El examen de partículas magnéticas es un método muy popular y de bajo costo para realizar un examen no destructivo de material ferromagnético. Ferromagnético se define como "un material que pueden ser magnetizados o fuertemente atraídos por un campo magnético".
Cómo funciona el examen de partículas magnéticas
Cuando el material ferromagnético (generalmente hierro o acero) está libre de defectos, transferirá líneas de flujo magnético (campo) a través del material sin ninguna interrupción.
Pero cuando hay una grieta u otra discontinuidad, el flujo magnético se escapa del material. A medida que gotea, el flujo magnético (campo magnético) recogerá partículas ferromagnéticas (polvo de hierro), haciendo que el tamaño y la forma de la discontinuidad sean fácilmente visibles.
Sin embargo, el flujo magnético solo se escapará del material si la discontinuidad es generalmente perpendicular a su flujo. Si la discontinuidad, como una grieta, es paralela a las líneas de flujo magnético, no habrá fugas y, por lo tanto, no se observará ninguna indicación. Para resolver este problema, cada área debe examinarse dos veces. El segundo examen debe ser perpendicular al primero para que se detecten discontinuidades en cualquier dirección. El examinador debe asegurarse de que se mantenga suficiente superposición de áreas de flujo magnético durante todo el proceso de examen para que no se pasen por alto las discontinuidades.
Historia del examen de partículas magnéticas
El magnetismo se utilizó por primera vez en 1868 para comprobar si había defectos en el cañón del cañón. Primero se magnetizaron los cañones de los cañones y luego se movió una brújula magnética a lo largo del cañón. Si hubiera una discontinuidad, el flujo magnético se filtraría y haría que la aguja de la brújula se moviera. Los defectos se pueden localizar fácilmente con esta técnica.
A principios de la década de 1920, William Hoke notó que las muelas metálicas de las piezas de acero duro (sostenidas por un mandril magnético mientras se rectificaban) formaban patrones que seguían las grietas en la superficie de las piezas que estaba mecanizando. También descubrió que al aplicar polvo ferromagnético fino a las piezas, había una acumulación de polvo en las discontinuidades que formaban una indicación más visible.
En la década de 1930, MT estaba reemplazando rápidamente el método de aceite y merlán de NDE (líquido penetrante [PT]) en la industria ferroviaria. Fue más rápido y no dejó atrás el polvo blanco que requería limpieza. Después de una evaluación de MT, solo quedó polvo de hierro, que podría desprenderse fácilmente de la pieza o salir despedido.
Diferentes técnicas
Hay muchas técnicas diferentes y combinaciones de técnicas de MT. El Código de Recipientes a Presión y Calderas de ASME, Sección V, Artículo 7, reconoce cinco técnicas diferentes de magnetización:
Técnica de prod
Técnica de magnetización longitudinal
Técnica de magnetización circular
Técnica de yugo
Técnica de magnetización multidireccional
Hay dos medios de examen ferromagnéticos diferentes: partículas secas y partículas húmedas. Ambas formas pueden ser fluorescentes o no fluorescentes (visible, contraste de color) y vienen en una variedad de colores para contrastar con el material probado.
Métodos más utilizados
Dos de los métodos más utilizados son el sistema horizontal estacionario, que utiliza técnicas de magnetización longitudinal y circular, y la técnica de yugo portátil.
Un sistema de examen de partículas magnéticas estacionarias configurado para
magnetización longitudinal y circular utilizando partículas fluorescentes húmedas.
Los sistemas estacionarios se utilizan generalmente para piezas más pequeñas como cigüeñales y vástagos de válvulas. A menudo se encuentran en interiores, alrededor de talleres mecánicos e instalaciones de tratamiento térmico. Por lo general, tienen un cabezal y un contrapunto. Las piezas se pueden sujetar entre las existencias para magnetización. También hay una bobina colocada alrededor de la pieza para magnetizarla en dirección perpendicular. Los sistemas horizontales estacionarios utilizan la técnica de partículas húmedas con un tanque de circulación debajo del equipo. Las partículas húmedas fluyen sobre la parte examinada y drenan al tanque de circulación. Las partículas húmedas tienen más movilidad al fluir en un líquido que las partículas secas. Esta movilidad ayuda a la sensibilidad al permitir que las partículas se muevan fácilmente a las discontinuidades. Las partículas fluorescentes se utilizan comúnmente con sistemas horizontales estacionarios porque el funcionamiento en interiores facilita el oscurecimiento del área; La luz ultravioleta (negra) necesaria se puede utilizar para evaluar las piezas. Ambos exámenes con método húmedo tienen aproximadamente la misma sensibilidad, pero en condiciones de iluminación correctas, las indicaciones fluorescentes son mucho más fáciles de ver. Este tipo de sistema estacionario puede costar $ 15,000 o más.
Se verifica la costura longitudinal externa de una caldera en servicio con
examen de partículas magnéticas utilizando un yugo de CA con polvo seco.
La técnica de yugo MT es el método más portátil y de menor costo y, por lo tanto, el método más popular. Un kit de yugo típico costaría alrededor de $ 750. La mayoría de los yugos pueden funcionar en modos de corriente alterna (CA) o corriente continua (CC). La CC proporciona la mayor penetración y se recomienda si es necesario detectar discontinuidades en el subsuelo. Se recomienda AC si la superficie es rugosa, porque AC le da a las partículas más movilidad que DC. Un yugo tiene una bobina eléctrica en la unidad que crea un campo magnético longitudinal que se transfiere a través de las patas a la parte examinada. La técnica del yugo es fácil de usar con un entrenamiento mínimo. Se puede utilizar en interiores, exteriores, interiores de recipientes y tanques, y en todas las posiciones. Antes de su uso, el poder de magnetización del yugo electromagnético debe haber sido verificado durante el último año.
Ventajas y desventajas de utilizar el examen de partículas magnéticas
Ventajas:
Puede detectar indicaciones tanto superficiales como cercanas a la superficie.
La preparación de la superficie no es tan crítica en comparación con otros métodos de NDE. La mayoría de los contaminantes de la superficie no obstaculizarán la detección de una discontinuidad.
Un método de examen relativamente rápido.
Las indicaciones son visibles directamente en la superficie.
De bajo costo en comparación con muchos otros métodos de ECM.
Un método de NDE portátil, especialmente cuando se usa con equipo de yugo a batería.
Generalmente no es necesario realizar una limpieza posterior.
Una técnica relativamente segura; materiales generalmente no combustibles o peligrosos.
Las indicaciones pueden mostrar el tamaño relativo y la forma de la discontinuidad.
Fácil de usar y requiere una mínima formación.
Desventajas:
Los materiales no ferrosos, como el aluminio, el magnesio o la mayoría de los aceros inoxidables, no se pueden inspeccionar.
El examen de piezas grandes puede requerir el uso de equipos con requisitos especiales de energía.
Puede requerir la eliminación de revestimiento o enchapado para lograr la sensibilidad deseada.
Capacidades limitadas de detección de discontinuidades del subsuelo.
A menudo es necesaria la posdesmagnetización.
La alineación entre el flujo magnético y las indicaciones es importante.
Cada parte debe examinarse en dos direcciones diferentes.
Solo se pueden examinar pequeñas secciones o partes pequeñas a la vez.
En conclusión, el examen de partículas magnéticas puede ser un método de examen no destructivo útil durante las inspecciones de nuevas construcciones y en servicio. Solo se puede utilizar en materiales ferromagnéticos; por lo tanto, no es el mejor método para todas las aplicaciones. Para inspecciones rápidas y de bajo costo, MT es a menudo el mejor método de NDE para detectar discontinuidades superficiales y ligeramente subsuperficiales.
Fuente: nationalboard