Control de calidad y pruebas no destructivas

Realizar un Ensayo No Destructivo es una tarea complicada, ya que se lleva a cabo zonas de difícil acceso como tanques, tuberías o torres, es por eso que se necesita gente especializada; sin embargo, en México no contamos con un sistema de certificación por lo que nos regimos por las normas americanas.

Las pruebas no destructivas podemos entenderlas como ensayos practicados a diversos materiales para conocer su calidad, pero sin alterar de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales.

Los Ensayos más utilizados son: inspección visual, líquidos penetrantes, partículas magnéticas, radiografía y ultrasonido industrial.

Radiografiado

Antes de la Segunda Guerra Mundial, los END fueron promovidos por el Ministerio de Defensa de los EE. UU. En particular, la Armada de los EE. UU, quería garantizar la integridad de los materiales fundidos que se utilizaban en sus barcos. Después de la guerra, y ya en la década del 50, los END se extendieron al control de la calidad, usándoselos para inspeccionar materias primas con el fin de detectar defectos antes de introducirlas a la producción. Otras cuestiones posteriores referidas a la seguridad pública llevaron a inspecciones en servicio con END abarcando desde aviones hasta partes de automóviles, puentes, plantas de energía nuclear, y los equipos utilizados para construirlas.

El Comité E07 de ASTM fue creado en 1938 como resultado de la necesidad del Ministerio de Defensa de contar con normas que regularan el radiografiado, método de END que utiliza fotones producidos por rayos X o rayos gamma para inspeccionar materiales (principalmente metales) para detectar fallas ocultas. 

Originalmente, el material de prueba se colocaba en una máquina de rayos X o entre una fuente radioactiva y una película fotográfica. Sin embargo, desde 2005, el Subcomité E07.01 sobre Método radiológico (rayos X y gamma) ha estado desarrollando normas para la tecnología digital que están reemplazando rápidamente la película. El subcomité fue el primero en crear normas para los sistemas de conjuntos de detectores digitales. El conjunto de detectores digitales tiene el tamaño de una caja de pizza y opera de manera similar a una cámara digital, capturando una imagen de rayos X y enviándola a la computadora para su visualización y almacenamiento. En la actualidad se están desarrollando normas para radiografía computada, que utiliza algo similar a una lámina de plástico blanco que puede doblarse y volver a utilizarse y tiene el tamaño de una película radiográfica estándar. Una vez expuesta esta lámina a la radiación apuntada al objeto de prueba, se la coloca en un lector, que transmite la imagen digital a una computadora para visualizarla y almacenarla.  

Estos dos sistemas digitales, al permitir almacenar las imágenes de END como archivos de computadora, permiten eliminar el problema del deterioro con el tiempo de las películas de rayos X.   

Las radiografías neutrónicas, una variante muy posterior de las pruebas radiográficas, surgieron en su propio subcomité a medida que evolucionaba la tecnología. Utilizan neutrones para penetrar los materiales que los fotones no pueden penetrar, como el plomo y el acero.

Ensayos con líquidos penetrantes y partículas magnéticas

Después del radiografiado, los ensayos con líquidos penetrantes y partículas magnéticas fueron las  metodologías subsecuentes en el arsenal de END que requirieron normalización. 

Los ensayos con líquidos penetrantes son el método de END de mayor aplicación y menor costo. Se utilizan sobre metales, vidrio, cerámica, cauchos y compuestos lisos y no porosos para hallar defectos de rotura de la superficie que ocurren durante la soldadura, forjado o fundición. Los defectos detectados incluyen fisuras finas, porosidad, pérdidas en productos nuevos y fisuras por fatiga en componentes en servicio.  

Durante el ensayo, se limpia el objeto y se le aplica un líquido penetrante con una tinta. Después de un tiempo suficiente de penetración y de retirar el líquido penetrante de la superficie, se utiliza un revelador para mostrar las fallas con luz ultravioleta o blanca. 

El ensayo con partículas magnéticas detecta las fallas en la superficie y cerca de ella, pero solo en materiales con fuertes propiedades magnéticas, tal como el hierro, el níquel, el cobalto y algunas de sus aleaciones. Una vez magnetizado el elemento a probar, se aplican pequeñas partículas fluorescentes magnetizadas a la superficie. Las partículas se acumulan en donde el material está roto, creando una indicación visible de un defecto potencial que pudiera comprometer el desempeño o la seguridad.

El ensayo con partículas magnéticas fue ampliamente publicitado en 1936 por la empresa Magnaflux Corp., con sede en Chicago, Illinois,cuando inspeccionaba brazos de dirección en automóviles en el Indianapolis Motor Speedway y descubrió que más de la mitad de las partes tenían fisuras. En la actualidad, el método de las partículas magnéticas es utilizado en todo el mundo por las industrias de fabricación aeroespacial, nuclear, ferroviaria, automotriz, manufacturera y siderúrgica. 

Ensayo ultrasónico

El ensayo ultrasónico (UT por sus siglas en inglés) utiliza ondas de sonido a altas frecuencias para detectar fallas, medir su tamaño e identificar su ubicación. Al igual que la radiografía, el ultrasonido se considera un método de END volumétrico ya que puede ver más allá de la superficie del material, y brindar una vista en corte de metales, plásticos, compuestos aeroespaciales e incluso materiales densos como la madera, el concreto y el cemento, lo que lo transforma en un método de prueba para una amplia variedad de industrias.

Si bien la física detrás de la metodología de los END no ha cambiado realmente, la interfaz con las computadoras ha producido resultados muy mejorados. Esto es particularmente cierto con respecto al ultrasonido, en el cual los ensayos solían basarse en gran medida en la habilidad y criterio de los inspectores. Ahora, con la interfaz de computación, se provee mucha más información, de modo que el inspector puede hacer un mejor trabajo al analizar la naturaleza de la falla y su gravedad potencial.

Una vez que conocemos qué es un Ensayo No Destructivo, podemos comenzar a hablar de la situación actual en la que se encuentran los técnicos aplicadores de dichas pruebas. En primera instancia es importante mencionar y recalcar que México no cuenta con un esquema nacional de certificación en esta área, por lo que se basa en las normas establecidas por la Sociedad Americana de Ensayos No Destructivos (ASNT por sus siglas en inglés) para realizar las pruebas.

Algunas normas de Referencia son las siguientes:

NMX-B-001-CANACERO-2009 Método de análisis químico para determinar la composición de aceros y hierros-Métodos de prueba.
NMX-B-116-1996-SCFI Métodos de obtención de dureza brinell en materiales metálicos.
NMX-B-124-CANACERO-2011 Guía para la inspección con partículas magnéticas- especificaciones.
NMX-B-133-CANACERO-2009 Industria siderúrgica-inspección con líquidos penetrantes-especificaciones.
NMX-B-331-CANACERO-2016 Método de prueba de macroataque para productos de acero.
NMX-B-465-1988 Inspección ultrasónica por el método de contacto pulso-eco-haz recto.

Autor: Ing. Yair Zarate (Experto Tecnico)

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