Pruebas no destructivas (END): una guía completa

Introducción

En las industrias donde la integridad y la seguridad de los materiales son primordiales, los ensayos no destructivos (END) desempeñan un papel crucial. Permiten a los ingenieros y técnicos inspeccionar y evaluar materiales, componentes y estructuras sin causar ningún daño. Esto significa que el artículo probado puede seguir utilizándose después de la inspección, lo que garantiza tanto la seguridad como la eficiencia.

¿Qué es NDT?

Los ensayos no destructivos (END) se refieren a una variedad de técnicas de análisis que se utilizan para evaluar las propiedades de un material, componente o sistema sin causar daños. Los END son cruciales en industrias como la aeroespacial, la construcción, el petróleo y el gas y la fabricación, donde la falla de los materiales o las estructuras puede tener consecuencias catastróficas. Al utilizar los END, las empresas pueden garantizar la integridad, la calidad y la seguridad de los productos y, al mismo tiempo, prevenir accidentes.

¿Por qué es importante el END?

Garantía de seguridad:En sectores como el del petróleo y el gas, el aeroespacial y la construcción, la seguridad es primordial. Los END ayudan a detectar posibles fallas antes de que se conviertan en fallas, protegiendo tanto a los trabajadores como al público.
Rentabilidad:Dado que los ensayos no destructivos no dañan el objeto probado, se elimina la necesidad de reemplazarlo o repararlo después de la prueba. Esto reduce el tiempo de inactividad y los costos de inspección.
Control de calidad:NDT ayuda a mantener altos estándares de calidad al garantizar que los materiales y componentes cumplan con las especificaciones y estándares de la industria.
Cumplimiento:Muchas industrias están regidas por normas regulatorias estrictas. Los ensayos no destructivos suelen ser una parte obligatoria del cumplimiento, lo que garantiza que los componentes sean seguros y aptos para el propósito.

Métodos comunes de END

Existen varias técnicas de END, cada una de ellas adecuada para distintos tipos de materiales y defectos. A continuación, se indican algunos de los métodos más utilizados:

1. Pruebas ultrasónicas (UT)

Cómo funciona:Las ondas ultrasónicas se transmiten a un material. Los defectos o cambios en las propiedades del material provocan reflexiones que se detectan y analizan.
Aplicaciones: Se utiliza para detectar defectos internos en metales, plásticos y compuestos. Es común en inspecciones de tuberías, inspección de soldaduras y medición de espesores de metales.
Ventajas:Puede detectar fallas profundas y proporcionar mediciones precisas.

2. Pruebas radiográficas (RT)

Cómo funciona:Se hacen pasar rayos X o rayos gamma a través de un material y la imagen resultante se captura en una película o en un detector digital. Los defectos aparecen como variaciones en la imagen.
Aplicaciones:Ideal para inspeccionar soldaduras, piezas fundidas y componentes estructurales.
Ventajas:Puede detectar defectos internos y superficiales en materiales gruesos.

3. Prueba de partículas magnéticas (MT)

Cómo funciona:Se aplica un campo magnético a un material ferromagnético. Los defectos superficiales y cercanos a la superficie alteran el campo magnético, lo que hace que las partículas magnéticas se agrupen y formen una señal.
Aplicaciones:Se utiliza para detectar defectos superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos como el acero.
Ventajas:Rápido y fácil de aplicar, lo que lo hace adecuado para grandes áreas.

4. Prueba de líquidos penetrantes (PT)

Cómo funciona:Se aplica un líquido penetrante a la superficie de un material. El líquido penetra en cualquier defecto que pueda romper la superficie. Se elimina el exceso de penetrante y se aplica un revelador para extraer el penetrante de los defectos y hacerlos visibles.
Aplicaciones:Se utiliza comúnmente para detectar grietas y otros defectos que pueden romper la superficie de metales, plásticos y cerámicas.
Ventajas:Simple, rentable y se puede aplicar a diversos materiales.

5. Prueba de corrientes de Foucault (ECT)

Cómo funciona:Se hace pasar una corriente alterna por una bobina, lo que crea un campo electromagnético. Cuando la bobina se coloca cerca de un material conductor, se inducen corrientes parásitas. Los cambios en estas corrientes indican fallas.
Aplicaciones:Se utiliza para detectar defectos superficiales y cercanos a la superficie en materiales conductores, especialmente en las industrias aeroespacial y automotriz.
Ventajas:Sensible a pequeñas grietas y se puede utilizar en materiales revestidos.

6. Pruebas visuales (VT)

Cómo funciona:La forma más básica de END, que utiliza el ojo desnudo o instrumentos ópticos para examinar la superficie de un material.
Aplicaciones:Adecuado para detectar defectos visibles como grietas, corrosión y desalineación en soldaduras y componentes estructurales.
Ventajas:Simple, de bajo costo y puede proporcionar resultados inmediatos.

Pruebas no destructivas (END) y normas pertinentes

Los métodos de ensayos no destructivos (END) se rigen por diversas normas para garantizar la coherencia, la fiabilidad y la seguridad. Estas normas las establecen organizaciones como la Sociedad Estadounidense de Ensayos y Materiales (ASTM) y el Comité Europeo de Normalización (EN). A continuación, se incluye un desglose de las normas EN y ASTM pertinentes a cada método de END.

1. Pruebas ultrasónicas (UT)

Pruebas ultrasónicas (UT) Utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para detectar fallas internas en los materiales. Se utiliza ampliamente en industrias como la inspección de tuberías, la medición del espesor de metales y la inspección de soldaduras.
Normas EN:
EN 12668:Esta norma especifica los requisitos para los equipos utilizados en pruebas ultrasónicas, incluidas sondas, pulsadores/receptores ultrasónicos y cables.
EN ISO 16810:Cubre los principios generales de las pruebas ultrasónicas.
EN 10160:Se refiere a la prueba ultrasónica de productos planos de acero de espesor igual o superior a 6 mm.
Normas ASTM:
ASTM E114:Una guía para el examen de haz recto mediante eco-pulso ultrasónico mediante el método de contacto.
Norma ASTM E164:Una práctica para el examen de contacto ultrasónico de soldaduras y otros materiales.
ASTM E2375:Una práctica para pruebas ultrasónicas de productos forjados.
Norma ASTM A388:Una práctica para el examen ultrasónico de piezas forjadas de acero.

2. Pruebas radiográficas (RT)

Pruebas radiográficas (RT) utiliza rayos X o rayos gamma para producir una imagen del interior del material, revelando defectos internos como grietas, huecos o inclusiones.
Normas EN:
EN ISO 17636-1:Especifica las técnicas para pruebas radiográficas de uniones soldadas por fusión en materiales metálicos.
EN ISO 11699-1:Define la clasificación de los sistemas de película para radiografía industrial.
EN 444:Aborda el examen de materiales metálicos mediante radiografía.
Normas ASTM:
Norma ASTM E94:Una guía para el examen radiográfico.
ASTM E1032:Una práctica para el examen radiográfico de soldaduras.
Norma ASTM E1742:Una práctica para el examen radiográfico utilizando película de rayos X industrial.
Norma ASTM E747:Una práctica para diseñar indicadores de calidad de imagen (ICI) utilizados en radiografía.

3. Pruebas de partículas magnéticas (MT)

Prueba de partículas magnéticas (MT) Se utiliza para detectar defectos superficiales y cercanos a la superficie en materiales ferromagnéticos. Se basa en campos magnéticos y partículas magnéticas para identificar defectos.
Normas EN:
EN ISO 9934-1:Cubre los principios generales para las pruebas de partículas magnéticas.
EN ISO 17638:Especifica el método para la prueba de partículas magnéticas de soldaduras.
EN 1369:Se refiere a la inspección de piezas fundidas mediante partículas magnéticas.
Normas ASTM:
ASTM E709:Una guía para pruebas de partículas magnéticas.
Norma ASTM E1444:Una práctica para pruebas de partículas magnéticas.
ASTM A275:Una práctica para el examen de piezas forjadas de acero mediante partículas magnéticas.

4. Pruebas de líquidos penetrantes (PT)

Prueba de líquidos penetrantes (PT) Se utiliza para detectar defectos de rotura de la superficie en materiales no porosos. Implica la aplicación de un líquido penetrante en la superficie y el uso de un revelador para extraer el penetrante de los defectos, haciéndolos visibles.
Normas EN:
EN ISO 3452-1:Define los principios generales para las pruebas de líquidos penetrantes.
EN ISO 3452-2:Especifica los materiales de prueba para pruebas con líquidos penetrantes.
EN 1371-1:Se refiere a la inspección de piezas fundidas mediante líquidos penetrantes.
Normas ASTM:
Norma ASTM E165:Una práctica para el examen de líquidos penetrantes.
Norma ASTM E1417:Una práctica para pruebas con líquidos penetrantes.
Norma ASTM E433:Fotomicrografías de referencia para la inspección con líquidos penetrantes.

5. Prueba de corrientes de Foucault (ECT)

Prueba de corrientes de Foucault (ECT) Se utiliza para detectar defectos superficiales y cercanos a la superficie en materiales conductores. Implica inducir corrientes parásitas en el material y analizar la respuesta electromagnética resultante.
Normas EN:
EN ISO 15548-1:Especifica el equipo utilizado para las pruebas de corrientes de Foucault.
EN 1711:Aborda el examen de las soldaduras mediante corrientes de Foucault.
EN 4050-1:Se relaciona con la inspección por corrientes de Foucault de estructuras aeroespaciales.
Normas ASTM:
ASTM E376:Una práctica para medir el espesor del revestimiento mediante corrientes de Foucault.
ASTM E215:Una práctica para estandarizar equipos para el examen por corrientes de Foucault.
ASTM E243:Una práctica para el examen electromagnético de tubos de aleación de aluminio sin costura.

6. Pruebas visuales (VT)

Pruebas visuales (VT) Es la forma más simple de END, que implica un examen visual de materiales, componentes o estructuras, a menudo con la ayuda de instrumentos ópticos.
Normas EN:
EN ISO 17637:Especifica la prueba visual de uniones soldadas por fusión.
EN 13018:Cubre los principios generales de las pruebas visuales.
EN 970:Se relaciona con el examen visual de las soldaduras.
Normas ASTM:
Norma ASTM E165:Una práctica para el examen de líquidos penetrantes (también aplicable al examen visual).
Norma ASTM E1316:Una terminología para exámenes no destructivos, incluidas las pruebas visuales.
Norma ASTM E337:Una práctica para realizar mediciones en gráficos espectrales para pruebas visuales.

Cómo elegir el método NDT adecuado

La selección del método NDT adecuado depende de varios factores:
Tipo de material:Los distintos materiales responden de forma diferente a los métodos de END. Por ejemplo, las pruebas con partículas magnéticas son adecuadas para materiales ferromagnéticos, mientras que las pruebas con corrientes de Foucault funcionan bien con materiales conductores.
Tipo de defecto:La naturaleza del defecto (ruptura superficial, subsuperficial, interno) determina el mejor método de inspección.
Accesibilidad:La accesibilidad del área de prueba puede influir en la elección del método de END. Algunos métodos requieren acceso solo a un lado del material, mientras que otros necesitan acceso a ambos.
Costo y tiempo:Cada método varía en términos de costo, tiempo y requisitos de equipo. Es fundamental equilibrar estos factores con las necesidades de inspección.

Implementación de END en sus operaciones

Si está considerando integrar NDT en sus operaciones, aquí hay algunos pasos para guiarlo:
Evalúe sus necesidades:Identifique los tipos de materiales y componentes con los que trabaja y los tipos de defectos que necesita detectar.
Consulte a los expertos:Los especialistas en END pueden ayudarle a elegir el método más apropiado y brindar capacitación a su equipo.
Invierta en equipos de calidadAsegúrese de utilizar equipos de END confiables y calibrados para obtener resultados precisos.
Capacita a tu personal:Los ensayos no destructivos requieren técnicos capacitados. Invierta en la capacitación y certificación adecuadas para su personal.
Inspecciones regulares:Implementar un programa de inspección regular para garantizar la seguridad y el cumplimiento continuos.

Desafíos y soluciones comunes en END

Indicaciones falsas:En ocasiones, las pruebas no destructivas pueden producir resultados falsos positivos o negativos, lo que da lugar a evaluaciones incorrectas. Solución: utilice varios métodos de pruebas no destructivas para verificar los resultados y asegurarse de que el personal esté bien capacitado.
Limitaciones de acceso:Algunos componentes pueden resultar de difícil acceso para realizar pruebas. Solución: Utilice equipos de END portátiles y técnicas adecuadas para áreas de difícil acceso.
Condiciones ambientales:Factores como la temperatura, la humedad y la iluminación pueden afectar a ciertos métodos de END. Solución: Prepare adecuadamente el área de inspección y elija métodos que sean menos sensibles a las condiciones ambientales.

Conclusión

Los ensayos no destructivos (END) son una herramienta invaluable para garantizar la seguridad, la confiabilidad y la integridad de los materiales y las estructuras en diversas industrias. Al seleccionar el método de END adecuado e implementarlo de manera eficaz, las empresas pueden detectar problemas potenciales de manera temprana, reducir los costos de mantenimiento y garantizar el cumplimiento de los estándares de la industria. Ya sea que trabaje en la industria aeroespacial, de construcción o de petróleo y gas, los END ofrecen una solución para mantener estándares de alta calidad y, al mismo tiempo, prevenir fallas y accidentes.