Corrientes Eddy, Corriente de Foucault

1. Introducci±n

2. Definición de corrientes Eddy

3. Aplicaciones de las corriente Eddy en Pruebas No Destructivas

4. Corrientes Inducidas

5. Principios para la generaci±n de corrientes de Eddy

6. Principales aplicaciones de la inspecci±n por corrientes de Eddy

7. Bibliograf±a

Introducci±n

Las corrientes de Eddy empezaron a mencionarse desde 1824 por Dambey Argo y Jean B Focoult; pero su primera aplicaci±n a las pruebas no destructivas data de 1879 con D. E. Hughes, quien las emple± para diferenciar tama±os, formas y composici±n de diferentes metales y aleaciones. Sin embargo, no fue hasta 1948 cuando el Instituto Reutlingen de Alemania, empez± el desarrollo de la actual instrumentaci±n de corrientes de Eddy.

Definición de corrientes Eddy

Esta basada en los principios de la inducci±n electromagn±tica y es utilizada para identificar o diferenciar entre una amplia variedad de condiciones f±sicas, estructurales y metal±rgicas en partes met±licas ferromagn±ticas y no ferromagn±ticas, y en partes no met±licas que sean el±ctricamente conductoras.

Las corrientes de Eddy son creadas usando la inducci±n electromagn±tica, este m±todo no requiere contacto el±ctrico 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 el±ctrica, permeabilidad magn±tica, tama±o de grano, condici±n de tratamiento t±rmico, dureza y dimensiones f±sicas 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 met±lico no magn±tico sobre un metal magn±tico.

Ventajas: 

• Se aplica a todos los metales, electroconductores y aleaciones. 

• Alta velocidad de prueba. 

• medición exacta de la conductividad. 

• Indicaci±n inmediata. 

• Detecci±n de ±reas de discontinuidades muy peque±as. ( 0.0387 mm2 ±0.00006in2 ) 

• La mayor±a de los equipos trabajan con Baterías y son port±tiles. 

• La ±nica uni±n entre el equipo y el articulo bajo inspecci±n es un campo magn±tico, no existe posibilidad de da±ar la pieza.

 Limitaciones:

• La capacidad de penetraci±n esta restringida a menos de 6 mm. 

• En algunos casos es dif±cil verificar los metales ferromagn±ticos. 

• Se aplica a todas las superficies formas uniformes y regulares. 

• Los procedimientos son aplicables ±nicamente 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 t±cnica consiste en generar corriente el±ctrica en un material conductor 

La bobina A esta conectada a una bater±a a trav±s de un interruptor. Una segunda bobina B conectada a un galvan±metro, esta colocada cerca cuando se cierra el interruptor produciendo una corriente en la bobina A. Una corriente moment±nea es inducida en la bobina B.

El principio de la prueba se basa en el proceso de inducci±n electromagn±tica. El cual incluye una bobina de prueba a trav±s de la cual se hace pasar una corriente alterna. El flujo de la corriente variante en una bobina de prueba produce un campo magn±tico variante alrededor de la bobina, el cual es conocido como campo primario.

Cuando un objeto de prueba el±ctricamente conductor es colocado en el campo primario, una corriente el±ctrica ser± inducida en el objeto.

Las corrientes de Eddy son corrientes el±ctricas circulantes inducidas por un campo magn±tico alterno en un conductor aislado . también se le conocen como corrientes par±sitas o corrientes de Focault.

En un material aislante no se induce las corrientes de Eddy sin embargo el campo magn±tico 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 par±metros de la bobina como:

1. Inductancia 

2. Di±metro. 

3. Longitud. 

4. Espesor (ancho de la bobina) 

5. Numero de vueltas del alambre. 

6. Metal del coraz±n de la bobina

Principios para la generaci±n de corrientes de Eddy

• Conductividad. La conductividad del material varia de acuerdo a su composici±n qu±mica. 

• Cambios de temperatura. Cuando aumenta la temperatura la conductividad disminuye. 

• Esfuerzos. En un material debido al trabajo en fr±o producen distorsi±n en la estructura. Este proceso mec±nico cambia la estructura la estructura de grano y la dureza del material, cambiando su conductividad el±ctrica. 

• Dureza. La conductividad el±ctrica disminuye cuando la dureza aumenta. 

• Permeabilidad. En cualquier material es la facilidad con la cual pueden establecer l±neas de fuerza magn±tica. El aire tiene una permeabilidad de 1.

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

m = Permeabilidad

B = Flujo magn±tico (Gauss)

H = Fuerza magnetizante (Oesterd)

• Efecto pelicular. Es el resultado de la interacci±n mutua entre las corrientes de Eddy, la frecuencia de operaci±n la conductividad del objeto de prueba y la permeabilidad. 

• Efecto de borde. El campo electromagn±tico 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 geom±tricos del objeto de prueba, estos son detectados por la bobina antes de que ±sta llegue al limite. 

• Efecto de extremos. Este tipo de efecto sigue la misma l±gica que el efecto de borde, siendo la se±al que se observa cuando la bobina se aproxima al extremo de un producto. Este t±rmino es aplicable a la inspecci±n de barras o productos tubulares. 

• Lift-Off. El campo electromagn±tico es mas fuerte cerca de la bobina y se disipa conforme se aleja de la misma. El acoplamiento electromagn±tico 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 t±rmino utilizado para describir que también estar± electromagn±ticamente acoplado un objeto a la bobina de que lo rodea, o a la que est± insertado. El factor de llenado puede ser descrito como la relaci±n cuadr±tica entre los di±metros del objeto y la bobina, que es una ecuaci±n de la relaci±n de ±reas.

h = Factor de llenado

d = di±metro de la bobina

D = di±metro 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. Da±o vibracional y corrosi±n. Las cuales causan que la conductividad efectiva de un objeto de prueba sea reducido. Las discontinuidades superficiales son mas f±cilmente detectadas que las subsuperficiales. 

• Relaci±n se±al-Ruido. Se considera como ruido cualquier variaci±n que altere o interfiera la respuesta del sistema. Es la relaci±n entre las se±ales de inter±s y las no deseadas. Las fuentes mas comunes de ruido son las variaciones en la rugosidad de la superficie, la geometr±a y la homogeneidad. Otros ruidos pueden ser fuentes externas como, m±quinas de soldar, motores el±ctricos y generadores.

Principales aplicaciones de la inspecci±n por corrientes de Eddy

VARIABLE

APLICACION

Conductividad el±ctrica.

Permeabilidad magn±tica.

Geometr±a ( dimensiones).

Homogeneidad.

Detecci±n de fallas.

Acoplamiento magn±tico.

PRACTICA.

medición de la conductividad s .

1. Calibrar el equipo con un patrón de cobre s 1 = 100 % 

2. Punto de correlaci±n 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 correlaci±n con el patrón de referencia ( Recubrimiento de espesor conocido ) 

3. Punto determinado por el espesor del recubrimiento de prueba (Recubrimiento de espesor desconocido )

Fuente: Monografias.com

Mas información: Wikipedia (corrientes de Foucault)