Design of NDT test bench for magnetic fluorescent particle (MFP) inspection.
Authors: Paredes Salinas Juan , Fuentes Córdova José , Nuñez Maliza Jesús , López Velástegui Jorge 
Published: October 2023

Introducción

La necesidad de la industria metalmecánica, así como el fortalecimiento del sistema de enseñanza – aprendizaje en la aplicación de métodos de ensayos no destructivos en la detección de discontinuidades en materiales ferrosos y juntas soldadas a nivel de laboratorio, llevo a realizar la investigación exploratoria en el diseño de un sistema que provoque un campo magnético capaz de optimizar el tiempo en la identificación de discontinuidades superficiales y subsuperficiales. El equipo de inspección MT por fluorescencia que es más efectiva que otros END está basado en el desarrollo de ingeniería inversa, respetando normas, así como con cálculos y modelamiento mediante elementos finitos (MEF) que garantice su comportamiento.

Objetivos

• Realizar el diseño del sistema de magnetización del banco de pruebas para inspección MT fluorescente bajo Normas ASTM E1444/E1444M – ASTM E709. • Diseñar y construir la bancada y el sistema de magnetización del banco de pruebas bajo parámetros y especificaciones determinadas en el diseño. • Realizar pruebas de funcionamiento del banco de pruebas para partículas magnéticas fluorescentes (MT), mediante inspección fundamentada en la Norma AWS D1.1.

Método

La metodología de Ingeniería Inversa permitió obtener un prediseño partiendo de dos modelos, que proporcionaron información respecto a la disposición, dimensiones, piezas, capacidad y características técnicas de funcionamiento. La norma ASTM E709-21 permitió establecer la capacidad máxima del equipo (1200 A a 8V), diámetro exterior de sección transversal de la pieza a inspeccionar (1 1/2”) correspondiente a los requerimientos de las técnicas de magnetización circular y longitudinal. Una vez establecidos los parámetros se realizó el cálculo del sistema de magnetización (transformador monofásico, dimensionamiento del conductor para la bobina y del espesor de las placas de contacto de cabezales), además, se realizó el diseño correspondiente a los elementos de la bancada, como cabezal fijo y móvil, así como, la estructura con su análisis estático en software. Se construyó y verifico el funcionamiento del equipo realizando ensayos bajo AWS D1.1:2020.

Principales resultados

Luego de la aplicación MTF en probetas establecidas y contrastando con procedimientos de ensayo visual VT y MT secas respecto a MTF, se establece que el método MTF producto mejor alcance de detección en un 13 al 26% respecto a VT e igual a MT secas. Además que el sistema de magnetización circular y longitudinal requiere una fuente de poder de 1200 A, 220 V en la entrada y 8 V en la salida, 60 Hz y potencia de 10 KVA.

Conclusiones

• Se estableció los parámetros específicos para el banco de pruebas, como la disposición, dimensiones, parámetros de funcionamiento y demás propiedades en base a ASTM E-709, corroborando en modelos Minimag y Mag Kit de los fabricantes ATG y MAGNAFLUX. • Se diseñó y modeló en software el equipo de banco de pruebas, obteniendo resultados que aprobaron el diseño a manera factible para su construcción. • Los materiales de la bancada y sus componentes se construyeron en acero A 500 Gr D y acero ASTM A 36 respectivamente, bajo procesos de construcción como doblado, torneado, fresado, taladrado y soldadura SMAW. • Se construyó el sistema de magnetización y el sistema de control, bajo criterios y estándares de la Guía Estándar para Examen con Partículas Magnéticas ASTM E 709-21, obteniendo un equipo completamente funcional. • Con AWS D1.1:2020, se construyó probetas con diferente diámetro/sección transversal y longitud en juntas a tope y filete, donde se realizó la inspección usando el equipo bajo la aplicación del método seco y húmedo fluorescente.