Ensayo no destructivo de fundiciones: Garantía de calidad y fiabilidad

Cuando los clientes desean la seguridad de que sus fundiciones están libres de defectos internos, pueden solicitar Ensayos No Destructivos (END). Los END abarcan una gama de técnicas utilizadas para verificar la calidad de las fundiciones metálicas.

Razones para inspeccionar fundiciones

La fundición implica verter metal fundido en una cavidad donde se deja enfriar y solidificar. Como con cualquier líquido, siempre hay cierta variabilidad en cómo fluye el metal, lo que puede dar lugar a defectos. El diseño cuidadoso de modelos y la gestión del proceso de fundición minimizan su ocurrencia pero no pueden eliminar completamente el riesgo.

Los defectos de fundición pueden ser visibles en la superficie o estar contenidos dentro del cuerpo de la pieza fundida. Si se ubican en una región sometida a altas cargas, podrían provocar el fallo de la pieza. Los modeladores expertos usan su experiencia en solidificación de metales para asegurar que cualquier defecto que surja esté en regiones permisibles. Sin embargo, en casos donde esto no es posible, es prudente realizar END.

Además, cuando una fundición va a someterse a un mecanizado extenso (más común en fundiciones en arena que en fundición a la cera perdida), encontrar defectos de antemano ahorrará tiempo y dinero.

Tipos de defectos detectados por END

El enfriamiento conduce a contracción que puede causar agrietamiento. Las grietas pueden romper la superficie de la pieza o ser puramente internas. Las grietas que rompen la superficie son a menudo extremadamente difíciles de ver a simple vista porque son muy finas y la superficie texturizada de la fundición, especialmente en fundiciones en arena, las hace virtualmente invisibles.

Otros defectos que pueden causar el fallo de una fundición son la porosidad e inclusiones. Ambos pueden ser visibles pero a menudo están por debajo de la superficie de la fundición.

Métodos END, fortalezas y limitaciones

Hay muchas formas de detectar defectos en fundiciones. Los métodos más utilizados, ordenados aproximadamente de más fácil/menos costoso a más difícil/costoso, son:

• Partículas magnéticas / Líquidos penetrantes
• Inspección ultrasónica
• Corrientes inducidas (Eddy current)
• Rayos X y Tomografía Computarizada (TC)

Aquí hay un análisis más detallado de cada uno.

Partículas magnéticas / Líquidos penetrantes

Estos métodos encuentran grietas que rompen la superficie. La técnica de partículas magnéticas usa la concentración de flujo magnético a lo largo de una grieta para atraer partículas que hacen la grieta más visible. Solo funciona en materiales ferrosos.

Los métodos de líquidos penetrantes funcionan en materiales ferrosos y no ferrosos. Usan un líquido de baja viscosidad que es atraído hacia las grietas por acción capilar. Después de permitir la penetración, la superficie se limpia y el colorante hace visibles las grietas.

Inspección ultrasónica

Esta técnica implica enviar ondas de sonido de muy alta frecuencia a la fundición y escuchar ecos o reflexiones. Estos se producen donde la onda de sonido incidente encuentra un cambio en la densidad del material.

Hay varias formas de realizar inspecciones ultrasónicas: la selección depende del tipo de defectos buscados y la velocidad o tasa de proceso necesaria. Los ultrasondes son generalmente muy efectivos para encontrar grietas internas, porosidad e inclusiones, pero el equipo puede ser costoso y necesita un operador capacitado.

Corrientes inducidas (Eddy current)

Este método encuentra defectos en o justo debajo de la superficie. También puede usarse como indicación de propiedades del material como la dureza. Las corrientes inducidas funcionan creando un campo magnético que se interrumpe por la presencia de discontinuidades.

La inspección por corrientes inducidas se usa principalmente con metales ferrosos pero también funciona con los no ferrosos. El equipo de corrientes inducidas no es costoso pero requiere un operador altamente capacitado para obtener resultados repetibles.

Rayos X y Tomografía Computarizada (TC)

Para obtener una vista a través de una fundición, los rayos X son el "estándar de oro". Revelan diferencias de densidad, como las causadas por porosidad. Sin embargo, su capacidad para resaltar grietas depende de cómo la grieta está orientada con respecto al haz de rayos X.

El equipo de rayos X es costoso y requiere protocolos de seguridad y operadores altamente capacitados. Además, ver a través de una fundición grande y densa como una de hierro requiere altos niveles de potencia.

La TC es una forma de rayos X en 3D. La pieza gira en el haz y las imágenes resultantes se procesan en una imagen 3D. Esta puede rotarse y verse desde cualquier dirección. Es un método inigualable para inspeccionar fundiciones pero es costoso y lento.

Acordar métodos de inspección

No todas las fundiciones necesitan END para verificar la ausencia de defectos; depende de la aplicación y el grado de riesgo. Cuando un cliente considera que es requerido, los detalles específicos deben formar parte del acuerdo de compra. Contáctenos para más información sobre las opciones de END.