Estudio sobre el uso de emisiones acústicas para la detección, localización y monitoreo de la evolución de grietas

Abstract

Investigaciones recientes han correlacionado diversos parámetros de emisiones acústicas (AE) con la detección, crecimiento y evolución de grietas sometidas a fatiga. Particularmente, en la evolución de una fisura, se ha mencionado la transición en los modos de fractura a los cuales es sometido el material, pasando desde un modo de fractura de tracción a un modo de corte o cizalla, el cual ocurre en planos de 45º. Además, las investigaciones sugieren que la transición es advertida por un cambio en la forma de onda de los eventos de AE, lo que provoca incrementos en los parámetros de la misma, a medida que ocurre dicha transición. Sin embargo, estos cambios en los parámetros AE, también podrían deberse, entre otras cosas, a una superposición de ondas de AE que llegan al sensor cuando la grieta se torna inestable. Este trabajo tiene como objetivo principal, analizar el comportamiento de una grieta sometida a fatiga a través de las AE, para diferenciar entre un comportamiento creciente debido a un cambio en los modos de fractura o a una superposición de eventos. Para esto, se realizan dos ensayos en probetas de tensión compacta (CT) de diferente geometría, el primero en una probeta gruesa en la cual predomina un estado de deformación plana (favoreciendo un modo de fractura en tracción), y el segundo ensayo en una probeta delgada en que el estado principal de esfuerzos es de tensión plana (favoreciendo un modo de fractura en corte o cizalla). Los resultados indican que en probeta gruesa existe un cambio en la forma de onda de los eventos de AE a medida que la grieta se acerca a la fractura final, a diferencia de lo que ocurre en probeta delgada, en la cual se hace indistinguible una transición o cambio morfológico. Estos cambios son cuantificables a través de un parámetro AE que representa la pendiente de cada evento, transiente o burst. Adicionalmente se realiza un ensayo de localización de grieta en tubería, obteniendo resultados confiables para niveles bajos de umbral. Sin embargo, a medida que se incrementa el umbral, el método pierde efectividad. Se presenta además, una metodología para encontrar una familia de hipérbolas que representan el lugar geométrico de las posibles ubicaciones de una fuente de AE en estanques de diámetro considerable, utilizando sólo dos sensores.