Implementación de un sistema basado en ultrasonidos para medir la velocidad de propagación de grietas por fatiga en probetas CT (compact tension) de acero

Abstract

Las mediciones de velocidad de propagación de grietas por fatiga por los métodos estándar resultan muy complejas de llevar a cabo, por lo tanto, se requiere de una técnica más práctica y precisa, en especial cuando se ensayan probetas con dimensiones reducidas. Con este estudio se busca implementar una técnica alternativa al estándar ASTM E647 para medir la velocidad de propagación de grietas por fatiga en probetas CT (Compact Tensión) de acero, con el objeto de utilizar este desarrollo para estudiar la susceptibilidad al crecimiento de grietas por fatiga en la zona térmicamente afectada (ZTA) de las soldaduras de los materiales comúnmente usados en la fabricación de estructura sometidas a cargas dinámicas. Para tal propósito se implementó un sistema basado en el método de ultrasonido convencional, para medir de forma precisa y eficiente, la velocidad de propagación de grietas por fatiga en metal base de acero (ASTM A106 y AISI 1045) y en material tratado térmicamente de estos mismos aceros con el fin de reproducir las microestructuras que comúnmente se generan en la zona térmicamente afectada de las soldaduras de estos materiales. Los resultados obtenidos con la técnica de ultrasonido implementada muestran un mejor ajuste en comparación con los obtenidos al utilizar la técnica de observación visual (método propuesto por el estándar), además que la precisión fue mayor. Adicionalmente, la utilización de esta técnica permitió obtener buenos resultados con un grado de dificultad menor. De esta forma se demuestra el potencial que tiene la técnica implementada como sustituto de los métodos incluidos en el estándar.