Ensayo de partículas magnéticas frente a ensayo de líquidos penetrantes: cómo elegir el método adecuado para la inspección de soldaduras de grúas.

La inspección de la superficie de soldadura es esencial para grúas puente, grúas pórtico, grúas de pluma y otras estructuras de acero. El ensayo de partículas magnéticas (MT) y el ensayo de líquidos penetrantes (PT) son dos métodos comúnmente utilizados. El MT se basa en un campo magnético, mientras que el PT se basa en la acción capilar. El MT se limita a materiales ferromagnéticos, mientras que el PT no requiere materiales magnéticos. Elegir el método incorrecto puede dejar un defecto sin detectar.

1. ¿Qué detectan las pruebas de partículas magnéticas y las pruebas de penetración?

Ambos métodos inspeccionan los defectos superficiales, pero sus rangos de detección y los requisitos de los materiales son diferentes.

En términos sencillos, la tomografía magnetotelúrica (MT) puede detectar defectos a corta distancia de la superficie, pero solo en materiales ferromagnéticos. La tomografía fototérmica (PT) detecta únicamente defectos conectados a la superficie, pero puede utilizarse en una gama más amplia de materiales.

Nota: La profundidad de detección superficial de la magnetotelúrica (MT) se suele considerar de aproximadamente 1 a 2 mm por debajo de la superficie. La profundidad real depende del método de magnetización y del tamaño del defecto, y no existe una definición nacional uniforme. El procedimiento de inspección aplicable debe ser el que prevalezca. Los defectos más profundos deben examinarse mediante ultrasonidos (UT) o radiografía (RT).

2. Principios: Fuga de flujo magnético frente a acción capilar

Prueba de partículas magnéticas: la fuga de flujo magnético atrae partículas.

Cuando un material ferromagnético se magnetiza, el flujo magnético lo atraviesa en una dirección determinada. Si existe una grieta, poro u otro defecto en la superficie o cerca de ella, el flujo se desvía y escapa del material, creando un campo de fuga. Las partículas magnéticas se acumulan en este campo de fuga y revelan la ubicación del defecto.

Si un defecto es paralelo al flujo magnético, el campo de fuga puede ser demasiado débil para producir una indicación clara. Por lo tanto, la magnetotelúrica (MT) normalmente utiliza dos direcciones de magnetización mutuamente perpendiculares. Para las soldaduras de grúas, el método de yugo se aplica comúnmente una vez a lo largo de la soldadura y otra vez a través de ella. Un yugo cruzado también puede ayudar a cubrir defectos en diferentes orientaciones.

Pruebas de penetración: El penetrador entra en el defecto y el desarrollador lo dibuja.

En el proceso de penetración de líquidos (PT), el penetrante se aplica a la superficie de la pieza y penetra en los defectos superficiales por capilaridad. A continuación, se elimina el exceso de penetrante y se aplica el revelador. El penetrante dentro del defecto asciende a la superficie, produciendo una indicación visible.

El defecto debe estar expuesto a la superficie. Si una grieta está bloqueada por óxido, escoria de soldadura, pintura u otra contaminación, el penetrante no puede entrar y la prueba de penetración podría no detectarla.

3. Selección de materiales: El primer punto de decisión

Las pruebas de partículas magnéticas se limitan a materiales ferromagnéticos.

El acero al carbono y el acero de baja aleación, como el Q235, el Q355 y el Q390, son ferromagnéticos y pueden inspeccionarse con MT. El acero inoxidable austenítico, incluidas las series 304 y 316, así como el aluminio, el cobre y el titanio, no son ferromagnéticos y no pueden inspeccionarse con MT.

El ensayo de penetración es adecuado para materiales no porosos.

La inspección por líquidos penetrantes (LTP) no requiere materiales magnéticos, pero la superficie debe ser no porosa. Se pueden inspeccionar con LTP acero inoxidable, aluminio, cobre, cerámica, plásticos, acero al carbono y acero de baja aleación. Los materiales porosos, como el hierro fundido y las piezas de metalurgia de polvos, generalmente no son adecuados, ya que el líquido penetrante puede entrar en los poros y generar falsos positivos.

Principio de selección para soldaduras estructurales

Según la cláusula 8.2.6 de la norma GB 50661-2011, para detectar imperfecciones superficiales en materiales ferromagnéticos se debe utilizar el ensayo de partículas magnéticas (EPM). Cuando no sea posible utilizar el EPM, se debe recurrir al ensayo de líquidos penetrantes. En estructuras comunes de grúas puente y grúas metalúrgicas, el EPM suele ser la primera opción para soldaduras de acero al carbono y acero de baja aleación, mientras que el EPT se utiliza para soldaduras de acero inoxidable austenítico y estructuras de aluminio.

4. Ventajas y limitaciones

5. Aspectos prácticos para la inspección de soldaduras de grúas

Pruebas de partículas magnéticas

• Utilice al menos dos direcciones de magnetización mutuamente perpendiculares para reducir el riesgo de pasar por alto grietas dependientes de la orientación.
• Elimine el aceite, el óxido y las salpicaduras de soldadura. Seleccione el método continuo o residual según el procedimiento.
• Desmagnetizar después de las pruebas, si es necesario. Utilizar luz ultravioleta para observar partículas fluorescentes y luz blanca adecuada para partículas no fluorescentes.

Ensayos de penetración

• Elimine el aceite, el óxido, los recubrimientos y la escoria de soldadura para que las aberturas defectuosas no queden obstruidas.
• Ajuste el tiempo de permanencia según las instrucciones del producto y el procedimiento escrito. Generalmente oscila entre 5 y 60 minutos, aunque se suelen utilizar entre 10 y 30 minutos para la inspección de soldaduras a temperatura ambiente, y no debe ser inferior al tiempo recomendado por el fabricante.
• La temperatura de la pieza de trabajo, de la superficie de ensayo y del ambiente, salvo durante el secado, debe estar generalmente entre 10 y 50 °C. Si las condiciones quedan fuera de este rango, aplique las disposiciones pertinentes de las normas GB/T 18851.5 y GB/T 18851.6.
• Evite limpiar en exceso o de forma insuficiente. Aplique el revelador en una capa fina y uniforme, y retire los restos de penetrante y revelador tras la inspección.

6. Malentendidos comunes

Las pruebas de partículas magnéticas y las pruebas de penetración son intercambiables.

No lo son. La MT se limita a materiales ferromagnéticos, mientras que la PT solo es sensible a defectos superficiales.

Las pruebas de penetración pueden detectar defectos cercanos a la superficie.

No es posible. Los defectos superficiales generalmente se examinan con MT, mientras que los defectos internos más profundos deben examinarse con UT o RT.

Las pruebas de partículas magnéticas siempre son más sensibles que las pruebas de penetración.

No necesariamente. La tomografía por emisión de positrones (TP) puede ser muy sensible a las grietas superficiales, mientras que la tomografía magnética (TM) también puede revelar defectos cercanos a la superficie. El resultado final depende del procedimiento, el estado de la superficie y las características del defecto.

Las pruebas de partículas magnéticas o las pruebas de penetración eliminan la necesidad de inspección interna.

No. Las técnicas MT y PT no pueden sustituir la inspección interna. La porosidad interna, las inclusiones de escoria, la falta de fusión y las fisuras internas deben examinarse mediante UT o RT.

Toda soldadura de acero inoxidable debe someterse a pruebas de penetración.

El grado importa. Los aceros inoxidables austeníticos de las series 304 y 316 generalmente no son ferromagnéticos y deben someterse a pruebas de penetración (PT). Los aceros inoxidables martensíticos de las series 410 y 420, así como los aceros inoxidables ferríticos de la serie 430, son ferromagnéticos y pueden someterse a pruebas de penetración (MT). El acero inoxidable dúplex 2205 también presenta cierta respuesta magnética, pero su sensibilidad suele ser menor que la del acero al carbono. No se debe asignar una prueba de penetración al acero inoxidable sin verificar su grado.

Conclusión

La diferencia entre MT y PT se puede resumir en tres puntos:

• Rango de detección: MT detecta defectos superficiales y cercanos a la superficie, mientras que PT detecta únicamente defectos que rompen la superficie.
• Materiales aplicables: MT se limita a materiales ferromagnéticos, mientras que PT es adecuado para materiales no porosos.
• Principio de selección: Utilice primero MT para materiales ferromagnéticos; utilice PT cuando no se pueda aplicar MT.

Para soldaduras de acero comunes en grúas aéreasPara grúas pórtico y grúas de pluma, considere primero la tomografía mecánica (TM) para acero al carbono y acero de baja aleación, y utilice la tomografía por emisión de positrones (TP) para estructuras de acero inoxidable austenítico y aluminio. Ninguno de estos métodos reemplaza la tomografía ultrasónica (TU) ni la radiografía (RT) para detectar defectos internos de soldadura.

Cindy

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