE FALLASDETECCIÓN DE FALLASDETECCIÓN DE FALLAS LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO

LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO


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LOCALIZACIÓN LOCALIZACIÓN LOCALIZACIÓN LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y DE LA FALLA Y DE LA FALLA Y DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN VISUALIZACIÓN VISUALIZACIÓN VISUALIZACIÓN

DEL ECODEL ECODEL ECODEL ECO

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1.- Equipo de ultrasonido2.- Cable (s)3.- Transductor (es) y zapata (s)4.- Acoplante (1)5.- Pieza a inspeccionar

(1) El acople se produce por:a) Inmersiónb) ContactoLa selección del acoplante de contacto depende de:.- La rugosidad de la superficie.- Temperatura.- Orientación de la superficie.- Posibles reacciones químicas.- Disponibilidad

ELEMENTOS QUEELEMENTOS QUEELEMENTOS QUEELEMENTOS QUEINTERVIENEN EN LAINTERVIENEN EN LAINTERVIENEN EN LAINTERVIENEN EN LA

INSPECCIÓN POR INSPECCIÓN POR INSPECCIÓN POR INSPECCIÓN POR ULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDO

DETECTORES DE FALLASDETECTORES DE FALLASDETECTORES DE FALLASDETECTORES DE FALLAS

Epoch 4

Epoch 4 Plus

Epoch LT

EL MATERIAL EL MATERIAL EL MATERIAL EL MATERIAL A A A A INSPECCIONARINSPECCIONARINSPECCIONARINSPECCIONAR

Determina:

- La Velocidad de Propagación- La Impedancia Acústica- Tipos de discontinuidades- La Frecuencia a Utilizar- Los Patrones- El Espesor (para angulares)

TIPOS DETIPOS DETIPOS DETIPOS DEDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADES

Inherentes:.- Fundición Primaria, en el tocho o lingote:

.- Inclusiones de escoria

.- porosidad por gases atrapados

.- contracciones o rechupes

.- Fundición Secundaria, al vaciar un molde para una pieza:Por velocidad de alimentación inadecuadaVaciado excesivoControl de temperatura deficienteGases atrapadosDeficiente control ambiental (humedad)

.- Traslape en frío

.- Grietas y/o cavidades por contracción (desgarre e n caliente)

.- Microcontracción cluster porosity en la entrada

.- Porosidad

.- Sopladuras huecos en la superficie por humedad en la arena del molde

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De Proceso:.- Conformado:

.- Rolado: Laminaciones (porosidad)Costuras (inclusiones)

.- Forjado: Traslape (molde)

Reventado (mal control de temperatura)

Copos (fisuras delgadas por tensiones localizadas, o por ladisminución de la solubilidad del hidrogeno al enfr iar)

.- Tratamiento Térmico:.- Fisuras en los puntos de concentración de tension es

.- Maquinado o Esmerilado:.- Fisuras por calentamiento excesivo

De Servicio:.- Grietas por fatiga:Se dan en los puntos de concentración de tensiones, normalmente se abren hasta la superficie, los equipos o estructura somet idas a cargas cíclicas presentan este tipo de discontinuidad en un 90%

.- Corrosión:Es el deterioro de un material por acción química d irecta o por algún proceso electrolítico, o por una combinación de amb as. Puede producir fallas en estructuras sometidas a cargas estáticas.Pueden darse: Corrosión generalizada

Grietas por corrosiónPicaduras (pitting)

.- Erosión:Se da en estructuras castigadas por el medio ambien te, agua salada, vientos con arena, calor/frio extremos etc.


PATRONES VARIOSPATRONES VARIOSPATRONES VARIOSPATRONES VARIOS

Bloques de dimensiones exactas, estandarizados,con indicaciones traceables y hechos con materialesy procesos libres de fallas.

El método de ultrasonido necesita de un acoplante adecuado para trasmitirel ultrasonido…puede ser liquido, semiliquido o pastoso

Los normalmente usados son agua, gel, aceites, glicerina, grasas depetróleo, silicona, pastas comerciales y plásticos muy suaves.

ACOPLANTESACOPLANTESACOPLANTESACOPLANTES

-Acabado superficial-Temperatura de la superficie de prueba-Posibles reacciones químicas-Requerimientos de limpieza posterior.

FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIÓN DEL ACOPLANTE S

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EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR Y LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATA

Determinan :

- El Diámetro- La Frecuencia- La Sensibilidad y/o La Resolución- El Angulo de Entrada al Material

EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR Y LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATA

ANATOMÍA DE ANATOMÍA DE ANATOMÍA DE ANATOMÍA DE UN TRANSDUCTORUN TRANSDUCTORUN TRANSDUCTORUN TRANSDUCTOR

.- Conector

.- Cables eléctricos

.- Alojamiento externo

.- Electrodos

.- Placa de sacrificio

.- Elemento activo

.- Material amortiguante

.- Recubrimiento interno

CARACTERÍSTICAS DE UN CARACTERÍSTICAS DE UN CARACTERÍSTICAS DE UN CARACTERÍSTICAS DE UN TRANSDUCTORTRANSDUCTORTRANSDUCTORTRANSDUCTOR

.- Frecuencia

.- Diámetro

.- Sensibilidad / Resolución Campaneo (ringing)

.- Divergencia

.- Conector

.- Uso

.- Elemento: (simple/múltiple) (Material Cerámico Sinterizado Po larizado)

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TIPOS DE TRANSDUCTORESTIPOS DE TRANSDUCTORESTIPOS DE TRANSDUCTORESTIPOS DE TRANSDUCTORES

Transductor de contactode haz rectoPulse / Echo

Through Transmission

Transductor de contactoDual Element

para medición de espesoresy corrosión

Transductor de haz rectopara montarse en diversas zapatas

para mediciones angularesPitch & Catch

TOFD

Cada tipo de transductor tiene su propia aplicación específica,

es importante conocer cada una de ellas, así como las

características de cada tipo de transductor. De esta forma

podremos seleccionar el más apropiado para cada trabajo

DATOS COMBINADOSDATOS COMBINADOSDATOS COMBINADOSDATOS COMBINADOS

.- La Longitud de Onda

.- El Campo Cercano

.- La Divergencia del Haz Ultrasónico

.- El Diámetro del Haz a una distancia“D”, determinada

ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS

� Todo material con propiedades elásticas puede ser sede deondas sónicas y ultrasónicas.

� Estas aparecen al aplicar perturbaciones a las partículaselementales.

� Las fuerzas elásticas las traerían a sus posiciones deequilibrio.

� Estas perturbaciones se trasmiten con dirección y velocidadconstante.

� Cuando el material es un metal (posee estructura cristalina)las partículas pueden ser perturbadas describiendotrayectorias diversas, originando:

1. ONDAS LONGITUDINALES2. ONDAS TRANSVERSALES3. ONDAS SUPERFICIALES4. ONDAS LAMB

WAVE MODESWAVE MODESWAVE MODESWAVE MODES(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)

Longitudinal Waves(longitudinales o de compresión)

Shear Waves(transversales o de corte)

Surface Waves(ondas superficiales)

Creeping Waves & Rayleigh WavesTípicamente entran en el material una longitud de o nda

Lamb WavesOndas de Lamb

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¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?

� El Modo de Onda está definido por el movimiento de lasmoléculas dentro de un medio.

� Los dos modos de onda más comunes que son utilizados eninspección ultrasónica para NDT son: Ondas Longitudinales yOndas Transversales.

� Estos dos modos de onda viajan a velocidades distintas dentrode un mismo material.

� Las ondas transversales típicamente tienen una longitud deonda muy cercana a 1/2 de la longitud de onda de las ondaslongitudinales a una frecuencia dada.

¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?

Longitudinal - En este modo las partículas de mueven en la mismadirección de la onda. Las ondas longitudinales son utilizad as para lamayoría de aplicaciones en medición de espesores y detecció n de fallascon haz normal, así como para inspecciones con haz angular enmateriales de grano muy grueso como fundición de acero inoxi dable,donde longitudes de onda menores no podrían penetrar.

Transversal - En este modo las partículas se mueven perpendiculares ala trayectoria de la onda. Ya que en general la longitud de ond a de lasondas transversales es 1/2 de las longitudinales, podrán se r detectadasindicaciones más pequeñas dada una misma frecuencia para am bosmodos. Las ondas transversales son utilizadas para mejorar laposibilidad de detección de reflectores pequeños en inspec ciones conhaz angular.

WAVE MODESWAVE MODESWAVE MODESWAVE MODES(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)

ES LA MAS SIMPLE Y FACIL DE SER PRODUCIDA.

En los líquidos y gases es posible la propagación de este tipo deondas mecánicas.

Longitudinales o de compresión


Usada para la detección de laminaciones, discontinu idades ymedición de espesores

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Longitudinales o de compresión

Se verifican cuando la onda ultrasónica penetra el material con uncierto ángulo respecto a la superficie. Solo se propaga en materialessólidos.

Dirección de oscilación perpendicular a la de propagación

uso: Inspección de soldaduras


Transversales


Transversales

Igual que las transversales, pero en este caso se propagaexclusivamente por la superficie del material .


Superficiales

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Se obtienen en laminas e hilos delgados. La totalidad del materialvibra en su conjunto con el US. Para un espesor dado existeninfinitos modos de vibración.

Los dos fundamentales son

a) O. Simétricas de Compresión

b) O. Asimétricas de flexión.


Lamb

SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN DE DE DE DE LA FRECUENCIALA FRECUENCIALA FRECUENCIALA FRECUENCIA

� A medida que la frecuencia crece, la longitud de onda decrece, locual nos permite detectar indicaciones menores o mejorar laexactitud en la medición de espesores.

� A medida que la frecuencia decrece, la longitud de onda crece, locual nos permite una mayor penetración en materiales muygruesos o atenuantes.

� Otros factores como el campo cercano, divergencia del haz ydiámetro del haz afectarán también la selección de la frecuencia autilizar.

SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN DE LA FRECUENCIADE LA FRECUENCIADE LA FRECUENCIADE LA FRECUENCIA

� Las técnicas comunes de ultrasonido convencional, como elpulso/eco por contacto en aceros de grano fino generalmenteutilizan para dicha inspección frecuencias entre 2.25 Mhz y 5.0Mhz.

� Los aceros de mediano contenido de carbono son generalmenteinspeccionados con frecuencias entre 1.0 Mhz y 5.0 Mhz.

� Los aceros de alto carbono o altamente aleados pueden requerirde frecuencias en el rango de 0.5 Mhz a 1.0 Mhz para suinspección.

� Los plásticos y cerámicos muy delgados utilizan frecuencias de20.0 Mhz o mayor para su inspección.

Como regla general la longitud de onda deberá ser el doble de la indicación más pequeña que se desea detectar.

LA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNLA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNLA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNLA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICASCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICASCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICASCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICAS

A medida que la frecuencia aumenta:

1.- la longitud de onda disminuye

2.- la sensibilidad aumenta

4.- la penetración disminuye

5.- la divergencia del haz disminuye

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Un Ciclo

Am

plitud

Un Segundo

Ondas

Este es el gráfico de una onda de dos ciclos por se gundo

λλλλ

Am

plitud

Un Segundo

Longitud de Onda y Amplitud

Gráfico de dos ciclos por segundo y dos amplitudes distintas (6db)

Am

plitud

λλλλ

Un Segundo

Longitud de Onda

Gráfico de cuatro ciclos por segundo

Al duplicarse la frecuencia la longitud de onda se divide entre dos

LONGITUD DE ONDA (LLLL)(WAVELENGTH)(WAVELENGTH)(WAVELENGTH)(WAVELENGTH)

λλλλ (mm) = −−−−−−−−−−−−−−−−−Velocidad (Km/seg)Frecuencia (Mhz)

λλλλ ==== V / F V ==== λλλλ x F F ==== V / λλλλ

La indicación mínima detectable es λ/2, por lo tanto: (V / F) / 2

El conocimiento de la longitud de onda nos sirve pa ra saber el tamaño mínimo de una indicación que necesitemos detectar, como datos, debemos tener: la velocidad del ultrasonido en el material en particular, y la frecuencia del transductor que vamos a utilizar.

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LONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDAEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON EL

TAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓN

Indicación

LONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDAEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON EL

TAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓN

Indicación

Velocidad longitudinal en el acero: 5.89 Km/seg

Velocidad Transversal del acero: 3.24 Km/seg

Frecuencias a utilizar: 1, 2.25, 5 y 10 Mhz

λ = 5.89 / 1.00 => 5.89 mm

λ = 5.89 / 2.25 => ____ mm

λ = 5.89 / 5.00 => ____ mm

λ = 5.89 / 10.0 => ____ mm

λ = 3.24 / 1.00 => 3.24 mm

λ = 3.24 / 2.25 => ____ mm

λ = 3.24 / 5.00 => ____ mm

λ = 3.24 / 10.0 => ____ mm

Por convención, la mínima indicación detectable es de λλλλ/2Sin embargo es posible detectar indicaciones menore s

Pregunta: ¿con que tipo de onda podemos detectar in dicaciones de menor tamaño?

CAMPO DEL SONIDOCAMPO DEL SONIDOCAMPO DEL SONIDOCAMPO DEL SONIDO

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El Campo Cercano, (Zona Muerta en la pantalla del equipo), es la distancia, a partir del transductor, donde no es posible la detección de una indicación, por la mala relación señal / ruido.

Debemos asegurarnos que la zona que se desea inspeccionar DEBE encontrarse en el Campo Lejano.

Este dato, (N), es importante para saber si al inspeccionar una pieza, como una plancha por ejemplo, el espesor de dicha plancha se encuentra dentro del campo lejano.

En caso contrario NO se podrá realizar la inspecciónsi se desean resultados confiables en componentes críticos .

CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (NEARNEARNEARNEAR FIELD)FIELD)FIELD)FIELD) CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (NEARNEARNEARNEAR FIELD)FIELD)FIELD)FIELD)

Diametro 2 x FrecuenciaN = -------------------------------

4 x Velocidad

N: en mmD: en mmF: en MhzV: en Km/seg

El Campo Cercano, (Zona Muerta en la pantalla del equipo), es la distancia, a partir del transductor, donde no es posible la detección de una indicación, por la mala relación señal / ruido.

Debemos asegurarnos que la zona que se desea inspeccionar DEBE encontrarse en el Campo Lejano.

Este dato, (N), es importante para saber si al inspeccionar una pieza, como una plancha por ejemplo, el espesor de dicha plancha se encuentra dentro del campo lejano.

En caso contrario NO se podrá realizar la inspecciónsi se desean resultados confiables en componentes críticos .

Y0

Transductor

Campo Cercano (N)(Zona de Fresnell)

Campo Lejano(Zona de Fraunhoffer)

CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)


4 x Velocidad

Eje

Transductor

Campo Cercano (N)(Zona de Fresnell)

Campo Lejano(Zona de Fraunhoffer)

N: en mmD: 1” y 1/2”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/seg

1” = 25.4 mm

N = ((25.4 x 1)2 x 2.25) / (4 x 5.89) �� 61.61 mm

N = ((25.4 x 1/2)2 x 2.25) / (4 x 5.89) �� 15.40 mm

N = (( 25.4 x D”)^2 x F) / (4 x V)

Fórmula para la calculadora

NOTA: ingresamos la medidadel transductor en pulgadas,ya que le estamos aplicandoun factor de conversión a mmdentro de la fórmula.

Y0

Campo Cercano (Near Field)Diametro 2 x Frecuencia

N = -------------------------------4 x Velocidad

Variando el Diámetro

D: 1/4” , 1/2” y 1”F: 5 MhzV: 5.89 Km/seg

1” = 25.4 mm

Resolver N para los siguientes 6 casos:

Variando la Frecuencia

D: 1/2” F: 1, 5 y 10 MhzV: 5.89 Km/seg

1” = 25.4 mm

N = (( 25.4 x D”)^2 x F) / (4 x V)



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Beam Spread para 0%(ángulo de semidivergencia)

αααα = Arcoseno de -------------------------------------1.22 x velocidad (Km/seg)Diametro (mm) x Frecuencia (Mhz)

αααα = Arcsen ((1.22 x V) / ((25.4 x D” ) x F))

a = Tan αααα x (Distancia – Campo Cercano)

a = Tan αααα x (E – N)

Diametro del cono del haz a “Distancia” = 2 x a + D



Este dato nos sirve para conocerel diámetro del haz de ultrasonidoa una distancia determinada dentrodel material.

Distancia (E)

Angulo de semidivergencia

a

D

aTransductor Campo Cercano

αααα

N

αααα = Arcoseno de -------------------------------------1.22 x velocidad (Km/seg)Diametro (mm) x Frecuencia (Mhz)

D: 1/2”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/segDist: 150 mm

1” = 25.4 mm

αααα = Arcsen ((1.22 x 5.89) / ((25.4 x 1/2 ) x 2.25)) �� 14.5646º

a = Tan αααα x (Distancia – N)

a = Tan (14.5646) x (150 – 15.4) �� 34.97 mm

Diametro = 2 x 34.97 + 12.7 = 82.64


Se desea conocer el diámetro delcono del haz de ultrasonido a unadistancia de 150 mm. con losdatos abajo dados.

Beam Spread para 0%

Distancia


a

aTransductor Campo Cercano

ααααD

N

N = 15.4033

αααα = Arcoseno de -------------------------------------

¿Cuál Transductor Produce el Haz más Ancho?

1.22 x velocidad (Km/seg)Diámetro (mm) x Frecuencia (Mhz)

D: 1/4”F: 5 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm

αααα = Arcsen ((1.22 x V) / ((25.4 x D ) x F))

Diámetro = 2x(Tan αααα x (E - N)) + (25.4 x D)

D: 1/2”F: 5 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm

D: 1/2”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm

D: 1”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm

1” = 25.4 mm

N = 8.56

αααα = 13.081°Diam.: 72.08 mm

N = ______

αααα = ______°Diam.: _____ mm

N = ______

αααα = _______°Diam.: _____ mm

N = ______

αααα = _______°Diam.: _____mm

Wavelength, Near Field, Beam Spread

D FMhz

Mat.Vel. λ/2λ/2λ/2λ/2

mm

NearField

BeamSpreadAngle

Dist.mm

Beam

Diametermm

0.5” 3.5 CopperLongitudinal

13

0.75” 7.5 SteelShear

23

1.0” 0.5 Cast IronLongitudinal

7

0.25” 5.0 TitaniumShear

10

Resolver las ecuaciones necesarias paraobtener los datos de los espacios en blanco

mm

15

Formulario de Haz Recto (Straight Beam) 1

λλλλ (mm) = −−−−−−−−−−−−−−−Velocidad (Km/seg)Frecuencia (Mhz)

λλλλ ==== V / F

V ==== λλλλ x F

F ==== V / λλλλ

dB = 20 Log 10 (A2 / A1) Ratio de Amplitud = 10 (dB / 20)


4 x Velocidad

N: en mm D: en mmF: en Mhz V: en Km/seg

N = (( 25.4 x D”) 2 x F) / (4 x V)


NOTA: ingresamos la medida del transductor en pulgadas, ya que le estamos aplicando un factor de

conversión a mm. dentro de la fórmula.

Near Field

Decibeles

Longitud de Onda

Formulario de Haz Recto (Straight Beam) 2

αααα = Arcoseno de -------------------------------------K x velocidad (Km/seg)Diametro (mm) x Frecuencia (Mhz)

K = 1.22 �� 0%K = 1.08 �� 50%K = 0.56 �� 90%

Beam Spread, Diámetro del Cono del Haz Ultrasónico

a = Tan αααα x (Distancia – Campo Cercano)

αααα = Arcsen ((K x V) / ((25.4 x D” ) x F))

a = Tan αααα x (E – N)

Diametro del cono del haz a “E” �� 2 x a + D



Diámetro = 2a + D

Distancia (E)


a

D

a

Campo Cercano αααα

Nαααα

Diámetro = 2x(Tan a x (E - N)) + (25.4 x D)

Material Velocity Acoustic

Longitudinal Shear Impedance

Acrylic resin (perspex) 2.730 1.430 3.22

Aluminium 6.320 3.130 17.06

Brass, naval 4.430 2.120 37.30

Copper 4.660 2.260 41.61

Iron 5.900 3.230 45.43

Iron, cast (slow) 3.500 2.200 25.00

Iron, cast (fast) 5.600 3.200 40.00

Lead 2.160 0.700 24.49

Lucite 2.680 1.260 3.16

Polyvinylchloride (PVC H) 2.395 1.060 3.35

Steel, 1020 5.890 3.240 45.41

Stainless Steel,302 aust. 5.660 3.120 45.45

Titanium, Ti 150A 6.100 3.120 27.69

Ensayo de Ultrasonido

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