¿Qué son las pruebas no destructivas (NDT)? - Métodos

¿Qué son los ensayos no destructivos (END) ?

Las pruebas no destructivas (END) son una técnica de prueba y análisis utilizada por la industria para evaluar las propiedades de un material, componente, estructura o sistema en busca de diferencias características o defectos de soldadura y discontinuidades sin causar daños a la pieza original. NDT también se conoce como examen no destructivo (NDE), inspección no destructiva (NDI) y evaluación no destructiva (NDE).

En el campo, NDT se usa a menudo como un término general para referirse a métodos de inspección no destructivos, herramientas de inspección o incluso a todo el campo de las inspecciones no destructivas.

Para las aplicaciones comerciales, el enfoque principal de este artículo, y de nuestro trabajo en Flyability, el objetivo de NDT es garantizar que la infraestructura crítica se mantenga adecuadamente para evitar accidentes catastróficos.

Si bien los métodos NDT se asocian típicamente con casos de uso industrial, como la inspección de puntos débiles en una caldera utilizada en una refinería de petróleo, los usos en medicina son en realidad algunos de los más comunes.

Por ejemplo, una futura madre que se hace una ecografía para comprobar la salud de su bebé se consideraría un caso de uso de NDT, al igual que una radiografía o una resonancia magnética para obtener más información sobre una lesión.

Pero es importante tener en cuenta que NDT no requiere necesariamente el uso de herramientas especiales, o ninguna herramienta en absoluto.

Por ejemplo, cuando los inspectores en entornos industriales revisan el exterior de un recipiente a presión a simple vista, eso entraría en la designación NDT, ya que están recopilando datos sobre el estado de la caldera sin dañarla. Por otro lado, el uso de una herramienta sofisticada como un sensor ultrasónico para buscar defectos en un determinado material o activo también se llama NDT.

Independientemente del caso de uso específico, el elemento común subyacente entre todos estos ejemplos es la recopilación de datos de una manera no intrusiva.

Destructivo vs. Ensayos no destructivos

Antes de continuar, debemos aclarar que existen algunos métodos utilizados para probar materiales que alteran o incluso dañan y destruyen los materiales probados.

El uso de estos métodos se denomina Ensayos Destructivos.

En las pruebas destructivas, se puede raspar una parte del material para analizarlo o modificarlo de alguna manera en el sitio.

Estos son algunos ejemplos:

• Corte de macros . La macrosección prueba una pequeña sección de un material soldado puliéndola y grabándola para examinarla.
• Prueba de tracción. También llamada prueba de tensión, esta es una técnica de prueba destructiva que utiliza tensión controlada aplicada a un material de muestra para ver cómo reacciona. Se podría aplicar tensión para probar ciertas cargas o condiciones o para probar el punto de falla de un material.
• Prueba de flexión de 3 puntos. La prueba de flexión de 3 puntos examina la solidez y la flexibilidad (o ductilidad) del material tomando una muestra, llamada cupón, y doblándola en tres puntos hasta un ángulo específico.

Códigos y estándares de END

Las técnicas NDT se pueden utilizar para todo tipo de inspecciones. Pero algunos de los tipos más importantes de inspecciones NDT son de activos como calderas y recipientes a presión, que podrían ser increíblemente peligrosos si no se mantienen adecuadamente.

Debido a que el mantenimiento adecuado de estos activos es tan importante para la seguridad de quienes trabajan cerca (o incluso a distancia, cuando se trata de plantas de energía nuclear), la mayoría de los países tienen leyes que exigen que las empresas se adhieran a códigos y estándares de inspección específicos al realizar las inspecciones.

Estos estándares y códigos generalmente requieren que se realicen inspecciones periódicamente siguiendo pautas específicas. Para la mayoría de los activos que presentan el mayor riesgo, estas inspecciones deben ser realizadas por un inspector certificado y aprobadas por un testigo certificado que trabaje para un organismo de inspección formal.

Estas son las organizaciones seguidas más comúnmente en el mundo para crear estándares y códigos de END:

• API (Instituto Americano del Petróleo)
• ASME (Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos)
• ASTM (Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales)
• ASNT (Sociedad Estadounidense de Pruebas No Destructivas)
• COFREND (Comité Francés de Estudios de Ensayos No Destructivos)
• Grupo CSA (Asociación Canadiense de Normas)
• CGSB (Junta de Normas Generales de Canadá)

¿Por qué usar END?

Estas son las principales razones por las que tantas empresas en todo el mundo utilizan NDT:

• Ahorros. La respuesta más obvia a esta pregunta es que NDT es más atractivo que las pruebas destructivas porque permite que el material u objeto que se examina sobreviva ileso al examen, lo que ahorra dinero y recursos.
• Seguridad. NDT también es atractivo porque casi todas las técnicas de NDT (excepto las pruebas radiográficas) son inofensivas para las personas.
• Eficiencia. Los métodos NDT permiten una evaluación completa y relativamente rápida de los activos, lo que puede ser crucial para garantizar la seguridad y el rendimiento continuos en un lugar de trabajo.
• Precisión. Se ha demostrado que los métodos NDT son precisos y predecibles, ambas cualidades que desea cuando se trata de procedimientos de mantenimiento destinados a garantizar la seguridad del personal y la longevidad del equipo.

“Las pruebas no destructivas son el elemento vital de una instalación bien administrada. Las técnicas de NDT y los resultados repetibles dependen de técnicos altamente capacitados con experiencia e integridad. Los métodos de END industrial y la interpretación de los resultados son realizados por profesionales certificados.

El técnico no solo debe estar certificado en un método NDT específico, sino que también debe saber cómo operar el equipo que se utiliza para recopilar datos. Comprender las capacidades y limitaciones del equipo es la diferencia entre hacer una determinación de aceptación o rechazo”.

Los 8 métodos NDT más comunes

Hay varias técnicas utilizadas en NDT para la recopilación de diversos tipos de datos, cada una de las cuales requiere su propio tipo de herramientas, capacitación y preparación.

Algunas de estas técnicas pueden permitir una inspección volumétrica completa de un objeto, mientras que otras solo permiten una inspección superficial. De manera similar, algunos métodos NDT tendrán diversos grados de éxito según el tipo de material en el que se utilicen, y algunas técnicas como el NDT de partículas magnéticas, por ejemplo, solo funcionarán en materiales específicos (es decir, aquellos que pueden ser magnetizado).

Estas son las ocho técnicas de END más utilizadas:

1. Visual END (VT)
2. END ultrasónico (UT)
3. Radiografía NDT (RT)
4. Eddy Current NDT (ET)
5. END de partículas magnéticas (MT)
6. END de emisión acústica (AE)
7. Penetrante Líquido NDT (PT)
8. Prueba de fugas (LT)

1. Pruebas visuales (VT)

Definición:Las pruebas visuales no destructivas son el acto de recopilar datos visuales sobre el estado del material. La prueba visual es la forma más básica de examinar un material u objeto sin alterarlo de ninguna manera.

Cómo realizar pruebas visuales:

Las pruebas visuales se pueden realizar a simple vista, por parte de inspectores que revisan visualmente el material o los activos. Para las pruebas visuales en interiores, los inspectores usan linternas para agregar profundidad al objeto que se examina. Las pruebas visuales también se pueden realizar con una herramienta RVI (inspección visual remota), como una cámara de inspección. Para colocar la cámara en su lugar, los inspectores de NDT pueden usar un robot o un dron, o simplemente colgarla de una cuerda.

2. Pruebas ultrasónicas (UT)

Definición:Las pruebas ultrasónicas no destructivas son el proceso de transmitir ondas de sonido de alta frecuencia al material para identificar cambios en las propiedades del material.

Cómo realizar pruebas ultrasónicas:

En general, las pruebas ultrasónicas utilizan ondas de sonido para detectar defectos o imperfecciones en la superficie del material creado.

Uno de los métodos de prueba ultrasónicos más comunes es el pulso-eco. Con esta técnica, los inspectores introducen sonidos en el material y miden el eco (o los reflejos del sonido) producidos por las imperfecciones en la superficie del material cuando regresan a un receptor.

Aquí hay algunos otros tipos de pruebas ultrasónicas:

1. Prueba ultrasónica de matriz en fase (PAUT)
2. Pruebas ultrasónicas automatizadas (AUT)
3. Difracción de tiempo de vuelo (TOFD)

3. Pruebas de radiografía (RT)

Definición:La prueba no destructiva de radiografía es el acto de usar radiación gamma o X en materiales para identificar imperfecciones.

Cómo realizar pruebas NDT de radiografía:

La prueba de radiografía dirige la radiación de un isótopo radiactivo o un generador de rayos X a través del material que se está probando y hacia una película o algún otro tipo de detector. Las lecturas del detector crean un gráfico de sombras que revela los aspectos subyacentes del material inspeccionado.

Las pruebas de radiografía pueden descubrir aspectos de un material que pueden ser difíciles de detectar a simple vista, como alteraciones en su densidad.

4. Prueba de corrientes de Foucault (electromagnéticas) (ET)

Definición:La prueba no destructiva de corrientes de Foucault es un tipo de prueba electromagnética que utiliza mediciones de la fuerza de las corrientes eléctricas (también llamadas corrientes de Foucault) en un campo magnético que rodea el material para tomar determinaciones sobre el material, que pueden incluir las ubicaciones de defectos.

Cómo realizar pruebas de corrientes de Foucault:

Para realizar las pruebas de corrientes de Foucault, los inspectores examinan el flujo de corrientes de Foucault en el campo magnético que rodea un material conductor para identificar interrupciones causadas por defectos o imperfecciones en el material.

5. Pruebas de Partículas Magnéticas (MT)

Definición:Las pruebas no destructivas de partículas magnéticas son el acto de identificar imperfecciones en un material al examinar las interrupciones en el flujo del campo magnético dentro del material.

Cómo realizar pruebas de partículas magnéticas:

Para usar la prueba de partículas magnéticas, los inspectores primero inducen un campo magnético en un material que es altamente susceptible a la magnetización. Después de inducir el campo magnético, la superficie del material se cubre con partículas de hierro, que revelan interrupciones en el flujo del campo magnético. Estas interrupciones crean indicadores visuales para las ubicaciones de las imperfecciones dentro del material.

6. Prueba de emisión acústica (AE)

Definición:Las pruebas no destructivas de emisiones acústicas son el acto de usar emisiones acústicas para identificar posibles defectos e imperfecciones en un material.

Cómo realizar pruebas de emisiones acústicas:

Los inspectores que realizan pruebas de emisión acústica están examinando materiales en busca de ráfagas de energía acústica, también llamadas emisiones acústicas, que son causadas por defectos en el material. Se pueden examinar la intensidad, la ubicación y el tiempo de llegada para revelar información sobre posibles defectos en el material.

7. Pruebas de Líquidos Penetrantes (PT)

Definición: Las pruebas no destructivas de líquidos penetrantes se refieren al proceso de usar un líquido para recubrir el material y luego buscar roturas en el líquido para identificar imperfecciones en el material.

Cómo realizar pruebas de líquidos penetrantes:

Los inspectores que realicen una prueba de penetración primero cubrirán el material que se está probando con una solución que contenga un tinte visible o fluorescente. Luego, los inspectores eliminan cualquier solución adicional de la superficie del material y dejan la solución en los defectos que "rompen" la superficie del material.

Después de esto, los inspectores usan un revelador para sacar la solución de los defectos, luego usan luz ultravioleta para revelar las imperfecciones (para tintes fluorescentes). Para tintes regulares, el color se muestra en el contraste entre el penetrante y el revelador.

8. Prueba de fugas (LT)

Definición: Las pruebas no destructivas de fugas se refieren al proceso de estudio de fugas en un recipiente o estructura para identificar defectos en él.

Cómo realizar una prueba de fugas:

Los inspectores pueden detectar fugas dentro de un recipiente usando medidas tomadas con un manómetro, pruebas de pompas de jabón o dispositivos electrónicos de escucha, entre otros.

¿Dónde se utilizan las pruebas no destructivas?

Dependiendo de cuán ampliamente defina NDT, podría decir que se usa en casi todas las industrias del mundo, ya que las inspecciones visuales (ya sean formales o informales) se realizan en casi todos los lugares de trabajo de una forma u otra.

Dicho esto, hay industrias específicas que requieren NDT y tienen procesos formalizados para su uso, según lo codificado por las organizaciones que enumeramos anteriormente, como API y ASME.

Estas industrias incluyen:

• Petróleo y gas
• Generación de energía
• Químicos
• Minería
• Aeroespacial
• Automoción
• Marítimo
• Minería

Cómo pueden ayudar los drones con los END

En los últimos años, los drones equipados con cámaras se han convertido en otra herramienta comúnmente utilizada en NDT para recopilar datos visuales.

Debido a las limitaciones de la tecnología, durante algún tiempo los drones solo podían proporcionar datos visuales complementarios para los inspectores, pero no podían reemplazar a los inspectores que recolectaban físicamente los datos visuales.

Sin embargo, a medida que la tecnología de drones ha mejorado, los inspectores han podido utilizarlos cada vez más como herramientas RVI, en algunos casos reemplazando por completo la necesidad de recopilar datos visuales manualmente.

Estas son dos de las formas principales en que los drones ayudan con los ensayos no destructivos en estos días:

Seguridad

Al eliminar la necesidad de que los inspectores ingresen a espacios peligrosos para recopilar datos visuales, los drones ayudan a mejorar la seguridad en el lugar de trabajo.

Para las inspecciones al aire libre de activos como líneas eléctricas o torres, el uso de un dron para recopilar datos visuales reduce la cantidad de tiempo que una persona necesita para estar físicamente en el aire en la torre o la línea.

Para las inspecciones en interiores de activos como recipientes a presión o calderas, el uso de un dron como Elios 2 para recopilar datos visuales significa que el inspector no tiene que ingresar a un espacio confinado para hacerlo, lo que nuevamente ayuda a reducir significativamente la exposición al riesgo.

Ahorros

Los drones pueden ayudar a las empresas a mejorar su ROI tanto en escenarios interiores como exteriores, pero los ahorros son especialmente significativos para las inspecciones en interiores.

El uso de un dron interior profesional en lugar de enviar a un inspector para recopilar datos visuales manualmente significa que las empresas ahorran al no tener que construir y desmontar andamios, y pueden reducir los tiempos de inactividad asociados con esos requisitos, en algunos casos hasta uno o dos días. .

Preguntas frecuentes

¿Qué son los ensayos no destructivos?

Las pruebas no destructivas (END) son el proceso de inspección, prueba o evaluación de materiales, componentes o ensamblajes en busca de discontinuidades o diferencias en las características sin destruir la capacidad de servicio de la pieza o el sistema. En otras palabras, cuando se completa la inspección o la prueba, la pieza aún se puede usar.

¿Qué significa NDT?

NDT significa Pruebas no destructivas. Se refiere a una serie de métodos de inspección que permiten a los inspectores evaluar y recopilar datos sobre un material, sistema o componente sin alterarlo permanentemente.

¿Para qué se utiliza el END?

Las pruebas no destructivas (END) son una técnica de prueba y análisis utilizada por la industria para evaluar las propiedades de un material, componente, estructura o sistema en busca de diferencias características o defectos de soldadura y discontinuidades sin causar daños a la pieza original.

¿Es NDT una buena carrera?

NDT se utiliza en una amplia gama de industrias tales como; Petróleo y gas, aeroespacial, energía, potencia, nuclear, transporte y oportunidades laborales son prácticamente ilimitadas. Una carrera en NDT es extremadamente dinámica, donde la capacitación actualizada es una necesidad.

¿Cuáles son los tipos de ensayos no destructivos?

Los 8 métodos NDT más comunes

• Visual END (VT)
• END ultrasónico (UT)
• Radiografía NDT (RT)
• Eddy Current NDT (ET)
• END de partículas magnéticas (MT)
• END de emisión acústica (AE)
• Dye penetrante NDT (PT)
• Prueba de fugas (LT)

¿Cuáles son los 3 métodos de pruebas destructivas?

Los tipos más comunes de métodos de prueba destructivos son las pruebas de entorno agresivo. Ensayos de corrosión. Fractura y pruebas mecánicas.

¿Por qué se utilizan pruebas no destructivas?

Las pruebas no destructivas se llevan a cabo para asegurarse de que los componentes o materiales que se utilizan no estén dañados o defectuosos y sean aptos para ser utilizados por el personal. El resultado de las pruebas puede mostrar si los componentes necesitan reparación o si son seguros para operar.

¿Qué son las pruebas destructivas y no destructivas?

La diferencia entre ensayos destructivos y no destructivos. Las pruebas destructivas se llevan a cabo dañando la muestra que se está probando. Por el contrario, durante las pruebas no destructivas (NDT), el elemento probado no sufre ningún daño físico y puede usarse en funcionamiento activo después de la prueba.

¿Cómo se realizan las pruebas no destructivas?

Los métodos NDT actuales son Pruebas de emisión acústica (AE), Pruebas electromagnéticas (ET), Métodos de prueba láser (LM), Pruebas de fugas (LT), Fugas de flujo magnético (MFL), Pruebas de líquidos penetrantes (PT), Pruebas de partículas magnéticas (MT) , Pruebas radiográficas de neutrones (NR), Pruebas radiográficas (RT), Pruebas térmicas/infrarrojas (IR).

¿Qué significa Prueba destructiva (DT)?

Las pruebas destructivas (DT) son una forma de análisis objetivo que consiste en aplicar una prueba para descomponer un material en particular a fin de determinar sus propiedades físicas, como las propiedades mecánicas de resistencia, tenacidad, flexibilidad y dureza.

¿Cuál es un ejemplo de prueba destructiva?

Esto incluye diferentes tipos de métodos de prueba destructivos, como pruebas de tensión, pruebas de flexión, pruebas de impacto Charpy, pruebas de caída de peso de Pelini, pruebas de pelado, pruebas de choque, presión y pruebas de fractura.

¿Por qué se utilizan pruebas ultrasónicas?

La prueba ultrasónica (UT) es un método de prueba no destructivo que utiliza ondas de sonido para detectar grietas y defectos en piezas y materiales. También se puede utilizar para determinar el grosor de un material, como medir el grosor de la pared de una tubería.

¿La prueba de dureza no es destructiva?

La prueba de dureza es una prueba no destructiva relativamente simple y económica que se puede realizar en la superficie exterior de materiales o soldaduras. Aunque las pruebas de dureza generalmente no pueden encontrar defectos, pueden mostrar que el material o las soldaduras no se han vuelto demasiado frágiles durante la soldadura o el tratamiento térmico.

¿Cómo se realizan las pruebas destructivas?

Las pruebas destructivas se logran forzando al material a fallar bajo varios factores de carga. El método de prueba destructivo se utiliza para encontrar las propiedades mecánicas de los materiales, como la resistencia a la tracción, el límite elástico, la dureza, la resistencia al impacto, el alargamiento, etc.

¿Cómo funciona la prueba de soldadura ultrasónica?

Pruebas de soldadura ultrasónica para energía alternativa

• Un medidor ultrasónico transmite un haz de energía ultrasónica de alta frecuencia al componente o material.
• El rayo ultrasónico penetra la totalidad del componente o material.
• Luego, el indicador emite dos señales audibles que alertan al evaluador.

¿Qué es el método destructivo?

Los métodos destructivos se utilizan típicamente para determinar las propiedades físicas de un producto en particular que se va a producir en masa. Esto garantiza que sepa qué tan duradero es un artículo antes de que llegue al mercado.