¿Qué es el ensayo con partículas magnéticas?
El ensayo con partículas magnéticas (MT) es un método de prueba no destructiva de materiales (END) que utiliza partículas de óxido de hierro para detectar defectos del material que estén cerca de la superficie o abiertos a la superficie. El ensayo con partículas magnéticas es un método sencillo y fiable, para materiales ferromagnéticos. Los componentes de hierro (aceros de baja aleación o no aleados, acero fundido y hierro fundido), así como el cobalto y el níquel, por ejemplo, pueden comprobarse mediante magnetización.
Ámbitos de aplicación
Los ensayos con partículas magnéticas se utilizan con especial frecuencia en la industria automotriz, para comprobar componentes relevantes para la seguridad, como ejes de transmisión, muelles, componentes de dirección y de motor. En ingeniería mecánica se prueban cigüeñales, ruedas dentadas y ejes. En la industria del petróleo y el gas, las pruebas garantizan la seguridad en los sectores upstream (producción/extracción), midstream (transporte y almacenamiento) y downstream (refinado).
En algunos casos, las pruebas con partículas magnéticas también se conocen coloquialmente como fluxing. Es un método clásico de ensayo no destructivo de materiales. Por lo tanto, permite realizar pruebas sin afectar al propio objeto de ensayo.
Además de MT (magnetic particle testing), también se utiliza internacionalmente la abreviatura MPI (magnetic particle inspection).
Agentes de prueba con partículas magnéticas fluorescentes
Luz diurna - agente de pruebas de partículas magnéticas en blanco y negro
Fundamentos y funcionalidad de los ensayos con partículas magnéticas
El ensayo de partículas magnéticas, también conocido como ensayo de fisuras por partículas magnéticas, ensayo MT (ensayo magnético) o simplemente fluxado, utiliza las propiedades de los materiales ferromagnéticos. Durante la magnetización, el componente se baña simultáneamente con un medio de ensayo.
La magnetización de un componente suele realizarse aplicando un campo magnético mediante una fuente magnética externa. Dicho campo magnético puede aplicarse, por ejemplo, mediante flujo de corriente, mediante una bobina o mediante imanes. Dependiendo del tipo de campo magnético utilizado, el campo magnético aplicado se localiza en la superficie (efecto piel) o inunda toda la sección transversal del componente. En el caso de piezas de gran tamaño en las que no es posible una magnetización completa, sólo se magnetiza la zona parcial que se va a someter a ensayo.
Normalmente, las líneas de campo resultantes son paralelas a la superficie de la pieza. Sin embargo, si hay un defecto, como una grieta en el material, el campo magnético se altera localmente. En estos defectos surgen del material los denominados campos parásitos.
Si las partículas más finas de óxido de hierro se aplican a la superficie con un agente de ensayo de partículas magnéticas, estas partículas se acumulan en el campo parásito. Debido al contraste de color entre el agente de ensayo de partículas magnéticas y la superficie del componente, los defectos superficiales se hacen visibles y pueden documentarse. Si las partículas están recubiertas, por ejemplo, con colorantes fluorescentes, el componente puede verse ahora bajo radiación ultravioleta. De este modo, las partículas fluorescentes hacen visibles los campos parásitos y, por tanto, los defectos.
Además del ensayo de partículas magnéticas fluorescentes con ayuda de lámparas UV, el ensayo de partículas magnéticas también puede realizarse a la luz del día. Para ello se utilizan agentes de ensayo de partículas magnéticas coloreados, normalmente negros. El contraste suficiente se consigue aplicando primero un fondo de color blanco.
Por este motivo, la prueba de partículas magnéticas con luz diurna también se conoce coloquialmente como "prueba en blanco y negro".
Ventajas de los ensayos con partículas magnéticas
- Resultados inmediatos: Los defectos son inmediatamente visibles
- Reconocimiento directo de la localización del fallo
- Uso flexible: Prácticamente independiente de la forma, el tamaño, la rugosidad de la superficie y el estado de la pieza a inspeccionar
- Uso estacionario y móvil
Método de ensayo con partículas magnéticas
El procedimiento aquí descrito para llevar a cabo el ensayo de partículas magnéticas cumple las especificaciones de la norma DIN EN ISO 9934-1. Para que el proceso de ensayo sea fiable y los resultados correctos, se requiere lo siguiente
- Cumplimiento preciso de los pasos del proceso
- Utilización de métodos de magnetización adecuados
- Utilización de accesorios adecuados
- Utilización de agentes de ensayo de partículas magnéticas homologados
Además, el ensayo debe ser realizado por personal de ensayo cualificado, por ejemplo, formado conforme a la norma DIN EN ISO 9712. Sólo así se garantiza el cumplimiento de los requisitos anteriores y la correcta interpretación de los resultados.
Fases del proceso de ensayo con partículas magnéticas
1. Limpieza previa
Contaminantes tales como escamas, óxido, aceite, grasa, pintura o agua deben ser eliminados de ser necesario utilizando métodos mecánicos o químicos (por ejemplo, con PFINDER 890), o una combinación de estos. Es muy importante asegurarse de que la superficie de prueba quede seca después de la limpieza.
2. Aplicación de la pintura blanca de contraste
(solo para partículas visibles con luz diurna o luz blanca)
El color de la pintura blanca incrementa el contraste(por ejemplo, PFINDER 280). Se aplica uniformemente en la superficie de prueba. la capa de pintura debe ser lo más fina posible (máx. 50 μm/seca). Si la capa de recubrimiento es demasiado gruesa, el resultado de la prueba puede verse afectado negativamente. Permita que la pintura blanca de contraste se seque (solo para partículas visibles con luz diurna o luz blanca).
3. Magnetización y aplicación de la suspensión de partículas magnéticas
La magnetización se puede realizar con imanes manuales (yugo) (por ejemplo, PFINDER 15-0). Por lo general, se requiere una intensidad de campo tangencial de aproximadamente 2 kA/m². La suspensión de partículas magnéticas debe aplicarse poco antes y durante la magnetización. El rociado / enjuague debe completarse antes de que se apague la magnetización. La superficie de prueba debe rociarse/enjuagarse con tan poca presión que la indicación se forme sin perturbaciones. Después de la aplicación, la suspensión de partículas magnéticas debe escurrirse de manera que se mejore la visibilidad de las indicaciones, por ejemplo, inclinando la superficie de prueba.
4. Inspección
Después de la formación de las indicaciones, se pueden evaluar a la luz del día/luz blanca (≥ 500 lx) cuando se utilizan partículas magnéticas visibles y bajo luz UV (≥ 1000 μW/cm² y < 20 lx) cuando se utilizan partículas magnéticas fluorescentes. La evaluación y la documentación pueden hacerse por cualquier método adecuado.
5. Post limpieza y tratamiento posterior
Para poder utilizar la muestra para el fin previsto, puede ser necesario retirar la suspensión y la pintura blanca de contraste de la superficie de ensayo. (por ejemplo, con PFINDER 890). Puede ser necesario desmagnetizar la muestra y/o aplicar una protección adecuada contra la corrosión.
Normas y especificaciones
El procedimiento y la aplicación práctica de los ensayos con partículas magnéticas se describen y definen en diversas normas y especificaciones. De este modo se garantiza la obtención de resultados fiables y coherentes con los ensayos. La normalización también garantiza que los ensayos produzcan resultados comparables en todo el mundo.
Las siguientes normas describen el procedimiento, la aplicación práctica, los requisitos para el equipo de ensayo, las condiciones de observación o la cualificación del personal para el ensayo con partículas magnéticas.
- DIN EN ISO 9934-1, 9934-2, 9934-3
- ASTM E709, E1444,
- AMS 2641, 3041, 3042, 3043, 3044, 3045, 3046
- ASME V Art. 7
- AS 4792
- EN 3059
- DIN EN ISO 9712
En Alemania, la Sociedad Alemana de Ensayos No Destructivos (DGZfP) también desempeña un papel central en la difusión y formación de estos y otros métodos de ensayo. Además, existen numerosas otras especificaciones y normativas, a menudo nacionales o incluso internas de las empresas, por ejemplo, para las clases de calidad de las piezas de trabajo.
PFINDER es miembro de los siguientes comités de normalización y también participa en diversos comités técnicos relacionados con los procesos:
Nacional
NA 062-08-24 AA (Métodos de ensayo eléctricos y magnéticos)
NA 062-08-25 AA (Métodos de superficie)
Internacional
CEN/TC 138/WG 04 (Ensayos por líquidos penetrantes)
ISO/TC 135/SC 2 (Métodos de superficie)
Límites del procedimiento
Sólo los materiales ferromagnéticos pueden someterse al ensayo de partículas magnéticas. El ensayo de partículas magnéticas no funciona con materiales como los aceros de alta aleación (austeníticos), las aleaciones de metales ligeros, el cobre, los plásticos y los materiales compuestos, ya que éstos no pueden magnetizarse.
En los ensayos con partículas magnéticas, se presta especial atención a la alineación de las líneas de campo, con respecto a los defectos esperados. Dado que las líneas de campo discurren paralelas a la superficie, los defectos que se encuentran transversalmente a estas líneas de campo son especialmente fáciles de detectar, ya que son los que más perturban el campo magnético y, por tanto, generan un campo parásito significativo. En cambio, las grietas longitudinales generan campos de dispersión menos pronunciados y, por tanto, son más difíciles de detectar. Esto requiere una alineación precisa de la magnetización para garantizar la detección fiable de todos los posibles defectos.
Las piezas especialmente grandes o geométricamente muy complejas requieren una manipulación especial y una planificación cuidadosa, ya que el campo magnético debe mantenerse de forma uniforme en toda la longitud de la pieza. Esto puede dificultar la magnetización o imposibilitar un procedimiento de ensayo eficaz. En este caso, el ensayo por líquidos penetrantes puede ser un método más adecuado.
En el caso de superficies muy rugosas o piezas de ensayo muy contaminadas por procesos anteriores, la sensibilidad del ensayo puede verse afectada. Por ello, es importante que el ensayo con partículas magnéticas sea planificado y realizado por personal de ensayo cualificado. Deben seleccionarse los métodos de ensayo, accesorios y equipos de ensayo adecuados e interpretarse correctamente los resultados.
