Corrientes Eddy

2. Definición de corrientes
   Eddy
3. Aplicaciones de las corriente
   Eddy en Pruebas No Destructivas
4. Corrientes
   Inducidas
5. Principios para la
   generación de corrientes de Eddy
6. Principales aplicaciones
   de la inspección por corrientes de
   Eddy
7. Bibliografía

Introducción

Las corrientes de Eddy empezaron a mencionarse desde
1824 por Dambey Argo y Jean B Focoult; pero su primera
aplicación a las pruebas no
destructivas data de 1879 con D. E. Hughes, quien las
empleó para diferenciar tamaños, formas y
composición de diferentes metales y
aleaciones.
Sin embargo, no fue hasta 1948 cuando el Instituto Reutlingen de
Alemania,
empezó el desarrollo de
la actual instrumentación de corrientes de
Eddy.

Definición de corrientes Eddy

Esta basada en los principios de la
inducción electromagnética y es
utilizada para identificar o diferenciar entre una amplia
variedad de condiciones físicas, estructurales y
metalúrgicas en partes metálicas
ferromagnéticas y no ferromagnéticas, y en partes
no metálicas que sean eléctricamente
conductoras.

Las corrientes de Eddy son creadas usando la
inducción electromagnética, este método no
requiere contacto eléctrico directo con la parte que esta
siendo inspeccionada.

Aplicaciones de las corriente Eddy en Pruebas No
Destructivas

• Medir o identificar condiciones o propiedades tales
  como: conductividad eléctrica, permeabilidad
  magnética, tamaño de grano, condición de
  tratamiento térmico, dureza y dimensiones físicas
  de los materiales.
• Detectar discontinuidades superficiales y
  subsuperficiales, como costuras, traslapes, grietas,
  porosidades e inclusiones.
• Detectar irregularidades en la estructura
  del material.
• Medir el espesores de un recubrimiento no conductor
  sobre un metal conductor, o el espesor de un recubrimiento
  metálico no magnético sobre un metal
  magnético.

Ventajas:

• Se aplica a todos los metales, electroconductores y
  aleaciones.
• Alta velocidad de
  prueba.
• Medición exacta de la
  conductividad.
• Indicación inmediata.
• Detección de áreas de discontinuidades
  muy pequeñas. ( 0.0387 mm2
  –0.00006in2 )
• La mayoría de los equipos trabajan con
  baterías y son portátiles.
• La única unión entre el equipo y el
  articulo bajo inspección es un campo
  magnético, no existe posibilidad de dañar la
  pieza.

Limitaciones:

• La capacidad de penetración esta restringida a
  menos de 6 mm.
• En algunos casos es difícil verificar los
  metales ferromagnéticos.
• Se aplica a todas las superficies formas uniformes y
  regulares.
• Los procedimientos
  son aplicables únicamente a materiales
  conductores.
• No se puede identificar claramente la naturaleza
  especifica de las discontinuidades.
• Se requiere de personal
  calificado para realizar la prueba.

Corrientes Inducidas

Esta técnica consiste en generar corriente
eléctrica en un material conductor

La bobina A esta conectada a una batería a
través de un interruptor. Una segunda bobina B conectada a
un galvanómetro, esta colocada cerca cuando se cierra el
interruptor produciendo una corriente en la bobina A. Una
corriente momentánea es inducida en la bobina
B.

El principio de la prueba se basa en el proceso de
inducción electromagnética. El cual incluye una
bobina de prueba a través de la cual se hace pasar una
corriente
alterna. El flujo de la corriente variante en una bobina de
prueba produce un campo magnético variante alrededor de la
bobina, el cual es conocido como campo primario.

Cuando un objeto de prueba eléctricamente
conductor es colocado en el campo primario, una corriente
eléctrica será inducida en el objeto.

Las corrientes de Eddy son corrientes eléctricas
circulantes inducidas por un campo magnético alterno en un
conductor aislado . También se le conocen como corrientes
parásitas o corrientes de Focault.

En un material aislante no se induce las corrientes de
Eddy sin embargo el campo magnético de la bobina atraviesa
dicho material no conductor.

El campo producido en la bobina es directamente
proporcional a la magnitud de la corriente aplicada, a la
frecuencia y a los parámetros de la bobina
como:

1. Inductancia
2. Diámetro.
3. Longitud.
4. Espesor (ancho de la bobina)
5. Numero de vueltas del alambre.
6. Metal del corazón
   de la bobina

Principios para la generación de corrientes de
Eddy

• Conductividad. La conductividad del material
  varia de acuerdo a su composición química.
• Cambios de temperatura. Cuando aumenta la
  temperatura
  la conductividad disminuye.
• Esfuerzos. En un material debido al trabajo en
  frío producen distorsión en la estructura. Este
  proceso mecánico cambia la estructura la estructura de
  grano y la dureza del material, cambiando su conductividad
  eléctrica.
• Dureza. La conductividad eléctrica
  disminuye cuando la dureza aumenta.
• Permeabilidad. En cualquier material es la
  facilidad con la cual pueden establecer líneas de
  fuerza
  magnética. El aire tiene una
  permeabilidad de 1.

La permeabilidad no es una constante para un material
y depende del campo magnético que se genere

m =
Permeabilidad

B = Flujo magnético (Gauss)

H = Fuerza magnetizante (Oesterd)

• Efecto pelicular. Es el resultado de la
  interacción mutua entre las corrientes de
  Eddy, la frecuencia de operación la conductividad del
  objeto de prueba y la permeabilidad.
• Efecto de borde. El campo
  electromagnético producido por una bobina de prueba
  excitada se extiende en todas las direcciones desde la bobina.
  A medida que la bobina se aproxima a los limites
  geométricos del objeto de prueba, estos son detectados
  por la bobina antes de que ésta llegue al
  limite.
• Efecto de extremos. Este tipo de efecto sigue
  la misma lógica que el efecto de borde, siendo la
  señal que se observa cuando la bobina se aproxima al
  extremo de un producto.
  Este término es aplicable a la inspección de
  barras o productos
  tubulares.
• Lift-Off. El campo electromagnético es
  mas fuerte cerca de la bobina y se disipa conforme se aleja de
  la misma. El acoplamiento electromagnético entre la
  bobina y el objeto de prueba es muy importante, este
  acoplamiento varia cuando existe una distancia entre la bobina
  y el objeto de prueba, esta distancia es conocida como
  lift-off.
• Factor de llenado. Es el término
  utilizado para describir que también estará
  electromagnéticamente acoplado un objeto a la bobina de
  que lo rodea, o a la que está insertado. El factor de
  llenado puede ser descrito como la relación
  cuadrática entre los diámetros del objeto y la
  bobina, que es una ecuación de la relación de
  áreas.

h = Factor de
llenado

d = diámetro de la bobina

D = diámetro de la pieza

• Discontinuidades. Puede ser detectada
  cualquier discontinuidad que tenga cambios apreciables en el
  flujo normal de las corrientes de Eddy. Discontinuidades tales
  como fracturas, picaduras, entalladuras. Daño
  vibracional y corrosión. Las cuales causan que la
  conductividad efectiva de un objeto de prueba sea reducido. Las
  discontinuidades superficiales son mas fácilmente
  detectadas que las subsuperficiales.
• Relación señal-Ruido. Se
  considera como ruido
  cualquier variación que altere o interfiera la respuesta
  del sistema. Es la
  relación entre las señales de interés
  y las no deseadas. Las fuentes mas
  comunes de ruido son las variaciones en la rugosidad de la
  superficie, la geometría y la homogeneidad. Otros ruidos
  pueden ser fuentes externas como, máquinas
  de soldar, motores
  eléctricos y generadores.

Principales aplicaciones de la
inspección por corrientes de Eddy

PRACTICA.

Medición de la conductividad s .

1. Calibrar el equipo con un patrón de cobre
   s 1 = 100 %
2. Punto de correlación con el patrón de
   referencia de s 2
   conocida.
3. Punto determinado por el material de prueba
   s 3
   desconocida.

Medición de espesores.

Materiales aislantes sobre cobre conductores

1. Ajuste con el patrón de medición ( Se realiza sobre la placa del
   material sin recubrimiento)
2. Punto de correlación con el patrón de
   referencia ( Recubrimiento de espesor conocido )
3. Punto determinado por el espesor del recubrimiento de
   prueba (Recubrimiento de espesor desconocido )

Bibliografía

"Apuntes para el
Laboratorio de Pruebas No
Destructivas". UPIICSA-IPN, Academia de Laboratorio de
Control de
Calidad, México
D.F., 2002

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