PATICULAS MAGNÉTICAS

Cátedra – Ensayos No Destructivos

PATICULAS MAGNÉTICAS


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.


Magnetización

Circular

(Conductor central)

C.A.

C.C.

Métodos

Directo

Pasar corriente

por la pieza

Indirecto

Magnetización

Circular

(entre puntas, conductor,

Yoke, prods)

C.A.

C.C.

Magnetización Longitudinal

(cable, bobina, etc)

C.A.

C.C.

Técnicas y parámetros de Magnetización

Histéresis del material, tamaño, forma y tipo de partículas, intensidad de la corriente y tipo de corrientes, orientación de fisura, etc.

Parámetros:


Corrientes utilizadas

Alternas

Fase simple (50 a 60 Hz), comúnmente utilizada en el método directo, campo oscilante.

Fase simple rectificada en media onda, bloqueo del ciclo negativo. Campo pulsante unidireccional.

Continua

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.


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)


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 magnetizaciónfuerza (H) requerida para reducir la densidad de flujo (B) a cero.

Curva de histéresis de un material ferromagnético


Desmagnetizado Magnetizado


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)


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


Equipos fijos


Método Indirecto

Magnetización Circular

El tipo de corriente utilizada en ambos casos depende de donde quieran detectarse fisuras

Conductor Excéntrico

12 A/mm*Ф eff < i < 40 A/mm*Ф eff (Ф eff diámetro efectivo [mm])

Con,

eff = cable + 2.t

t: espesor de la pared de la pieza [mm]

Distancia de magnetización efectiva = 4. cable

Conductor Central

12 A/mm*Ф eff < i < 40 A/mm*Ф eff (Ф eff diámetro efectivo [mm])


Método Indirecto

Magnetización Longitudinal (Coil)Factor de llenado Bajo: Acable => 10*Aseccion

Para magnetización con pieza excéntrica

Si L/D < 2Deben agregarse polos magnéticos del mismo diámetro para incrementar la longitud efectiva

Si 2< L/D < 15 DL

KIN

Si L/D > 15 15

KIN

Para magnetización con pieza central

Si L/D < 2

Deben agregarse polos magnéticos del mismo diámetro para incrementar la longitud efectiva

5DL6

RKIN

Si 2< L/D < 15

Si L/D > 1585

RKIN

K: 45000 Amper x vueltaL: longitud de la parteD: Diámetro de la parte

R: radio de la espira (mm)K: 1690 Amper x vuelta/mmL: longitud de la parteD: Diámetro de la parte


Método Indirecto

Magnetización Longitudinal

Deben agregarse polos magnéticos del mismo diámetro para incrementar la longitud efectiva

2DL

KIN

Factor de llenado Alto: Acable > 2*Aseccion

17

KIN

35000 Amper x vueltaL: longitud de la parteD: Diámetro de la parte

Si 2< L/D < 15

Si L/D > 15

Si L/D < 2

Factor de llenado Medio: 2*Aseccion < Acable < 10*Aseccion

partecoil

e

h

eh

AA

llenado defactor bajoun para calculado valor:NI

llenado defactor altoun para calculado valor:NI

8

2NI

8

10NIIN


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.


Partículas secas


Cigüeñal, agujero de lubricación


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.


Partículas húmedas


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.


Indicadores de intensidad y dirección del campo magnético

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