Métodos convencionales de ensayos no destructivos
Los Ensayos No Destructivos
(END) son herramientas fundamentales en el Control de Calidad o Garantía de
Calidad de materiales, soldaduras, equipos, piezas o partes, verificación de
montajes, desarrollo de procesos y para la investigación. La mayor parte de los
END se diseñan para descubrir discontinuidades, tras lo cual hay que decidir si
éstos son significativos o no de acuerdo con estándares de aceptación
(códigos).
Los Ensayos No Destructivos son aplicables en conjunto para detectar todos los
tipos de discontinuidades, eso quiere decir que el uso
de un ensayo no excluye el uso de otros.
La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se
encuentran resumidas en los tres grupos siguientes
• Defectología.:
Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y
deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de
fugas.
• Caracterización:
Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y
tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y
electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.
• Metrología
Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de
espesores de recubrimiento; niveles de llenado.
Pruebas de fuga
Las pruebas de detección de fugas son un tipo de
prueba no destructiva que se utiliza en sistemas o componentes presurizados o
que trabajan en vacío, para la detección, localización de fugas y la medición del fluido que escapa
por éstas. Las fugas son orificios que puedenpresentarse en
forma de grietas, fisuras, hendiduras, etc., donde puede recluirse o escaparse
algún fluido.
La detección de fugas es de gran importancia, ya que una fuga puede afectar la
seguridad o desempeño de distintos componentes y reducen enormemente su
confiabilidad. Generalmente, las pruebas de detección de fugas se realizan:
Para prevenir fugas de materiales que puedan
interferir con la operación de algún sistema.
Para prevenir fuego, explosiones y contaminación ambiental, o daño al ser
humano.
Para detectar componentes no confiables o aquellos en donde el volumen
de fuga exceda los estándares de aceptación.
El propósito de estas pruebas es asegurar la confiabilidad y
servicio de componentes y prevenir fallas prematuras en sistemas que contienen
fluidos trabajando a presión o en vació. Los componentes o sistemas a
los cuales generalmente se les realiza pruebas de detección fugas son:
Para prevenir fugas de materiales que puedan
interferir con la operación de algún sistema.
Para prevenir fuego, explosiones y contaminación ambiental, o daño al
ser humano.
Para detectar componentes no confiables o aquellos en donde el volumen
de fuga exceda los
Estándares de aceptación.
Sistemas herméticos
Para prevenir la pérdida de los fluidos
contenidos. Por ejemplo: sistemas hidráulicos y de refrigeración; en la
industria petroquímica: válvulas, tuberías y recipientes.
Recipientes y componentes al vacío Para asegurar si existe un
deterioro rápido del
sistema de vacío con el tiempo. Por ejemplo: tubos de rayos catódicos,
artículos empacados en vacío y juntas de expansión.
Sistemasgeneradores de vacío Para asegurar que
las fugas se han minimizado y mejorar su desempeño.
Las pruebas de fuga comúnmente utilizadas se basan en uno o más de los siguientes
principios:
TIPOS DE PRUEBAS DE FUGAS
Ultrasonido
Este ensayo comúnmente se aplica en la detección de fugas de gas en líneas de alta presión. Dependiendo de la naturaleza de la fuga, el
gas al escapar, produce una señal ultrasónica que puede detectarse con una
sensibilidad aproximada de 10-3 cm3/s.
Por Burbujeo Este ensayo se basa en el principio de generación o liberación de
aire o gas de un contenedor, cuando este se encuentra sumergido en un líquido. Se emplean frecuentemente en instrumentos presurizados, tuberías de
proceso y recipientes. Es una prueba más bien
cualitativo que cuantitativo, ya que es difícil determinar el volumen de la
fuga.
Por Tintas Penetrantes Consiste en rociar tintas penetrantes en las zonas de alta presión donde se desea detectar fugas. Si existe alguna
fuga, la presión diferencial del
sistema hará filtrar la tinta hacia el lado de baja presión del espécimen ensayado.
Termoagrafia industrial
Esta técnica se basa en la detección de áreas calientes o frías mediante el
análisis de la parte infrarroja del espectro electromagnético. La
radiación infrarroja se transmite en forma de calor mediante ondas
electromagnéticas a través del espacio. De esta forma,
mediante el uso de instrumentos capaces de detectar la
radiación infrarroja, es posible detectar discontinuidades superficiales y
sub-superficiales en los materiales.
Generalmente, en la técnica de TI se emplea una o más cámaras
que proporcionan unaimagen infrarroja (termograma), en cual las áreas calientes
se diferencian de las áreas frías por diferencias en tonalidades. Como ejemplo, podemos observar la termografía de abajo, en la cual los
tonos amarillos y rojizos representan las áreas calientes y los tonos azules y
violetas representan las áreas frías.
La técnica de TI ofrece grandes ventajas: no se requiere contacto físico, la
prueba se efectúa con rapidez incluso en grandes áreas, los resultados de la
prueba se obtienen en forma de una imagen o fotografía, lo cual agiliza la
evaluación de los mismos.
En general, existen dos principales técnicas : La
termografía pasiva y la termografía activa.
Termografía Pasiva
Consiste en simplemente obtener un termograma del componente en
cuestión, sin la aplicación de energía. El componente por si
mismo proporciona la energía para generar la imagen infrarroja. Ejemplos
de la aplicación de ésta técnica los encontramos por ejemplo en la evaluación
de un motor funcionando, maquinaria industrial, conductores eléctricos, etc.
Termografía Activa
En esta técnica, para obtener un termograma, es necesario inducir cierta
energía al material o componente en cuestión. Muchos componentes, dadas sus
condiciones de operación y servicio, son evaluados en forma estática o a
temperatura ambiente, lo cual da lugar a que el termograma que se obtenga,
presente un patrón o gradiente térmico uniforme, es en
este tipo de situaciones en que la termografía activa tiene uso. Así, esta técnica puede ser empleada en la detección de
laminaciones o inclusiones, las cuales representan variaciones en conducción de
calor y por lo tanto sonevidentes en el termograma.
Hoy en día la termografía infrarroja se utiliza exitosamente en numerosas
aplicaciones, entre las cuales podemos nombrar: discontinuidades
sub-superficiales y superficiales como la corrosión, resistencia eléctrica,
inclusiones, pérdida de material, grietas, esfuerzos residuales, deficiencias
ESPECTROSCOPÍA acústica
Es bien conocido que el sonido se propaga más deprisa en materiales duros que
en materiales blandos. Por lo tanto conocer la velocidad de
propagación de las ondas de sonido nos proporciona información acerca de la
dureza de los materiales, una propiedad física importante en la Ciencia de
Materiales. La propagación del
sonido en un medio es el resultado de vibraciones colectivas, de muy baja
energía, de los componentes del material que
provocan variaciones en la presión en el medio; en el caso del
aire, estas variaciones de presión se nos representan como sonidos audibles. Una forma muy elegante
de obtener esta información es a través de la interacción entre luz y materia que se conoce como ESPECTROSCOPÍA. Al atravesar la luz un material, parte de ésta cambia ligeramente de energía
(color). Este cambio está relacionado con las vibraciones moleculares
(individuales y colectivas) en el material. Las vibraciones moleculares
colectivas de muy baja energía son las que provocan variaciones en la presión
en el material; en el caso del
aire, estas variaciones de presión se nos representan como sonidos audibles. Este modo de obtener
la velocidad de propagación de las ondas acústicas se conoce como
Que se obtiene?
Cambios estructurales inducidos por la temperatura o la presión ocampos
externosTransiciones de fase y vítreasDeterminación de la texturaciónInfluencia
de la simetría del substrato en las propiedades elásticasInfluencia de las
condiciones de fabricación en propiedades mecánicasTensiones
residualesPropiedades elásticas de estructuras micro y nanometricas
Tensiones residuales
Medición tensiones residuales
Todas las fuerzas que actúan sobre los materiales (incluso en ausencia de
cargas externas) se llaman tensiones residuales. De esta
forma, las tensiones residuales pueden estar presentes en el componente o
material sin que nosotros seamos conscientes de ello. Por este motivo, las tensiones residuales influencian el
comportamiento de los componentes mecánicos y pueden comprometer su estabilidad
estructural, dimensional y su capacidad e resistencia
a la fractura o el 'cansancio': de hecho un estado de tensión
residual de tracción facilita la propagación de una eventual falla y, por
tanto, reduce la vida de un componente mecánico. Las tensiones residuales
limitan, en consecuencia, la capacidad de carga y la seguridad de los
componentes mecánicos y pueden ser contrarrestadas solo si existe un control que nos permite la medición tensiones residuales
de forma cuantitativa y cualitativa.
ORIGEN DE LAS TENSIONES RESIDUALES EN LA SOLDADURA Y SUS CONSECUENCIAS
Las tensiones residuales habitualmente son identificadas como uno de los
factores que influyen en el deterioro de las construcciones soldadas. Desde
hace algún tiempo, los ingenieros e investigadores se han
dado a la tarea de estudiarlas para determinar sus características, así como las formas de
atenuarlas o eliminarlas. Una delos principales
problemas a los que se enfrenta el mundo del
metal es a la acumulación de esfuerzos o tensiones que provocan la deformación
y la pérdida de estabilidad dimensional. Podemos definir las tensiones
residuales como
cualquier esfuerzo en un cuerpo elástico que se encuentre libre de fuerzas o
restricciones externas y de cambios o gradientes de temperatura. Los esfuerzos,
cuando no son iguales, pueden ocasionar deformaciones del material.
Grandes esfuerzos en un lado de la pieza provocan
movimiento o deformación.
Si los esfuerzos son iguales a lo largo de toda la
pieza, se compensan y no hay deformación. Si el desequilibrio
es demasiado grande, la pieza jamás volverá a su condición anterior. En
los esfuerzos residuales hay dos componentes a tomar en cuenta: tensión y compresión.
Las leyes de la Física y las Matemáticas exigen un
equilibrio entre la magnitud de compresión y la de tensión. Desafortunadamente,
en el trabajo con el metal, no hay un equilibrio
uniforma. La meta es producir un buen componente
metálico o una estructura con bajos esfuerzos residuales. Esto requiere un programa para el alivio o la reducción de estas tensiones
con el fin de evitar futuros daños en el material. Un ejemplo:
En el mundo del deporte encontramos un ejemplo muy clarificador: si un deportista
sufre un calambre o una distensión muscular, el primer tratamiento recomendado
es un masaje; si no se lleva a cabo, ese tirón muscular puede convertirse en
una fisura o ruptura de fibras en un plazo más o menos corto. Con el metal
sucede lo mismo: las deformaciones internas del material pueden transformarse en
microfisuras que con elpaso del
tiempo se traducirán en grietas en el exterior de la pieza. Para tratar de
devolver a la estructura metálica interna su forma ideal, hay que introducir
energía dentro del
metal.
Al igual que en la práctica es imposible conseguir una estructura sin
desviaciones respecto a su forma geométrica idealizada, lo que significa que
las estructuras reales son imperfectas, es sumamente difícil construir
estructuras que, en ausencia de toda carga exterior, se hallen libres de
tensiones. El origen de estas tensiones reside en el proceso de fabricación;
por ejemplo, cuando las placas o las partes de una placa se sueldan, el metal
próximo a la zona de soldadura se calienta extraordinariamente, mientras que el
más separado de ésta se encuentra a temperatura ambiente. Cuando
termina el proceso de soldadura, la estructura completa alcanza finalmente la
temperatura ambiente, de forma que la contracción asociada al enfriamiento de
las zonas calientes origina el nacimiento de tensiones. En conjunto, estas tensiones pueden revestir cierta importancia y
los valores locales que alcanzan en la zona de la soldadura tienden a ser muy
elevados. Otra fuente de tensiones residuales puede ser el hecho de que durante el período que dura la construcción de una gran
estructura, un puente por ejemplo, haya habido cambios marcados de temperatura.
Estas tensiones suelen ser de valor inferior a las producidas por las
soldaduras, pero dado que pueden estar más repartidas, sus efectos pueden
compararse en importancia. Para eliminar estas tensiones residuales suele seguirse el
procedimiento de calentar toda la estructura por encima de una
ciertatemperatura, cuyo valor depende en particular de cada material, y a continuación
dejarla enfriar lentamente. Ahora bien, es evidente que este procedimiento, llamado alivio de tensiones, no es
practicable en barcos, puentes u otras estructuras de gran tamaño.
Las distribuciones de tensiones en éstos y otros procesos de
fabricación se autoequilibran de forma que no es posible apreciar reacción
alguna. En otras palabras, si nos mostraran una estructura acabada, sin
conocer su proceso de fabricación ni si han sido
aliviadas las tensiones, no podríamos deducir de una inspección superficial si
hay o no tensiones residuales presentes en el material. Sin embargo, la
presencia de tensiones residuales puede influir sobre la respuesta de la
estructura al sistema exterior de cargas para el que ha sido proyectada; por
tanto, debemos situarnos en posición de contestar a la pregunta siguiente:
sAfectan las tensiones residuales a la estabilidad de la estructura?
La variación de las tensiones residuales del espesor de piezas normales es
insignificante en placas con espesores menores de 25 mm, pero pueden ser
considerables en placas gruesas, si la pieza es de gran tamaño, la soldadura
tiene un efecto primario de tensiones en una relativa pequeña región alrededor
del cordón; y no tiene cambios bruscos de tensiones en otras partes. Este efecto de la soldadura puede ser más significativo para piezas
pequeñas.
Las tensiones residuales se clasifican de acuerdo al mecanismo que producen:
 Las producidas por diferencias estructurales
 Las producidas por una desigual distribución de las tensiones no elásticas,
incluyendo las tensiones plásticasy térmicas
FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LAS TENSIONES RESIDUALES
PARAMETROS ESTRUCTURALES  GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA
 ESPESOR DE LA PLACA
 TIPO DE JUNTA
PARÁMETROS DEL MATERIAL  MATERIAL DEL METAL BASE
 MATERIAL DEL METAL DE APORTE
PARÁMETROS DE FABRICACIÓN  PROCESOS DE SOLDADURA
 PARÁMETROS DEL PROCESO
 PARAMETRÓS DE LAS PIEZAS
Lo anteriormente expuesto demuestra que cuando se utiliza el proceso de
soldadura, ya sea para construir o reparar puede traer alteraciones en los
materiales y/o estructuras y que numerosos autores coinciden con sus análisis
de la problemática por lo que hay que considerar sus consecuencias nocivas.
Las tensiones residuales afectan en forma significativa a fenómenos que suceden
a bajos niveles de tensión, tales como
1. Fractura frágil
2. Fisuración por tenso-corrosión
3. Carga crítica de piezas expuestas a colapso
elástico
4. Estabilidad dimensional después del mecanizado
Desconocer esta influencia puede traer consecuencias fatales o daños
incalculables en la utilización de un determinado mecanismo, de una pieza y en
ocasiones de plantas completas. Es de suma importancia el
conocimiento de las consecuencias nocivas de las tensiones residuales en la
soldadura, pero se necesita de métodos de detección y medición de las mismas.
DETECCIÓN DE LAS TENSIONES RESIDUALES
En general, se han propuesto y utilizado muchas
técnicas para medir tensiones residuales en los metales.
En la actualidad, estas técnicas para medir las tensiones residuales se dividen
en los siguientes grupos
1. Relajación de tensiones (stress-relaxation)
2. Difracción derayos-x
3. Utilización de propiedades sensibles a los
esfuerzos
4. Técnica de agrietamiento
Estos grupos, a su vez, tienen diferentes campos de aplicación y utilizan
diferentes elementos sensibles para la medición, como se muestra en
la Tabla 1.
En las técnicas de relajación de tensiones, los esfuerzos
residuales son determinados midiendo las deformaciones elásticas liberadas.
Esto ocurre cuando los esfuerzos residuales son liberados mediante el corte de
la muestra en pedazos o por la extracción de un pedazo
de la muestra. En la mayoría de los casos, se utilizan para
medir la deformación liberada por medio de defórmetros mecánicos o galgas
eléctricas. Existe una variedad de técnicas que dependen del
seccionamiento de las muestras para determinar los esfuerzos residuales. Algunas técnicas se aplican principalmente a cilindros, tuberías o
sólidos tridimensionales.
Las deformaciones elásticas en los metales que tienen
estructuras cristalinas, pueden ser determinadas por la medición de sus
parámetros reticulares utilizando técnicas de difracción por rayos-x.
Puesto que el parámetro reticular de un metal en
estado no tensionado es conocido o puede ser determinado de forma separada, las
deformaciones elásticas en el metal pueden ser determinadas no destructivamente
sin maquinar o barrenar. En la actualidad se tienen disponibles dos técnicas:
la de película de rayos-x y la del difractómetro por rayos-x. Con
la técnica de difracción de rayos-x, la deformación superficial puede ser
determinada en un área pequeña, a una profundidad y diámetro de 0.003 mm. Las
técnicas de difracción de rayos-x son las únicas técnicasaplicables para medir
tales esfuerzos residuales como los de cajas de bolas (rodamientos) y dientes
de engranes y esfuerzos residuales superficiales posterior al maquinado o
rectificado.
Tabla 1 – Clasificación de las técnicas para la medición de tensiones
residuales
A-1 Relajación de tensiones utilizando defórmetros mecánicos y galgas
eléctricas Aplicable principalmente a placas 1. Técnica de seccionado
utilizando resistencias eléctricas strain gauges
2. Té3cnica de Gunnert
3. Técnica de barrenado de Mathar-Soete
4. Técnica de fresado sucesivo de Stablein
Aplicable principalmente a cilindros sólidos y tubos 1. Técnica de maquinado sucesivo de Heyn-Bauer
2. Técnica de trepanación de Mesnager-Sachs
Aplicable principalmente a sólidos tridimensionales 1. Técnica de barrenado de Gunnert
2. Técnica de seccionado de Rosenthal-Norton
A-2 Relajación de tensiones utilizando aparatos diferentes a los anteriores 1.
Técnica utilizando sistema divisor de retícula
10.Técnica de barrenado con capa frágil
11.Técnica de barrenado con capa fotoelástica
B Difracción por rayos-x 12.Técnica de película de rayos-x13.Técnica de
difractómetro de rayos-x
C Utilización de propiedades sensibles a los esfuerzos Técnicas ultrasónicas
14.Técnicas de ondas ultrasónicas polarizadas15.Técnicas de atenuación
ultrasónica16.Técnicas de durezas
D Técnica de agrietamientos 17.Técnica de agrietamiento por hidrógeno
inducido18.Técnica de agrietamiento esfuerzo corrosión
Sin embargo, estas técnicas por rayos-x tienen varias desventajas. Primero, son procesos más bien lentos. En
cada punto de medición debe de realizarse ésta en dosdirecciones requiriendo
cada una de 15 a 30 minutos de tiempo de exposición para la técnica de
película. Segundo, la medición no es muy precisa.,
especialmente cuando se aplica a materiales tratados térmicamente en los cuales
la estructura se distorsiona.
Se han hecho intentos de determinar los esfuerzos
residuales en los metales mediante la medición de propiedades sensibles a los
esfuerzos. Las técnicas propuestas de medición de esfuerzos
incluyen los métodos ultrasónicos y el de dureza.
Las técnicas ultrasónicas pueden utilizar las ondas ultrasónicas polarizadas y
hacer uso del
cambio inducido por esfuerzos en el ángulo de polarización de las ondas
ultrasónicas polarizadas (de forma semejante a las técnicas fotoelásticas) o
hacer uso de los cambios inducidos por esfuerzos en la absorción de ondas
ultrasónicas, es decir, atenuación ultrasónica. Ninguna de estas técnicas ha
sido desarrollada más allá de la etapa de laboratorio y ninguna ha sido
utilizada con éxito para la medición de esfuerzos residuales en las
construcciones soldadas. Se han desarrollado técnicas
para el estudio de los esfuerzos residuales observando las grietas producidas
por estos en las muestras. Las grietas pueden ser inducidas
por el hidrógeno o por el esfuerzo de corrosión (stress-corrosion). Las técnicas por agrietamiento son útiles para el estudio de los
esfuerzos residuales en modelos de estructuras complejas los cuales tienen una
distribución complicada de esfuerzos residuales.
MÉTODOS PARA EL ALIVIO DE TENSIONES RESIDUALES EN LA SOLDADURA
Generalmente, los métodos para el alivio de tensiones residuales se pueden
clasificar en dosgrandes grupos
1. Por vía térmica
2. Por vía mecánica
1. Alivio de tensiones por vía térmica
Este tratamiento, ampliamente utilizado en la industria, consiste en calentar
los conjuntos soldados hasta una temperatura inferior a la de transformación y
mantenerlos en ella un tiempo suficientemente largo como para que se uniforme
en toda la pieza y puedan efectuarse los reacomodamientos dimensionales
necesarios para establecer el estado de equilibrio a los nuevos valores de la
tensión de fluencia correspondiente a dicha temperatura.
Las temperaturas empleadas para el tratamiento térmico de alivio de tensiones,
son normalmente de alrededor de 600 °C para los aceros estructurales comunes y
pueden llegar a 700/750 °C en aceros de alta aleación a base de molibdeno (para
recipientes a presión y calderas, los tiempos y temperaturas de sostenimiento
los encontramos en la Sección VIII División 1 del Código ASME BPV, en el
párrafo UCS-56 para aceros al carbono).
En algunos materiales no resulta aconsejable la permanencia a temperaturas del orden indicado por el riego
de afectar desfavorablemente su aptitud para hacer frente satisfactoriamente a
las necesidades del
servicio.
Tal es el caso de los aceros inoxidables, que son susceptibles a la
precipitación del cromo para formar carburos de cromo cuando son sometidos a
temperaturas dentro del rango de 400-700 °C, trayendo como consecuencia que
aparezcan zonas cuya pasividad frente a los agentes químicos agresivos se
encuentra disminuida, además de disminuir sus propiedades mecánicas.
Por lo anteriormente expuesto, se puede concluir que el alivio de tensiones por
vía térmicatiene ventajas y desventajas, porque para realizarlo hay que contar
con instalaciones complejas y costosas, además de su alto consumo de energía
eléctrica, estando limitado el tamaño de piezas voluminosas. Hay que tener en
cuenta el tipo de material para que no ocurra la fragilización del mismo o la corrosión
intercristalina y por consiguiente una disminución catastrófica de las
propiedades mecánicas del material con el
consiguiente gasto del
recurso.
1. Alivio de tensiones por vía mecánica
El estabilizado por tratamiento térmico es el método más conocido, pero no el
único. En el tratamiento por horno, las temperaturas altas
reducen las tensiones en el material. Este tipo de alivio de
esfuerzos, aunque generalmente resulte efectivo, tiene varios defectos y limitaciones.
El costo es elevado, el proceso es de larga duración y
frecuentemente da por resultado el deterioro de las propiedades de los
materiales los gastos generados en cuanto a transporte, también son
importantes. Muchas empresas de la industria metalúrgica han expresado sus deseos de disponer de instalaciones para
reducir esfuerzos residuales durante el proceso de fabricación. Esto origina gastos prohibitivos y muchas veces es logísticamente
imposible de conseguir si se utiliza el proceso de tratamiento térmico.
El método por vibración introduce energía dentro de la pieza a
estabilizar. Para la red de átomos con
tensiones, no existe diferencia entre la energía térmica y la introducida por
vibración. Esta energía vuelve a alinear la estructura interna del
material aliviando los esfuerzos y estabilizando la pieza sin sufrir
deformaciones. El tratamiento porvibración se puede usar para estabilizar
piezas que presentan tensiones debido a procesos de mecanizado, fresado,
rectificado, troquelado, escariado, estampado, perforado, cepillado, forjado y
soldado.
El alivio de tensiones por vía mecánica se está convirtiendo
en una alternativa real y efectiva al tratamiento térmico por horno. El
estabilizado por vibraciones se está utilizando en todo el mundo con resultados
plenamente satisfactorios. Aplicable a una gran variedad de materiales, no
tiene efectos negativos en las piezas a estabilizar. Las tolerancias de las piezas se mantienen.
El método se basa en la introducción de vibraciones de baja frecuencia y alta amplitud durante un breve período de tiempo basado en
la pieza a estabilizar. Se ha comprobado que las vibraciones
resonantes son el método más efectivo para reducir los esfuerzos residuales por
medio de vibraciones. El proceso mediante frecuencias resonantes produce
una redistribución de esfuerzos más pronunciada en comparación con los métodos
con frecuencias subresonantes o subamónicas. Las vibraciones
de baja frecuencia proporcionan energía de gran amplitud y son muy eficientes
en la reducción de los picos de esfuerzos residuales en las piezas metálicas y
estructuras de componentes soldados.
Para un buen estabilizado se deben de cumplir dos reglas básicas: aislar la
pieza del suelo tanto como sea posible para hacerla vibrar con libertad y
aplicar de manera firme el vibrador a la pieza mediante sargentos de apriete,
tornillos, etc.
El tratamiento por vibración no es tan efectivo en materiales laminados en
frío, extruidos, endurecidos por deformación plástica,trabajados
en frío y materiales endurecidos por solidificación de una fase. No se evitarán
o eliminarán deformaciones o combaduras debidas a los efectos del calor y no
alisará ni enderezará piezas. Una de las ventajas más destacadas del estabilizado por vibración,
es su capacidad para aliviar tensiones en cualquier momento de la etapa de
fabricación, como por ejemplo, después del desbastado, el
perforado o el rectificado. Para
construcciones soldadas, el alivio de esfuerzos se puede realizar durante la soldadura, lo que es de gran ayuda en la
prevención de la acumulación de esfuerzos que podrían provocar la quebradura o
deformación de algunas secciones. La soldadura produce grandes cambios de
temperatura en poco tiempo; si aplicamos vibración mientras soldamos o
inmediatamente después de la soldadura, atenuamos enormemente las tensiones
generadas. Si los fabricantes siguen llevando las piezas a horno porque siempre
se ha hecho así, es necesario un cambio de mentalidad.
El ahorro en gastos de transporte va a ser total y el
acabado de las piezas va a ser el mismo.
Importancia de la medición de tensiones residuales
La medición tensiones residuales es importante, en concreto, en el ámbito de la
proyectación de componentes mecánicos, dado que permite detectar datos útiles y
tomar decisiones fundamentales sobre las modalidades de elaboración de los
materiales. Este aspecto es importante especialmente durante
todas aquellas fases que pueden modificar la estructura, la forma y las
dimensiones de los componentes con la finalidad de eliminar posibles roturas del material, bloqueos
de la máquina y averías mecánicas.
