PPP particulas magneticas 2013
Download
Report
Transcript PPP particulas magneticas 2013
Cátedra – Ensayos No Destructivos
PATICULAS MAGNÉTICAS
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Alcances y metodología
Este método permite detectar discontinuidades
superficiales y subsuperficiales por medio de
campos magnéticos aplicados o inducidos a
materiales ferromagnéticos y paramagnéticos
(materiales con permeabilidad magnética próxima a
uno).
Tipos de discontinuidades: discontinuidades generadas
en la producción de piezas como así también las
generadas en servicio debidas a fatiga y sobre cargas.
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Técnicas y parámetros de Magnetización
Magnetización
Directo
Pasar
corriente
por la
pieza
Métodos
Circular
C.C.
(entre puntas,
conductor, Yoke,
prods)
C.A.
Magnetización
Longitudinal
C.C.
(cable,
bobina, etc)
C.A.
Indirecto
Magnetización
C.C.
Circular
Parámetros:
(Conductor
central)
C.A.
Histéresis del material, tamaño, forma y tipo de partículas, intensidad de la
corriente y tipo de corrientes, orientación de fisura, etc.
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Corrientes utilizadas
Fase simple (50 a 60 Hz), comúnmente
utilizada en el método directo, campo
oscilante.
Alternas
Continua
Fase simple rectificada en media onda,
bloqueo del ciclo negativo. Campo pulsante
unidireccional.
Pueden ser generadas a partir de rectificar la
corriente alterna o bien generadas con una
batería. Poseen mas penetración que la
corriente alterna. La densidad de corriente es
similar en todo el conductor (no hay efecto
pelicular). Pueden detectarse discontinuidades
subsuperficiales (no hay ripple). El efecto
pelicular se debe a la variación del campo
magnético al actuar una corriente alterna, esta
es mayor en el centro del conductor dando
lugar a una reactancia inductiva mayor, debido
a ello, hay una intensidad de corriente menor
en el centro del conductor y mayor en la
periferia.
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Recordemos que la reactancia inductiva es la componente imaginaria
de la impedancia en un circuito RL.
Propiedades magnéticas
B: Densidad de flujo magnético (Tesla, SIU)
H: Intensidad de campo magnético o fuerza magnetizadora
Se relacionan entre si por medio de la permeabilidad magnética del material (1
para el vacío), es decir:
μ= B/H
μ: es la capacidad de un material de ser magnetizado, no es contante y
depende de la historia magnética del material y de la intensidad de campo
magnético (H)
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Curva de histéresis de un material ferromagnético
Magnetismo residual: es el remanente que queda en el material como resultado
de la aplicación de la fuerza de magnetización.
Fuerza
coercitiva:
representa
la
fuerza
de
magnetización
fuerza (H) requerida para reducir la densidad de flujo (B) a cero.
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Desmagnetizado
Magnetizado
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
Cátedra – Ensayos No Destructivos
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]
Magnetización Efectiva = 1/4d sobre la recta que une ambas puntas
“t”: espesor [mm]
“d”: separación entre ambas puntas. Rango: 50mm < d < 200mm
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Equipos fijos
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
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Método Indirecto
Magnetización Longitudinal (Coil)
Factor de llenado Bajo: Acable => 10*Aseccion
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
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Método Indirecto
Magnetización Longitudinal
Factor de llenado Alto: Acable > 2*Aseccion
Si
2< L/D < 15
Si
L/D > 15
Si
L/D < 2
NI
K
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*Aseccion < Acable < 10*Aseccion
10
2
N I NIh
NI
e
8
8
NIh : valor calculado para un alto factor de llenado
NIe : valor calculado
A coil A parte
para un bajo factor de llenado
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Tipos de partículas
General: 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
Partículas secas
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Cigüeñal, agujero de lubricación
Cátedra – Ensayos No Destructivos
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
Partículas húmedas
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Indicadores de penetración (patrones), 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
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Cátedra – Ensayos No Destructivos
Indicadores de intensidad y dirección del campo magnético