Introducción
Las PM (Partículas Magnéticas) son un método que se usan como prueba no destructiva para detectar imperfecciones superficiales, o sub-superficiales. Cuando se menciona sub-superficiales en las PM significa que solo se puede detectar una imperfección si está cerca de la superficie de la pieza (No para detectar porosidades muy dentro de la pieza). Las indicaciones de imperfecciones son meramente visuales en la superficie y se requiere de un técnico capacitado para interpretar la indicación. Para poder inspeccionar y evaluar, un técnico debe saber el concepto teórico, tener experiencia y saber todas las limitantes que giran alrededor de este método de inspección. Es importante saber que los materiales que se pueden inspeccionar por este método son los materiales ferromagnéticos como el hierro, cobalto, níquel, y algunas de sus aleaciones ya que estos materiales son los que pueden ser magnetizados. A continuación, se explica un resumen de como funcionan las PM en estos materiales.
Ciencia
El campo magnético es el principal participante de esta tecnología. El campo magnético es una de las 4 fuerzas naturales de la naturaleza y se forma al tener movimiento de cargas eléctricas. Se puede encontrar en los imanes que crean un polo sur y uno norte. Similar a la tierra, que en realidad es un imán gigante. También se forma un campo magnético cuando hay corrientes eléctricas. Este campo magnético sigue la regla de la mano derecha como se indica en la siguiente figura. El pulgar derecho indica la dirección de la corriente, y el resto de la mano gira entorno a lo que es el campo magnético.
Fig 1. Campo magnético alrededor de un imán (izquierda), campo magnético generado por una corriente(derecha).
Estos campos magnéticos que se forman nos ayudan a inducirle un campo a nuestros materiales de prueba. Una vez que el material de prueba esté magnetizado, las partículas magnéticas se le aplicarán para verificar si no hay fugas en el campo magnético en la superficie del material. Si hay una fuga, las partículas serán atraídas, se conglomerarán y nos indicarán una imperfección.
Fig 2. Fuga de campo magnético provocado por una grieta.
La figura anterior muestra una grieta que causa una separación en el material por lo que forma un polo sur y polo norte en las extremidades de la grieta. Estos se forma si el campo magnético es perpendicular a la grieta. Si el campo magnético es paralelo a la grieta, las partículas magnéticas no serían atraídas y no formarían una indicación de imperfección. Es por esto que en muchos casos, más de dos pruebas al mismo objeto se tienen que hacer (con campos magnéticos en varias direcciones) para identificar imperfectos en diferentes orientaciones y poder encontrar todas las impeefecciones.
El efecto del campo magnético depende de las propiedades del material que se definen en la grafica de histéresis que definen las propiedades magnéticas. Las propiedades más importantes en nuestra aplicación es la permeabilidad y la retentividad. La permeabilidad define que tan fácil un material puede ser magnetizado y la retentividad es la habilidad de un material ferromagnético de retener el magnetismo.
Como se dijo anteriormente, el campo magnético se puede formar ya sea por imanes o por corrientes eléctricas. Los imanes solo son capaces de crear un campo magnético cuando se separan los polos norte y sur. Para poder realizar el ensayo de partículas magnéticas, se debe de crear un campo magnético en una dirección especifica. Las corrientes eléctricas, además de que se tiene flexibilidad con la intensidad de la corriente, se pueden usar de diferentes formas para lograr la dirección requerida. Es por eso que las corrientes eléctricas son más populares en la industria.
Es importante entender que la intensidad del campo magnético disminuye con la distancia. Si hay una corriente eléctrica, el campo magnético será más intenso en la superficie del cable. Mientras más se aleje del cable con la corriente, menor será el campo magnético.
Técnicas
Siguiendo la regla de la mano derecha, vamos a verificar diferentes técnicas para saber como aplicar las partículas en algún producto. Se puede inspeccionar mientras se aplica corriente, o magnetizar el material y después inspeccionar. Esto lo decide el técnico nivel 3.
Magnetización Directa-
Magnetización Circular- Directa
La corriente se le aplica a la parte en sí para que en la superficie se obtenga una dirección circular. Se pueden verificar imperfecciones que van en dirección paralela a la longitud del producto. Se debe de tener cuidado de la energía usada con este método para no sobrecalentar el material.
Magnetización Circular
Con estas puntas se puede hacer una junta de los dos campos magnéticos y se pueden checar soldaduras.
Magnetización por Yugo. Líneas Longitudinales-
Con estos yugos, se forman líneas longitudinales (del campo magnético) en el espécimen. Se pueden usar yugos eléctricos o yugos de imanes permanentes. Hay mucha flexibilidad en la orientación y aplicación de esta técnica.
Magnetización Indirecta. Magnetización Circular-
Al usar un alambre o cable alrededor de la parte, se crea un campo magnético que va en dirección a la longitud de la parte. Esto induce un campo magnético en el espécimen. Este tipo de campo se usa para verificar imperfecciones que estén perpendiculares a la dirección del objeto. Se debe tener cuidado con esta técnica ya que crea un polo norte y sur en la parte.
