VENTAJAS DEL ENSAYO DE ULTRASONIDO EN LAS UNIONES DE SOLDADURA.

El aprovechamiento del ultrasonido ha ganado espacio importante entre las técnicas de Ensayos No-destructivos para la inspección. Se considera ultrasonido aquellas oscilaciones de presión que poseen frecuencias por encima de la gama audible (esto es, superior a 20 000 Hz). El equipo utilizado para la aplicación de estas técnicas es capaz de generar, emitir y captar haces de ondas muy bien definidas sujetas a las leyes de reflexión al encontrar en su trayectoria un cambio en las propiedades físicas del medio en el cual se propagan. Al ser captadas, son analizadas según el objetivo del equipo y con la determinación del tiempo transcurrido desde su emisión hasta su recepción, puede conocerse la distancia recorrida, al ser la velocidad previamente establecida.

El ensayo por ultrasonido es un método no destructivo, en el cual un haz sónico de alta frecuencia (125 KHz a 20 MHz) es introducido en el material a ser inspeccionado con el objetivo de detectar discontinuidades internas y superficiales. El sonido que recorre el material es reflejado por las interfaces y es detectado y analizado para determinar la presencia y localización de discontinuidades.

Definición y naturaleza de las ondas ultrasónicas. Son ondas mecánicas vibratorias o sea para que se propague el ultrasonido se requiere que las partículas del medio ya sea líquido, aire o sólido oscilen alrededor de sus posiciones de equilibrio.

Diferencia entre sonido y ultrasonido. Son de la misma naturaleza, lo que las diferencia es su frecuencia así:

Ondas sónicas: Frecuencia entre 16 y 20000 ciclos por segundos.
Ondas ultrasónicas: Frecuencias mucho mayores de 20000 ciclos por segundos.

Para materiales metálicos: se opera entre 1 y 5 mhz pero se pueden trabajar con frecuencias mucho mayores.

Para materiales no metálicos: ej: cerámicos, trabajan con frecuencias

menores de 1mhz (¼, ½ mhz).

Tipos de ondasultrasónicas:

OL. Onda longitudinal: Se propaga en tres medios.

OT. Onda transversal: Se propaga en sólidos únicamente.

OR. Onda Rayleigh: Se propaga en sólidos únicamente.

Generación de ondas ultrasónicas. Para generar existen varios métodos. Para el ultrasonido se hace uso de cristales piezoeléctricos o de materiales cerámicos ferro eléctricos.

Piezoelectricidad: Propiedad de algunos cristales como el cuarzo de convertir energía eléctrica en energía mecánica vibratoria y viceversa. Cuarzo para

altas frecuencias, mayores de 10 mhz.

Ferro electricidad: Propiedad de algunos materiales cerámicos previamente

polarizados de comportarse como los cristales piezoeléctricos. Ejemplo: titanato de bario, sulfato de litio.

Para el desarrollo adecuado de este ensayo se requieren de unos palpadores.

Tipos de palpadores o transductores.

Incidencia normal.
Incidencia angular.

Palpadores con:

1. Un solo cristal emisor y receptor.

2. Doble cristal, uno emisor y otro receptor.

3. Múltiples cristales para aplicaciones especiales.

Agentes acoplante. Es un medio fluido que permite que el ultrasonido pase del palpador al material de ensayo.Los medios de acople pueden ser: grasa, aceite, vaselina o agua.A mayor rugosidad mayor viscosidad del acoplante.

Técnicas de ensayo

Transmisión.
Resonancia.
Pulso – eco.

Ventajas de la técnica de ensayo de trasmisión.

Puede detectar discontinuidades muy cercanas a la superficie.

Desventajas:

No ubica la discontinuidad.
Requiere acceso a las dos superficies.

Ventajas de la técnica de ensayo de resonancia.

Se consigue que haya resonancia entre un material y el palpador. El palpador es de frecuencia variable, la cual se varía hasta hallar la de resonancia.

Es utilizado para la detección de discontinuidades externas del material, también para la medición de espesores.

Ventajas de la técnica de ensayo Pulso – eco.

Se emiten pulsos de ultrasonido y se esperan reflexiones las cuales pueden proceder de superficies posteriores (palpadores normales) o de discontinuidades, por lo tanto, en un osciloscopio mediante el principio piezoeléctrico aparecen ecos de fondo para cada reflexión.