Presentación capitulo 1-4

Principios de Partículas Magnéticas.
Capítulo 1: Principios de Partículas Magnéticas.
Capítulo 2: Características de campos Magnéticos. Contenido
Capítulo 3: Efectos de discontinuidades y materiales.
Capítulo 4: Magnetización con corriente eléctrica.
Capitulo 5: Selección del método apropiado.
Capitulo 6: Materiales de Inspección.
Capitulo 7: Principios de Desmagnetización.
Capitulo 8: Equipo de Inspección.
Capitulo 9: Discontinuidades en los Materiales.
Capitulo 10: Interpretación de Indicaciones.
Capitulo 11: Documentos.

Capítulo 1: Principios de Partículas Magnéticas.

I. Principios básicos
El principio físico en el que se basa el método de inspección por partículas
magnéticas es el “Magnetismo”. El principio se basa en el comportamiento de los
imanes. Magnetismo es: “La fuerza invisible que tiene la habilidad de desarrollar
trabajo mecánico de atracción y repulsión de materiales magnetizables”.
La inspección por partículas magnéticas es un ensayo no destructivo que se emplea
para detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales, en muestras que
pueden ser magnetizadas.

Consta de tres operaciones básicas:
a) Establecer un flujo magnético adecuado,
b) Aplicación de las partículas magnéticas,
c) Interpretación y evaluación de los resultados.

II. Antecedentes históricos
En 1868 un Ingeniero Inglés publicó un reporte, en el
cual se mencionaba la localización de discontinuidades
presentes en el cañón de una pistola utilizando un
compás magnético, en el que se registro un cierto
flujo.
En el siglo XX, en 1922, el Físico Ingles William E. Hoke
observó que partículas metálicas que se encontraban
sobre piezas de acero endurecido conectadas a tierra,
sobre un mandril magnético, formaban patrones sobre
la cara de la pieza, estos frecuentemente
correspondían a sitios en donde se localizaban grietas
en la superficie. Esta observación marcó el nacimiento
de la inspección por partículas magnéticas.

III. Aplicaciones
El método de inspección por partículas magnéticas
es utilizado en diferentes ramas de la industria,
como: metalmecánica, aeronáutica, naval,
construcción, etc. Se aplica en:
● Inspección de materia prima;
● Inspección en proceso;
● Inspección de producto terminado;
● Mantenimiento de equipo y maquinaria.
Se utiliza para inspección de materiales soldados,
fundidos, forjados, rolados, etc.
Imagen 2.- Mantenimiento de equipo y maquinaria

IV. Ventajas
Las principales ventajas del método de inspección por partículas magnéticas son:
 Inspección relativamente rápida y de bajo costo,
 Equipo relativamente simple, provisto de controles utilizados para ajustar la
corriente y un amperímetro visible para verificar la fuerza de magnetización que ha
sido creada para la inspección,
 Equipo portátil y adaptable a muestras pequeñas o grandes,
 Se requiere menor limpieza que en líquidos penetrantes,

 Se pueden detectar discontinuidades subsuperficiales,
 Las indicaciones se forman directamente en la superficie de la muestra,
 No se requiere de lecturas electrónicas de calibración o mantenimiento excesivo,
 Se obtienen mejores resultados en la detección de discontinuidades llenas de
algún contaminante (como carbón, escoria, etc.) y que no pueden ser detectadas
en una inspección por líquidos penetrantes.

V. Limitaciones
Las limitaciones del método de inspección por partículas magnéticas son:
 Es aplicable solamente en materiales ferromagnéticos,
 Se requiere un suministro de corriente eléctrica,
 No se pueden detectar discontinuidades localizadas a grandes profundidades,
 La detección de una discontinuidad depende de varios factores,
 Su aplicación en el campo es de mayor costo, ya que se necesita suministro de
energía eléctrica,
 La rugosidad superficial puede distorsionar el campo,
 Se requiere de dos o más magnetizaciones,

 Generalmente, es necesario desmagnetizar
después de la inspección,
 Se pueden generar quemadas en la
superficie, al aplicar la técnica de puntas de
contacto.
 Aunque las indicaciones son fácilmente
observables, la experiencia para su
interpretación y evaluación es necesaria,
 Capas de pintura o de algún otro
recubrimiento no magnético afectan la
sensibilidad del método.

VI. Teoría de los campos magnéticos
1. Campo magnético de la Tierra
Si consideramos a la tierra como un imán gigante, ya que tiene un polo norte y un polo
sur, la aguja de una brújula normal, la cual es simplemente una manecilla de acero
magnetizada y suspendida en un eje libre para girar, es atraída por el campo magnético
de la tierra, siempre indicando la misma dirección, imagen 4.
Al estar magnetizada, la aguja de la brújula es atraída por los polos de la tierra y
siempre apuntará hacia el polo norte, independientemente del lugar en donde se
encuentre.
La aguja de la brújula es un imán pequeñito y el polo sur del imán es atraído hacia el
polo norte de la Tierra. Igual que la tierra tiene un polo norte y un polo sur, cada imán
tiene, al menos, un polo norte y un polo sur.

2. Imantación de un material ferromagnético
Los materiales ferromagnéticos están constituidos por
grupos de átomos en regiones microscópicas llamados
“Dominios magnéticos”. Estos dominios en sí son
pequeños imanes dentro de la pieza, tienen una
polaridad positiva y una negativa en sus extremos
opuestos.
Si el material no está magnetizado, tales dominios están
orientados al azar, normalmente paralelos con los ejes de
los cristales del material, y la componente magnética es
nula, como se ilustra en la imagen 5.

Cuando el material es sujeto a un campo magnético,
los dominios se orientan o alinean paralelamente
con el campo magnético externo, produciendo así
un imán. Una vez que los dominios han sido
orientados, como se muestra en la figura No. 6 el
material ferromagnético se ha convertido en un
imán, con un polo norte y un polo sur.
Con los dominios orientados, el material
ferromagnético desarrolla una fuerza total que es
igual a la suma de la fuerza de todos los dominios.
Ésta fuerza total es conocida como “Flujo
Magnético”. El flujo magnético es representado por
las “líneas de fuerza magnética”

Las líneas de fuerza magnética describen y definen la dirección de un flujo
magné- tico, además, cuentan con una cantidad de propiedades importantes:
1. Tienen una dirección definida, salen por el polo norte, entran por el polo sur y
continúan así su camino a través del imán, desde el polo sur al polo norte,
2. Son continuas y siempre forman una curva o circuito cerrado,
3. Las líneas de fuerza magnética, son individuales y jamás se cruzan ni unen entre
ellas,
4. Su densidad disminuye con el aumento de distancia desde los polos, y
5. Siguen caminos de menor resistencia magnética. El espacio dentro y alrededor de
un imán, en el cual actúan las líneas de fuerza, se conoce como “Campo Magnético”.

3. Polos magnéticos.
Un imán tiene la propiedad de atraer materiales ferromagnéticos. Esta habilidad de
atraer o repeler no es uniforme sobre toda la superficie del imán, se localiza
únicamente en las áreas conocidas como “polos”.
Consideremos la presencia de las líneas de fuerza en los imanes. El flujo magné- tico, o
las líneas de fuerza, entran o abandonan el imán por los polos magnéticos. Por lo que,
un imán podrá atraer materiales ferromagnéticos, solamente donde las líneas de
fuerza salen o entren al imán, es decir, donde se encuentren localizados los polos
magnéticos.
La imagen 7 ilustra un imán de la forma más común, el imán de herradura, y sus polos
magnéticos.

4. Ley del magnetismo.
Dos imanes que se colocan de tal manera que el
polo sur de uno se orienta hacia el polo norte del
otro, entonces son atraídos entre sí, como se
observa en la imagen ??.
Entonces, las leyes del magnetismo de atracción y
repulsión para imanes, son las siguientes:
● Polos magnéticos diferentes se atraen(N> <S /
S> <N).
● Polos magnéticos semejantes se repelen (N< >N /
S< >S).

5 Unidades de medición
El término “flujo magnético” es usado cuando se refiere a todas las líneas
de fuerza en un área dada. La unidad de flujo magnético originalmente fue
llamada “Maxwell”, siendo un Maxwell equivalente a una línea de fuerza.
De acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades, el flujo magnético
se mide usando el “Weber” (Wb), siendo un Weber igual a 108 líneas de
fuerza. El flujo magnético por unidad de área se llama “densidad de flujo”,
por lo cual se puede definir como “el número de líneas de fuerza que
pasan transversalmente a través de una unidad de área”.

La unidad de densidad de flujo era el “Gauss”, siendo un Gauss igual a un Maxwell por
centímetro cuadrado. La nueva unidad del Sistema Internacional para la densidad de flujo
es el “Tesla” (T), siendo un Tesla igual a un Weber por metro cuadrado. La densidad de
flujo es expresada matemáticamente como se indica a continuación:
B = φ / A
Donde: B = Densidad de flujo, en Wb/m2 (1 Wb/m2 = 1 Tesla)
(1 Tesla = 10,000 Gauss, ó 1 Gauss = 10-4 Tesla)
φ = Flujo magnético, en Weber (Wb)(1 Wb = 108 líneas de fuerza)
A = Área perpendicular al flujo magnético, en m2

6. Tipos de materiales magnéticos
Los principios de aplicación de las pruebas por partículas magnéticas dependen del
establecimiento de un campo magnético dentro de una pieza de prueba, por lo
tanto, la pieza que será inspeccionada deberá estar fabricada de un material que
pueda ser fuertemente magnetizado.
Se puede considerar que todos los materiales tienen propiedades magnéticas, que
son afectados en algún grado por los campos magnéticos. Sin embargo, la
influencia de un campo magnético puede variar ampliamente en diferentes
materiales, en otras palabras, son permeables aunque sea en alguna pequeña
cantidad.
La “permeabilidad magnética” (µ) de un material se define como “la facilidad con la
cual los materiales pueden ser magnetizados”.

El recíproco de la permeabilidad magnética es la “reluctancia”, definida como “la
resistencia de un material a una fuerza de magnetización”, en otras palabras,
podríamos decir que es la dificultad para magnetizar un material.
Las propiedades magnéticas varían ampliamente entre los materiales. Estas
propiedades son afectadas por la composición química, la micro estructura y el tamaño
de grano.
La influencia que tiene un campo magnético sobre los materiales proporciona un
medio para su clasificación en diferentes grupos:
Materiales paramagnéticos
En general, los materiales que son atraídos por campos magnéticos son llamados
“paramagnéticos”.

● Materiales no ferrosos (no magnéticos)
Cuentan con una permeabilidad ligeramente mayor que la del aire (1), por lo que no
pueden ser magnetizados fuertemente. Algunos materiales no magnéticos son: aluminio,
platino, magnesio, molibdeno, litio, cromo, estaño y algunos aceros inoxidables.
● Materiales ferrosos (ferromagnéticos)
Tienen una permeabilidad que es mucho mayor que la del aire. Los materiales ferrosos
son los más fuertemente afectados por el magnetismo debido a que el hierro puede ser
fácilmente magnetizado, y éstos materiales son llamados “ferromagnéticos”.
Los materiales ferromagnéticos tienen las siguientes características:
 Son fuertemente atraídos por campos magnéticos,
 Son fácilmente magnetizados ya que el valor de su permeabilidad es mayor de 100, y
 Son capaces de retener cierta cantidad de magnetismo.

Los materiales ferromagnéticos son el hierro, acero,
níquel y cobalto, y muchas de sus aleaciones.
Materiales diamagnéticos
Pocos materiales son ligeramente repelidos por
campos magnéticos, dichos materiales son
conocidos como diamagnéticos. Son materiales que
no pueden ser magnetizados debido a que el valor
de su permeabilidad es menor a 1. Algunos
materiales diamagné- ticos son el bismuto,
mercurio, oro, plata, zinc y otros.

7. Fuentes de magnetismo
Imanes permanentes
Los imanes permanentes son producidos por el tratamiento térmico de aleaciones,
especialmente formuladas, dentro de un campo magnético fuerte. Durante el
tratamiento térmico los dominios magnéticos son alineados y permanecen así
después de remover el campo magnético externo.
Son esenciales para la tecnología moderna, y se incluyen en aplicaciones tales como
magnetos, motores, teléfonos, bocinas y muchos instrumentos eléctricos.
Los ejemplos más comunes de utilizados para la fabricación de imanes permanentes
incluyen aleaciones de aluminio, níquel y cobalto (alnico); cobre, níquel y cobalto
(cunico); cobre, hierro y níquel (cunife); y cobalto y molibdeno (comol). Campo
magnético de la Tierra

El Planeta Tierra es, por él mismo, un enorme imán, con un polo norte y un polo sur
ligeramente desplazados de su eje; este desplazamiento resulta en una ligera
desviación entre el norte geográfico y el norte magnético.
Como en un imán, la Tierra es circundada por líneas de fuerza, llamadas en ocasiones
“campo terrestre”, las cuales pueden causar problemas en la magnetización y
desmagnetización de objetos ferromagnéticos. El campo terrestre es reducido, y se
encuentra en el orden de 0.03 mT (0.3 Gauss).
El movimiento de objetos ferromagnéticos a través del “campo terrestre” puede
inducir una ligera magnetización. Esto puede ser un problema en los aviones, cuando
algunos componentes magnetizados puedan afectar los compases usados en la
navegación. De la misma forma, la desmagnetización puede ser difícil si ciertos
objetos, usualmente flechas, no se orientan en dirección este-oeste durante el
proceso de desmagnetización.

Magnetismo mecánico inducido
El trabajo en frío de algunos materiales ferromagnéticos, por operaciones de
conformado o durante el servicio, puede magnetizar los objetos. Cuando se ha
inducido magnetización mecánicamente, podría ser necesario aplicar el proceso de
desmagnetización a un objeto.
La desmagnetización de objetos magnetizados mecánicamente puede ser
complicada. Cuando los objetos se encuentran cerca de componentes
ferromagnéticos. Desensamblar es normalmente impráctico por lo que se debe
utilizar yugos portátiles o cables para habilitar una bobina y, además, al
desmagnetizar pueden magnetizarse los objetos adyacentes por lo que deben
realizarse operaciones secuenciales de des magnetización.
Electroimanes
Los campos magnéticos son generados dentro y alrededor de conductores eléctricos
en los que fluye corriente eléctrica. Imagen 12.

Capítulo 2: Características de Campos Magnéticos

I. Imanes tipo barra
Si enderezamos un imán de herradura, tendríamos como resultado un imán tipo barra,
como se ilustra en la imagen 13.
El imán de barra tiene las mismas características que el imán de herradura.

II. Imanes tipo anillo
Imagen 13.- Imán tipo barra.
Si al imán de herradura lo doblamos y sus extremos los
cerramos, formando casi un círculo cerrado, este se comporta
de manera idéntica al imán de herradura.
Los polos magnéticos aún existen y las líneas de fuerza salen y
entran por los polos. Cuando los extremos del imán son
doblados y fundidos para formar un anillo, en lugar de tener un
imán circular abierto, se tendrá un imán circular cerrado.
Las líneas de fuerza existen pero quedan contenidas
completamente dentro del anillo, ya que no existen polos
magnéticos, por lo tanto, este imán no atrae materiales
ferromagnéticos.

Capítulo 3: Efectos de discontinuidades en materiales.

I. Discontinuidades superficiales
Supongamos que el imán tipo anillo completo tiene una grieta en la superficie
externa, creándose inmediatamente un polo norte y un polo sur en los bordes de la
discontinuidad. Ésta grieta interrumpe el flujo uniforme de las líneas de fuerza
dentro del imán, por lo que algunas de ellas se verán forzadas a salir del mán. Las
líneas de fuerza que se ven forzadas a salir del imán, como resultado de la grieta, se
conocen como “fugas de flujo”. El campo magnético creado por las fugas de flujo es
llamado “campo de fuga”.
Por lo tanto, si se espolvorean partículas magnéticas sobre el citado imán, éstas
serán atraídas por los polos creados por la grieta, produciendo una indicación, por la
concentración de partículas en la zona de la grieta.
Una grieta en el imán de barra producirá un efecto similar, por lo que también
causará fugas de flujo, como se observa en la imagen 14.

Las líneas de fuerza en el fondo de la grieta tienden a seguir el
camino de menor resistencia magnética y permanecen en el imán.
Aquellas líneas de fuerza que saltan por encima y a través de la
grieta, causan fugas de flujo (campos de fuga), debido a la
formación de polos norte y sur originados por la grieta.
Si ahora, también consideramos un imán de barra con un corte en
el centro, imagen 15, también se tendrán fugas de flujo.
El imán con el corte en el centro se comporta de la misma forma
que el imánde barra con la grieta. En cualquier imán, los
materiales como el hierro y el acero serán atraídos hacia sus polos
magnéticos.
Cuando se detecta una discontinuidad abierta a la superficie, tal
como una grieta, se forman indicaciones angostas y bien
definidas.

II. Superficies onduladas
Si ahora observamos una irregularidad superficial, tal como una superficie
ondulada, en la zona de la superficie irregular ondulada, las líneas de fuerza
permanecen dentro del imán.
Como ya se mencionó, las líneas de fuerza tienden a seguir el camino de
menor resistencia magnética, por lo cual permanecen dentro del imán.
Como resultado, no se crean polos magnéticos por lo que no existen fugas
de flujo.

III. Discontinuidades subsuperficiales
Supongamos ahora que tenemos otro imán, que contiene una grieta subsuperficial. Con
ésta grieta subsuperficial algunas de las líneas de fuerza pasan por encima y por debajo
de ella. Algunas pasan a través de la grieta y, si la discontinuidad esta cerca de la
superficie, algunas son forzadas a salir a la superficie, provocando fugas de flujo, como
ilustra la imagen 16. Si espolvoreamos partículas magnéticas, se producirá una
acumulación de partículas donde se encuentran las fugas de flujo.
Cuando se detecta una discontinuidad subsuperficial normalmente se forman
indicaciones anchas y difusas. El tamaño y la intensidad de la indicación dependen de: la
proximidad de la discontinuidad con la superficie, el tamaño y orientación de la
discontinuidad, la intensidad y distribución del flujo magnético.

IV. Fuerza de un campo de fuga
La distorsión o fuerza de un campo de fuga, producido por una discontinuidad, depende de
varios factores indicados a continuación:
1.- El número de las líneas de fuerza; éste factor es afectado por varias características de la
propia discontinuidad:
a) El ancho de la discontinuidad (la distancia entre sus polos);
b) La longitud de la discontinuidad;
c) La profundidad de la discontinuidad;
d) La forma de la discontinuidad;
e) La orientación de la discontinuidad. La discontinuidad debe estar orientada a 90°, y hasta
45°, con respecto a la dirección del flujo magnético.

2.- La condición de la superficie.
3.- La fuerza del flujo magnético generado, el cual es controlado por el amperaje utilizado
para generar el campo magnético.
La fuerza del campo de fuga determina directamente el número de partículas magnéticas
que pueden ser atraídas para formar una indicación.

V. Formación de indicaciones
Cuando las partículas magnéticas son atraídas al sitio donde se localiza una fuga de
flujo, ellas producen una indicación que es visible para el ojo humano, bajo condiciones
de iluminación adecuada. La formación de las indicaciones depende de las
características de las líneas de fuerza.
Cuando las partículas son atraídas hacia las fugas de flujo y se acercan a los polos
magnéticos, más líneas de flujo fluyen hacia ellas. Esto concentra las líneas de flujo a
través de los caminos de baja reluctancia que forman las partículas de material
ferromagnético. Esta es la acción principal que provoca que las partículas sean
recolectadas por las fugas de flujo y subsecuentemente formen indicaciones de
discontinuidades.
Ya que las partículas magnéticas son solamente atraídas y se mantienen donde las líneas
de fuerza salen y entran de la superficie de la pieza inspeccionada, no se producen
indicaciones verdaderas a menos que las líneas de fuerza crucen una discontinuidad.

Capítulo 4: Magnetización con Corriente Eléctrica.

I. Campo circular
1. Campo alrededor de un conductor
Cuando una corriente eléctrica circula por un conductor, se crea un campo magnético
circular, como se muestra en la imagen 17.
El campo magnético alrededor de un conductor existe a todo lo largo del conductor por
el que fluye corriente eléctrica. Cuando el conductor tiene una configuración uniforme,
la densidad de flujo o número de líneas de fuerza por
unidad de área, es uniforme a lo largo del conductor y es directamente proporcional a la
intensidad de la corriente eléctrica, y disminuye con el incremento de distancia desde el
conductor.
Variando la intensidad de la corriente eléctrica en el conductor, el número de líneas de
fuerza variará en el campo magnético. Al incrementar la fuerza de magnetización (la
intensidad de la corriente eléctrica) se incrementa el número de las líneas de fuerza,
resultando en un incremento de la densidad del campo magnético. Y en el caso
contrario, al reducir la fuerza de magnetización se reduce la densidad del campo
magnético.

La magnetización circular utiliza los principios del establecimiento de un campo
agnético por inducción. Debido a que el cobre y el aluminio son materiales no
agnéticos, las líneas de fuerza no permanecerán en el material. En su lugar, el campo
magnético se establece alrededor del material.
Una característica de los campos magnéticos circulares es que las líneas de fuerza
forman circuitos completos sin que existan polos magnéticos.

Raramente es de importancia práctica el sentido actual del campo magnético, lo más
importante del concepto es que la dirección del campo magnético tiene una relación
perpendicular con la dirección del flujo de corriente.
La regla de la mano derecha funciona idénticamente para materiales magnéticos y no
magnéticos. La única diferencia entre los dos, es que el campo magnético se forma fuera
del material no magnético, y en el material magnético el campo permanece en su interior.
3. Magnetización circular inducida en materiales
Cuando fluye una corriente eléctrica a través de un material ferromagnético, el campo
magnético se establece dentro del material. Las líneas de fuerza permanecen dentro de él,
porque es permeable y las conduce fácilmente. También en este caso el campo agnético se
encuentra a 90° con respecto a la dirección del flujo de corriente eléctrica.

2. Regla de la mano derecha
La forma más sencilla para determinar la
dirección de las líneas de fuerza, alrededor de un
conductor recto en el que fluye corriente eléctrica
y en cual se conoce el sentido del flujo de
corriente, es la regla de la mano derecha, ver la
imagen 18.
Esta ayuda simple requiere imaginar que el
conductor se empuña con la mano derecha, con
el dedo pulgar apuntando en la dirección del flujo
de corriente eléctrica (de positivo a negativo) y
los dedos restantes, cerrados alrededor del
conductor, estarán indicando la dirección y el
sentido en los que fluyen las líneas de fuerza.

En la práctica, la magnetización circular se realiza de dos formas:
a) Pasando corriente eléctrica directamente a través de la pieza
● Piezas largas cilíndricas sólidas
Por ejemplo, en la inspección de una barra de material ferromagnético, se conoce
como magnetización entre cabezales y produce un campo magnético circular.
Cuando una barra es magnetizada entre cabezales, el campo magnético es más fuerte
cerca de la superficie de la barra. El campo se incrementa desde cero, en el centro de la
barra, hasta un máximo en la superficie.

La imagen 19 muestra la distribución gráfica del campo
magnético generado en una barra de acero redonda. La
intensidad o fuerza del campo magnético es referida, a
menudo, como la densidad de flujo.
En la gráfica anterior se puede observar que la
intensidad del campo (fuerza), es cero en el centro de
la barra. La densidad de flujo se incrementa
gradualmente hasta alcanzar su máximo valor (F1) en
la superficie de la barra. También, se puede observar
que inmediatamente fuera de la superficie de la barra,
la fuerza del campo decrece rápidamente. La mayor
pérdida es inmediata y el remanente es
imperceptible.

● Piezas de forma irregular
Si consideramos una barra de acero
cuadrada, cuando circula una
corriente a través de ella, en su
interior será establecido un campo
magnético circular, ver la imagen 20.

b) Pasando corriente eléctrica a través de un conductor central
● Piezas tubulares
Cuando se inspeccionan tubos pasando corriente eléctrica a través de ellos, el
flujo magnético se eleva hacia la superficie externa, con un flujo casi
imperceptible en la superficie interna. Pero, la superficie interna puede ser tan
importante como la superficie externa para detectar discontinuidades.
Con un campo magnético creado alrededor de un conductor, es posible inducir un
campo satisfactorio en un tubo, tanto en la superficie externa como en la
superficie interna.

Recordemos que en un conductor en el que fluye una corriente eléctrica se
crea un campo magnético en su alrededor, con las líneas de fuerza que giran
alrededor del conductor, y lo hacen en sentido contrario a las manecillas del
reloj.
Esta forma de inspección se lleva a cabo insertando una barra de cobre, o de
algún otro material conductor, a través del componente y pasando la
corriente eléctrica a través de la barra, ver la imagen 21.

Este método es llamado magnetización con “conductor central”.
Alrededor del conductor central se crea un campo magnético circular que se
induce en la pieza. Debido a que la densidad de flujo es máxima en la superficie
del conductor, el campo magnético inducido en la pieza será el máximo.
Utilizando el conductor central, se establecerá el flujo magnético en las
superficies interna y externa de la pieza. La densidad de flujo es máxima en la
superficie interna y dependiendo del espesor de pared, algo menor en la
superficie externa como se ilustra en la imagen 22.

4. Métodos de magnetización circular
La magnetización circular induce un campo magnético dentro de las piezas en tres
formas:
● Por inducción directa, que se conoce como magnetización entre cabezales,
● Inducción directa por medio de electrodos,
● Inducción indirecta, conocida como magnetización con conductor central.
a) Magnetización entre cabezales (por placas de contacto)
En este método de magnetización las placas de contacto introducen la corriente en
la pieza inspeccionada, como a un conductor, y se crea un campo circular a su
alrededor, ver la imagen 23.

La inspección debe ser realizada de tal manera que las superficies de la pieza no sean
dañadas físicamente por la presión ejercida, o bien, por el calor producido por un
arco eléctrico o alta resistencia en los puntos de contacto. Para asegurar que la
resistencia al paso de corriente sea lo más baja posible y evitar quemadas en la
superficie de la pieza, los untos de contacto deben ser lo más grandes posible.
La magnitud de la corriente utilizada depende de las dimensiones transversales (el
diámetro) de la pieza.

b) Electrodos (puntas de contacto)
Los electrodos, o puntas de contacto, son conductores de corriente, los cuales se
utilizan para magnetizar áreas localizadas.
Las puntas usadas son típicamente barras de cobre de 3/4” de diámetro y de 6”
a 8” de longitud, montadas en soportes o manerales individuales o duales, como
se observa en la imagen 24 y pueden contar con puntas de contacto de cobre o
aluminio intercambiables, y un interruptor integrado.

Debe tenerse mucha precaución debido a la posibilidad de producir quemaduras
por arco en las piezas inspeccionadas, específicamente en los puntos de contacto,
por lo cual las puntas de contacto deben mantenerse limpias. Con esta técnica se
produce un campo circular alrededor de las puntas.
Existen algunas variables de la técnica para su aplicación: utilizando imanes o
pinzas. Las puntas se conectan a la fuente de corriente mediante cables que
normalmente son flexibles de calibre 00 con cubierta de hule. Hasta donde sea
práctico, los cables deben ser lo más cortos posible.
La magnitud de la corriente utilizada depende del espesor de la pieza
inspeccionada y de la separación entre las puntas.

Se considera que la magnetización es más efectiva cuando las puntas están
separadas de 15 a 20 cm (6 a 8 pulgadas), pero pueden usarse con
separaciones de 7.6 a 20 cm (3 a 8 pulgadas).

c) Magnetización con conductor central
Para la inspección de piezas cilíndricas huecas, por ejemplo tubos o anillos,
se utiliza un conductor central que induce un campo circular.
La posición del conductor puede ser diferente, y es muy importante:
a) Si el conductor se coloca al centro de la pieza, el campo es simétrico
alrededor.
b) Si el conductor se coloca adyacente a la superficie interna de la pieza, el
campo es más fuerte en la pared cercana al conductor.

Para la inspección de tubos pequeños es preferible que el conductor sea
colocado al centro, para que el campo sea uniforme para la detección de
las discontinuidades que existen en cualquier punto sobre las superficies
del tubo. Sin embargo, en el caso de tubos, anillos o recipientes a presión
de diámetros grandes, la corriente necesaria para producir campos
magnéticos con la fuerza adecuada para la inspección de la circunferencia
completa, podría ser excesivamente grande.

En cambio, colocando el conductor adyacente a la pared, dejando activada la
corriente o realizando una serie de “disparos” conforme el tubo es girado
sobre su eje, puede ser producido un campo con la fuerza suficiente, y
utilizando corrientes mucho menores. Para este caso, se considera que la
región efectiva para la inspección es de aproximadamente cuatro veces el
diámetro del conductor central.
La ventaja principal de utilizar un conductor central es que, al no existir
contacto entre el conductor y la pieza inspeccionada, virtualmente se elimina
la posibilidad de quemaduras por arco.

La magnitud de la corriente utilizada depende de varios factores, por
ejemplo la posición del conductor, el diámetro exterior y el espesor de la
pieza, y el diámetro del conductor.
Con el conductor colocado al centro de la pieza el campo producido es
máximo en su superficie interna, y los requisitos de corriente de
magnetización son los mismos que para una pieza sólida con el mismo
diámetro exterior.
En algunas ocasiones las piezas inspeccionadas son demasiado grandes,
cuando este caso se presenta, se puede emplear el cable que conduce la
corriente eléctrica desde el generador, como conductor central.

5. Discontinuidades detectadas con campo circular
Un campo magnético circular es adecuado para detectar discontinuidades que
sean transversales al flujo magnético, en este caso, que sean paralelas al eje de
la pieza inspeccionada, como se ilustra en la imagen 25.
Una discontinuidad que sea paralela al flujo magnético no provocará fugas de
flujo y no serán atraídas las partículas magnéticas.

II. Campo longitudinal
Con un campo magnético longitudinal, la pieza se
magnetiza en su longitud. Un ejemplo es colocar un
árbol de levas en un campo magnético longitudinal,
como se observa en la imagen 27.
Las líneas de fuerza viajan a través de la longitud de
la barra, de sur a norte. Cualquier discontinuidad
que forme un ángulo comprendido entre 45° y 90°,
con respecto a las líneas de fuerza, provocará fugas
de flujo que ejercerán la atracción de partículas
magnéticas.

1. Campo producido por flujo de corriente en una bobina
La magnetización longitudinal se produce pasando corriente a través de un conductor
eléctrico enrollado en espiras múltiples o bobina. Ya que las líneas de fuerza forman
circuitos cerrados, entran al espacio interno de la bobina salen y giran alrededor de
ella, por la parte externa, de forma “toroidal”.
Entonces, el campo producido es paralelo al eje de la bobina.
Los conductores eléctricos enrollados, que forman una bobina, son recuentemente
dentificados como “solenoides”.

Cuando se utiliza una bobina fabricada con un conductor eléctrico,
las líneas de fuerza alrededor de cada vuelta del enrollado se
combinan, con lo cual se incrementa la densidad de flujo.
Un objeto magnetizado longitudinalmente se caracteriza porque
en él existen polos magnéticos, dependiendo de su longitud,
normalmente en sus extremos.

2. Intensidad del campo producido por una bobina
La mayor densidad del campo se encuentra cerca de la superficie interna de la bobina
y disminuye hacia el centro de la bobina. La unidad de medición de la intensidad en
una bobina es amperios-vuelta (NI), esto es el amperaje actual multiplicado por el
número de vueltas o espiras de la bobina.
El campo efectivo se extiende hacia ambos lados de la bobina. Para hierro suave, el
cual es altamente permeable, corresponde a una distancia de 22.86 cm (9”); la
longitud efectiva para acero duro, el cual tiene baja permeabilidad, es de 15.24 cm
(6”).

De lo anterior se puede concluir que cualquier discontinuidad dentro del rango de 15.24
cm a 22.86 cm (6” a 9”) hacia ambos lados de la bobina, desarrollará fugas de
flujo con suficiente fuerza para atraer partículas magnéticas.
Las discontinuidades que no se encuentren dentro del rango mencionado no producirán
fugas de flujo con suficiente fuerza; en otras palabras, una pieza mayor de 30.48 cm a
45.72 cm (12” a 18”) necesitaría, al menos, dos Magnetizaciones para que sean atraídas
las partículas magnéticas hacia las discontinuidades.
Por ejemplo, de acuerdo con la imagen 28 la pieza deberá desplazarse hacia la derecha,
de tal forma que la discontinuidad quede entre 15.24 cm a 22.86 cm (6” a 9”) a partir del
extremo de la bobina.

3. Campo magnético inducido por yugo
electromagnético
Los yugos son equipos portátiles en forma de
“C” (herradura), los cuales, inducen un campo
magnético longitudinal entre sus polos
(piernas), y son usados para magnetización
local.
El campo magnético es generado en un
sistema de bobina, localizada dentro del
yugo, y transmitido a la pieza a través de sus
polos. En la magnetización con yugo no existe
el riesgo de producir quemadas por arco,
gracias a que se transmite a la pieza
solamente el campo magnético, la corriente
no entra a la pieza, ver la imagen 29.

Existen yugos electromagnéticos que operan con corriente alterna solamente
y otros que operan con corriente alterna y rectificada de media onda.
Pueden contar con piernas fijas o articuladas, las cuales permiten ajustar el
contacto en superficies irregulares o en superficies unidas en ángulo, como el
que se ilustra en la imagen ??.
El valor de la corriente de magnetización utilizada depende del modelo del
yugo. La magnetización con yugo es más efectiva cuando las piernas se
encuentran separadas entre 7.6 cm y 20 cm (3 a 8 pulgadas).

4. Discontinuidades detectadas con campo longitudinal
En conclusión, mencionaremos que con la magnetización longitudinal (bobina, cable
enrollado y yugo) se pueden detectar discontinuidades perpendiculares a la dirección del
flujo magnético (90°) y hasta 45°, esto significa que, en el caso de la bobina y el cable
enrollado, serán detectadas las discontinuidades transversales al eje de la pieza.
5. Ventajas de la magnetización longitudinal
La magnetización longitudinal ofrece la facilidad de inspeccionar piezas con posibles
discontinuidades orientadas transversalmente al eje principal, por ejemplo en barras,
flechas, tubos, etc.
La rapidez y forma práctica de colocar la bobina sobre la pieza, permite realizar con agilidad
la inspección.

Presentación capitulo 1-4

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