Ensayos no destructivos de partículas magnetizables - Aplicación a casos prácticos

Consignas

Ejercicio 1

Se debe analizar por partículas magnéticas los cordones de soldadura de un recipiente de presión fabricado en acero al carbono.

a) Conceptualmente, ¿cómo se espera que estén orientadas las discontinuidades? ¿Por qué?

b) Analizada la situación, proponer algún método factible de aplicar para evaluar esas discontinuidades.

c) Desarrollar un protocolo explicando, detalladamente, cómo aplicar la técnica seleccionada. El espesor de la pared del recipiente es de 10 mm.

d) De acuerdo con la técnica seleccionada, especificar intensidades de corriente, tipo de partículas, forma de aplicación, de evaluación de las discontinuidades y otras consideraciones necesarias. Realizar un esquema de la aplicación de la técnica.

Ejercicio 2

Debe realizarse un ensayo de partículas magnéticas a un eje dentado con el objeto de detectar fisuras superficiales. El eje se encuentra sometido a esfuerzos de torsión. Se espera encontrar, en la zona demarcada, discontinuidades finas. Debido al tamaño de las discontinuidades debe asegurarse la detección de ellas.

Dimensiones del eje

Diámetro: 85 mm

Diámetro de la zona dentada: 110 mm

Largo de la zona dentada: 150 mm

a) Considerando el estado de carga, concentradores de tensiones y sabiendo que la superficie de los dientes está endurecida, ¿dónde se esperaría encontrar fisuras producto de la carga de servicio? Realizar un esquema indicando las posibles ubicaciones de las discontinuidades.

b) ¿Qué métodos de ensayos de partículas magnéticas podría aplicar? ¿Qué equipamiento necesitaría para realizar estas técnicas? Agregar documentación técnica de los equipos.

c) De acuerdo con los métodos evaluados en el inciso b), elegir el más simple de aplicar y desarrollar un protocolo detallado del ensayo.

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Ejercicio 3

Se requiere diseñar un ensayo no destructivo de partículas magnéticas a los bulones que vinculan la hélice al cubo del motor de una aeronave, para realizar una inspección anual. Los bulones son de calidad AN (AN6-56), poseen un diámetro de 3/8 in (9,52 mm) y una longitud de 5-27/32 in (148,4 mm). Los bulones son de acero y tanto la hélice como el separador son de aleación de aluminio.

a) Analizar, conceptualmente, el ambiente en que estarán inmersos los bulones (ambiente húmedo, fricción, vibraciones). Como complemento a las condiciones mencionadas, ¿a qué tipo de esfuerzos se verán sometidos los bulones en condiciones de funcionamiento normal del motor?, enumerarlos detalladamente.

b) ¿Dónde podrían generarse discontinuidades en los bulones y cuál sería su probable orientación?

c) Realizar un procedimiento de ensayo en laboratorio para detectar las posibles fisuras, describiendo tipo de magnetización, tipo de particular a utilizar, acondicionamiento del laboratorio, tipo de corriente, tipo de magnetización, etc. d. Recomendar las partículas y el equipamiento para realizar el ensayo según la marca Magnaflux. Considerar que las bobinas de los bancos de ensayos tienen tres vueltas.

Ejercicio 4

El buje de un tren de aterrizaje (pieza cilíndrica hueca) debe ser inspeccionadas por medio de un END de partículas magnéticas.

a) Analizar la pieza de acuerdo a cómo trabaja (posibles zonas donde se formen discontinuidades).

b) Desarrollar detalladamente los pasos que debería realizar para diseñar la técnica a aplicar. Especifique el o los métodos de PM a utilizar, intensidades de corriente a aplicar y otras consideraciones que sean necesarias para poder detectar las discontinuidades. Si utiliza un conductor excéntrico considere un diámetro de este de 12 mm.

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Ejercicio 1

Se analizan por partículas magnéticas los cordones de soldadura de un recipiente de presión de acero.

En el proceso de soldadura se generan discontinuidades en el cordón de soldadura. Estas discontinuidades inherentes pueden ser generadas por error del soldador, por el golpe de arco, por falta de fusión, características propias del material, la existencia de porosidades, la presencia de residuos en la superficie a soldar debido a una mala preparación de la zona, socavación, inclusiones, etc.

Las discontinuidades generadas durante el proceso de soldadura se generan, en su mayoría, en la dirección longitudinal del cordón. De cualquier forma, si los ensayos no destructivos no son utilizados para el control de calidad posterior al proceso de fabricación, se asume que las piezas están libres de discontinuidades inherentes al material, a la soldadura o a los procesos de fabricación.

De cualquier forma, libre de discontinuidades indeseables inherentes, la soldadura en sí es una discontinuidad artificial volumétrica que conforma un gran concentrador de tensiones. Además, por las características del proceso que la genera, las zonas adyacentes a los cordones de soldadura sufren mayor debilidad por ser zonas afectadas por el calor del proceso.

Por otro lado, los recipientes de presión están sometidos a un estado de solicitaciones cíclicas generado por la presurización del fluido que almacenan. Este estado de carga promueve la generación de fisuras principalmente longitudinales, y ocasionalmente transversales, en las costuras soldadas.

Como técnica de partículas magnéticas para ensayar los cordones de soldadura se utiliza el yugo.

Figura 1: yugo electromagnético.

El gran tamaño de los tanques a presión hace que se descarten las técnicas de magnetización circular entre puntas, magnetización longitudinal con bobina o magnetización circular con cable central. Por otro lado, como se

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