La velocidad del sonido es el parámetro que relaciona el tiempo de vuelo del impulso con el espesor: conocerla con precisión es esencial para la medición por ultrasonidos, y su medición permite además caracterizar los materiales.
- Parámetro clave: relaciona tiempo de vuelo y espesor
- Depende del material: acero ~5920 m/s, aluminio ~6320 m/s
- Calibración: sobre espesor conocido para determinar v
- Modo velocidad: medición de v sobre espesor conocido
- Caracterización: dureza/nodularidad de la fundición
- Influencia: temperatura y microestructura
- Precisión de la medida: requiere la v correcta
La medición de espesor por ultrasonidos se basa en la relación s = v × t / 2, donde t es el tiempo de vuelo medido por el equipo y v es la velocidad del sonido en el material. Un error en la velocidad se traduce directamente en un error en el espesor: por eso la velocidad debe configurarse correctamente para cada material.
La velocidad del sonido no es solo un dato que introducir: medirla proporciona información sobre el material mismo, porque depende de la densidad, de la elasticidad y de la microestructura.
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Por qué la velocidad es determinante
Cada material transmite los ultrasonidos a una velocidad característica: unos 5920 m/s en el acero, 6320 m/s en el aluminio, y valores más bajos en los plásticos. Dado que el equipo mide un tiempo, la conversión en espesor requiere la velocidad correcta: usar un valor equivocado produce una medida sistemáticamente errónea.
Por este motivo los medidores de espesor permiten seleccionar el material o introducir manualmente la velocidad, y prevén la calibración sobre un espesor conocido (un bloque patrón) para determinar con exactitud la velocidad real del lote examinado.
Medir la velocidad del sonido
El procedimiento inverso es igualmente útil: midiendo el tiempo de vuelo sobre una pieza de espesor conocido, el equipo calcula la velocidad del sonido en el material. Algunos equipos disponen de un modo velocidad (VX) dedicado, que expresa la medida directamente en m/s.
La velocidad así obtenida es un indicador de las propiedades del material: en la fundición esferoidal, por ejemplo, la velocidad del sonido está correlacionada con el grado de nodularidad del grafito y, por tanto, con las propiedades mecánicas; las variaciones de velocidad señalan diferencias de microestructura o de tratamiento.
Factores que influyen en la velocidad
- Tipo de material y aleación: cada material tiene una velocidad característica.
- Temperatura: la velocidad varía con la temperatura de la pieza, que hay que compensar en las mediciones a alta temperatura.
- Microestructura y tratamientos térmicos: influyen en la densidad y en la elasticidad.
- Anisotropía: en algunos materiales la velocidad depende de la dirección.
Equipos y buenas prácticas
Para obtener medidas exactas conviene calibrar siempre el equipo sobre una muestra del mismo material y a la misma temperatura que la pieza que se va a medir. Los medidores de espesor Dakota NDT distribuidos por RODER permiten configurar la velocidad, la calibración a uno o dos puntos y, en los modelos avanzados, la medición directa de la velocidad. Encontrará los modelos en las páginas de catálogo enlazadas.
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Preguntas frecuentes
Porque el medidor de espesor mide un tiempo de vuelo y lo convierte en espesor usando la velocidad: un valor erróneo produce una medida errónea.
Unos 5920 m/s; en el aluminio unos 6320 m/s. Cada material tiene su propio valor.
Midiendo el tiempo de vuelo sobre una pieza de espesor conocido: el equipo calcula la velocidad correspondiente.
Sí: está correlacionada con la densidad, la elasticidad y la microestructura; en la fundición esferoidal indica el grado de nodularidad.
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