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Cátedra – Ensayos No Destructivos PATICULAS MAGNÉTICAS Cátedra – Ensayos No Destructivos Principio Básico •Elemento magnetizado Si se genera una fisura POLO SUR ESTE FENOMENO TAMBIEN OCURRE SI LA FISURA ES SUB SUPERFICIAL POLO NORTE Partículas de hierro se ven más fácilmente que la propia fisura Cátedra – Ensayos No Destructivos Aplicación: Pasos Básicos 1.Magnetizar la pieza que se requiere inspeccionar 2.Si existe algún defecto (superficial o cerca de la superficie) se generará campo magnético localizado. 3.Luego se colocan las partículas de hierro, secas o en suspensión húmeda, coloreadas o fluorescentes. 4. Las partículas son atraídas por los campos magnéticos generados en los defectos formando una indicación visible, comparación con patrón. 5.Se desmagnetiza la pieza. Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de materiales a ser inspeccionados MATERIALES FERROMAGNÉTICOS •Gran susceptibilidad a campos magnéticos. •Atraídos por el campo magnético •Sus átomos se alinean con el campo magnético aplicado (desmagnetizados dispuestos de forma aleatoria) •Tienen la capacidad de mantener el campo magnético una vez removida la fuente. •Ej: Aleaciones de hierro, Nikel y Cobalto MATERIALES DIAMAGNÉTICOS •Son influenciados por el capo magnético de forma negativa, son repelidos por el campo magnético •No mantienen el campo magnético una vez retirada la fuente. •Ej: Cobre, Plata y Oro MATERIALES PARAMAGNÉTICOS •Son poco influenciados por el campo magnético. •Son atraídos por el campo magnético. •No retienen el campo magnético una vez eliminada la fuente. •Ej: Magnesio, Molibdeno, Litio, Tantalio. Cátedra – Ensayos No Destructivos Loop de Histéresis Magnética Muestra la relación entre la intensidad de flujo magnético inducido (B) y la fuerza de magnetización (H) Flujo Magnético Remanente o Magnetismo Residual Magnetizado Flujo Magnético en el material igual a CERO Desmagnetizado FUERZA COERCITIVA Cátedra – Ensayos No Destructivos Loop de Histéresis Magnética Muestra la relación entre la intensidad de flujo magnético inducido (B) y la fuerza de magnetización (H) PERMEABILIDAD MAGNÉTICA: Capacidad de un material de atraer o hacer pasar a través de él un campo magnético Pendiente de la curva, determina la máxima permeabilidad magnética Cátedra – Ensayos No Destructivos Loop de Histéresis Magnética Relaciones cualitativas de materiales Loop de histérisis “ancho” •Baja Permeabilidad •Alto Flujo Magnético remanente •Alta Fuerza Coercitiva Loop de histérisis “angosto” •Alta Permeabilidad •Bajo Flujo Magnético remanente •Baja Fuerza Coercitiva En este tipo de END el FLUJO MAGNETICO REMANENTE es muy importante y está relacionado a la permeabilidad magnética del material, esta última relacionada al contenido de carbono del material. Un Material con alto contenido de carbono tendrá baja permeabilidad y retendrá más flujo magnético que uno con bajo carbono Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de campos magnéticos Campo Magnético Circular Cable recto Campo Magnético Longitudinal Cable en espiras Cátedra – Ensayos No Destructivos Orientación del campo y detección Campo Magnético Circular MAGNETIZACION CIRCULAR Campo Magnético Longitudinal MAGNETIZACION LONGITUDINAL Cátedra – Ensayos No Destructivos Orientación del campo y detección Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de corriente a aplicar Corriente Alterna (AC) •Utilizada para detectar defectos superficiales •Genera campo magnético solo en la superficie de la pieza a inspeccionar, comúnmente llamado “Efecto de Piel” Los campos magnéticos cambiantes de la corriente alterna generan corrientes inducidas, las cuales a su vez generan campos magnéticos que se oponen en el interior de la pieza, reduciendo el efecto solo a la superficie. Corriente Continua (DC) •Utilizada para detectar defectos sub superficiales •Genera un campo magnético que penetra en el material. Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de corriente a aplicar Distribución de campo magnético circular Material No Magnético Corriente Continua Material Magnético Corriente continua Material Magnético Corriente Alterna Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de corriente a aplicar Corriente Alterna rectificada Pasar de corriente alterna a una corriente “continua” mediante un proceso de rectificación Este tipo de corriente genera vibración de las partículas aplicadas dándoles movilidad, lo cual mejora la detección, especialmente en seco Cátedra – Ensayos No Destructivos Técnicas de magnetización Directo Magnetización •Entre Puntas Pasa corriente por la pieza Circular •Prods Magnetización Longitudinal •Yoke Indirecto Pasa corriente por elemento externo •Bobina Magnetización Circular •Cable Central Cátedra – Ensayos No Destructivos Técnicas de magnetización Parámetros a tener en cuenta •Histéresis del material •Tamaño •Forma •Tipo de partículas •Intensidad de la corriente •Tipo de corrientes •Orientación de fisura Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Directo Magnetización Circular entre puntas (head shots) 12 A/mm < i < 40 A/mm (respecto al diámetro máximo de la parte) El campo que se genera es circular (magnetización circular) Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Directo Magnetización Circular entre puntas (head shots) Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Directo Magnetización con puntas (prods) Si t ≤ 19 mm 3,5 [A/mm]< i < 4,5 [A/mm] Si t > 19 mm 4 [A/mm]< i < 5 [A/mm] “t”: espesor [mm] “d”: separación entre puntas. Rango: 50mm < d < 200mm Magnetización Efectiva = 1/4d sobre la recta que une ambas puntas Si no se encuentran perfectamente apoyados puede generar un arco voltaico y quemar la pieza Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Directo Magnetización con electroimán (YOKE) La corriente circula por el instrumento Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Directo Imanes permanentes Requieren hasta 25Kg de fuerza para ser retirados de la pieza Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Indirecto Magnetización Circular Conductor Central 12 A/mm*Ф eff < i < 40 A/mm*Ф eff (Ф eff diámetro efectivo [mm]) Conductor Excéntrico 12 A/mm*Ф eff < i < 40 A/mm*Ф eff (Ф eff diámetro efectivo [mm]) Con, Feff = Fcable + 2.t t: espesor de la pared de la pieza [mm] Distancia de magnetización efectiva = 4. Fcable El tipo de corriente utilizada en ambos casos depende de donde quieran detectarse fisuras Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Indirecto Magnetización Circular Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Indirecto Magnetización Longitudinal (Coil) Factor de llenado Bajo: Abobina => 10*Aparte Para magnetización con pieza excéntrica Si Si Si 2< L/D < 15 L/D > 15 L/D < 2 K LD K NI 15 NI K: 45000 Amper x vuelta L: longitud de la parte D: Diámetro de la parte Deben agregarse polos magnéticos del mismo diámetro para incrementar la longitud efectiva Para magnetización con pieza central Si 2< L/D < 15 NI KR 6L D 5 NI KR 85 Si L/D > 15 Si L/D < 2 incrementar la longitud efectiva R: radio de la espira (mm) K: 1690 Amper x vuelta/mm L: longitud de la parte D: Diámetro de la parte Deben agregarse polos magnéticos del mismo diámetro para Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Indirecto Magnetización Longitudinal (Coil) Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Indirecto Magnetización Longitudinal (Coil) Factor de llenado Alto: Abobina < 2*Aparte K NI Si 2< L/D < 15 L D 2 Si Si L/D > 15 L/D < 2 NI K 17 35000 Amper x vuelta L: longitud de la parte D: Diámetro de la parte Deben agregarse polos magnéticos del mismo diámetro para incrementar la longitud efectiva Factor de llenado Medio: 2*Aparte < Abobina < 10*Aparte 10 2 N I NI h NI e 8 8 NI h : valor calculado para un alto factor de llenado NI e : valor calculado para un bajo factor de llenado A coil A parte Cátedra – Ensayos No Destructivos Método Indirecto Magnetización Longitudinal (Coil) Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de partículas Dos tipos de partículas. Son combinaciones de hierro y óxidos de hierro (polvos ferromagnéticos). Las propiedades fundamentales son el tamaño, la densidad, forma, propiedades magnéticas, movilidad y color. Secas: mezcla de partículas con una gama de tamaños. Las partículas más pequeñas añaden sensibilidad y movilidad mientras que las partículas grandes ayudan en la localización de grandes defectos, realizan una especie de acción de barrido, contrarresta la tendencia de las partículas finas de dejar un fondo polvoriento. Se logra una mezcla equilibrada. Se utilizan corrientes alternas rectificadas de media onda dado que este tipo de corrientes pulsantes unidireccionales aumenta la movilidad y la sensibilidad de las partículas. Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de partículas Partículas secas Cátedra – Ensayos No Destructivos Tipos de partículas Partículas Húmedas Las partículas que se aplican en una suspensión (medio líquido) son mucho más finas que las utilizadas en el método seco. El límite superior de tamaño de partícula del método húmedo, para técnica con luz blanca o coloreada, está en el intervalo de 20 a 25 micras (aproximadamente de 0,0008 a 0,0010 pulgadas). Partículas más grandes que estas son difíciles de mantener en suspensión. Para estas partículas, y para la detección de discontinuidades subsuperficiales, se utilizan corrientes rectificadas de onda completa o bien corrientes continuas, las cuales tienen mayor profundidad de penetración. Cátedra – Ensayos No Destructivos Cigüeñal, agujero de lubricación Cátedra – Ensayos No Destructivos Partículas húmedas Cátedra – Ensayos No Destructivos Indicadores de penetración (Patrones) Permite la selección del tipo de corriente. Aro KETO: aro metálico de acero no endurecido (0,40% C) con un espesor de 22,22 mm (7/8¨). Tiene distribuido agujeros de 1,78 mm (0,07¨) que van aumentando su profundidad respecto al borde del patrón. Cátedra – Ensayos No Destructivos Indicadores de intensidad y dirección del campo magnético Cátedra – Ensayos No Destructivos Desmagnetización Luego de realizar el ensayo de debe realizar la desmagnetización de la pieza. Una pieza magnetizada puede: •Afectar el mecanizado, causando que la viruta se pegue e la herramienta •Interferir e equipos electrónicos de la aeronave. •Generar adhesión de partículas que posteriormente sean abrasivas para elementos como rodamientos
