Para las soldaduras de metalesausteníticos y disimilares, los conjuntos desondasphased array de pulso-eco estándar no proporcionan la capacidad de inspección necesaria para lograr los resultados deseados. Las técnicas eficaces de inspección phased array para este tipo de soldaduras se basan normalmente en sondas Dual Matrix Array (DMA)de baja frecuencia (1,5 a 4 MHz ). Estas sondas constan de un transmisor y un receptor separados fijados a un conjunto de cuña intercambiable (véase la figura 1) y se utilizan principalmente para generarondas longitudinales para una mejor propagación a través del material de soldadura austenítico de grano grueso y las sucesivas interfaces acústicas. La configuraciónde doble emisor/receptor ofrece una mayor sensibilidad y una mejor relación señal/ruido gracias a la "convolución" de los haces del emisor y el receptor y evita los "ecos fantasma" causados por las reflexiones internas de la cuña. Además, la tecnología de matriz 2Dpermite optimizar el enfoque y la dirección del haz acústico y variar simultáneamente el ángulo de refracción y el ángulo de inclinación para mejorar la capacidad de detección de defectos mal orientados. Eddyfi Technologies desarrolla y fabrica sondas DMAestándar y personalizadas en sus instalaciones de State College (PA).
Figura 1: Conjunto de sondas de matriz doble (DMA)
Lacalidad y la eficacia de la inspección no sólo dependen del diseño de la sonda, sino también del rendimiento de la instrumentación y el software. Cypher es la plataforma robusta y portátil de ensayos por ultrasonidos phased array (PAUT) de Eddyfi, diseñada para inspecciones de alta velocidad sin comprometer la facilidad de uso (véase la figura 2). Con su interfaz intuitiva, software integrado y registro de datos a bordo, Cypher permite a los operarios desplegar y escanear más rápidamente, incluso en entornos exigentes.
Figura 2: Cypher, unidad compacta de ultrasonidos phased array
En esencia, Cypher es un dispositivo PAUT ultrarrápido capaz de utilizar el método de enfoque total (TFM) avanzado, difracción del tiempo de vuelo (TOFD), imágenes de ondas planas (PWI) y mucho más. Su rendimiento de imagen está diseñado para detectar y caracterizar los defectos más difíciles, con el respaldo de una pureza de señal que aporta una nueva confianza a cada exploración. Los inspectores pueden confiar en los datos, incluso en las geometrías y los materiales más complejos.Además, la calidad de la señal integrada no sólo es buena, sino que no admite concesiones. Cypher es más que una herramienta: es una plataforma de inspección.
La versión 1.1 de Cypher OS incorpora la compatibilidad con PAUTy técnicas avanzadas de enfoque para sondas de matriz 2D y DMA, además de otras nuevas funciones. La figura 3 muestra un ejemplo de la interfaz intuitiva que permite al operador implementar fácilmente todas las configuraciones de cableado habituales para arrays de matriz 2D, así como los parámetros del conjunto de cuña DMA. Al igual que las sondas de matriz lineal 1D, el software también incluye información visual sobre la configuración de cableado seleccionada y la generación de la ley focal, garantizando así un proceso de configuración rápido y fiable.
Figura 3: Interfaz de usuario de Cypher OS para la configuración de sondas DMA
Plane Wave Imaging (PWI) es una técnica de disparo avanzada que utiliza una apertura multielemento para la pulsación en lugar de disparar cada elemento individualmente, como la captura de matriz completa (FMC). La recepción se realiza individualmente con cada elemento. La secuencia de disparo suele consistir en múltiples leyes focales, con ángulos variables. Al igual que para el disparo FMC, las imágenes TFM pueden generarse a partir de las señales A-scan sin procesar en directo durante la inspección. La adquisición de datos PWI presenta varias ventajas en comparación con el registro de datos FMC. El pulso emitido desde la apertura completa tiene más energía y es más direccional que unaexcitación de un solo elemento.Proporciona una mayor sensibilidad y una excelente relación señal/ruido a una mayor velocidad de exploración debido a una secuencia de disparo significativamente más corta.
El primer caso práctico es una soldadura en V de acero inoxidable 304 con un grosor de 1 pulgada, y analizaremos los datos de inspección de una sonda DMA de 2,25 MHz con una cuña TRL. Se insonifica una grieta en la punta de 5 mm de profundidad desde la superficie opuesta. La figura 4 muestra el plan de exploración para una inspección PWI-TFM multimodo en Cypher OS (se ha añadido la posición del defecto). Para cada uno de los modos de onda, se dispararon 13 pulsos.
Figura 4: Plan de exploración de Cypher OS para una inspección PWI-TFM multimodo
La figura 5 muestra los datos de la secuencia de escaneo PWI-TFM en la región de la grieta con 4 modos de onda simultáneamente. A la izquierda tenemos los modos LL-L en tándem y L-L directo, y a la derecha los modos T-T directo y TT-T en tándem. Todos los modos detectan claramente la grieta en la superficie lejana, tanto los modos SW como los modos LW, ya que la inspección se realizó a través del material base. El modo L-L directo permite realizar una medición precisa de la longitud y a través de la pared. Con una resolución de exploración de 1 mm, se puede alcanzar una velocidad de exploración de más de 60 mm/s para este examen multimodo, con una fidelidad de amplitud mejor que 0,3 dB para todos los marcos TFM.
Figura 5: PC Cypher, datos de examen de la inspección multimodo PWI-TFM
Cypher también es capaz de ejecutar FMC-TFM y FMC-PCI simultáneamente. La figura 6 muestra las imágenes de una secuencia de exploración FMC en la misma región con 4 modos de onda directa simultáneamente: a la izquierda, tenemos los modos L-L con PCI y TFM, y a la derecha los modos T-T. Con secuencias de disparo FMC completas para 4 modos, se puede alcanzar una velocidad de exploración de aproximadamente 25 mm/s.
Figura 6: Cypher PC, datos de examen de la inspección multimodo FMC-TFM y FMC-PCI
El segundo caso de estudio de este artículo es una muestra con una soldadura de metal disímil CRA en una tubería de acero al carbono de 8 pulgadas NPS con revestimiento de acero inoxidable ID. El espesor de la pared es de aproximadamente 1,2 pulgadas. La soldadura contiene muescas circulares mecanizadas en el diámetro exterior y en el interior. La figura 7 muestra los datos del examen en Cypher PC, obtenidos con una sonda DMA de 4 MHz. Se realizó un PAUT estándar, utilizando un barrido sectorial con ondas longitudinales de 30 a 89 grados y centrándose en la línea central de la soldadura. Se puede observar que se detectan claramente tanto las muescas OD como las ID. En el caso de la muesca ID en la línea central de la soldadura, tanto el eco de la esquina como el de la punta son muy visibles, lo que permite un dimensionamiento preciso a través de la pared. Para este tipo de soldadura, es adecuado utilizar una frecuencia más alta porque la mayor parte de la trayectoria del sonido atraviesa el acero al carbono de grano fino.
Figura 7: Cypher PC, datos de examen de una soldadura CRA con sonda DMA de 4 MHz
En resumen, las técnicas de enfoque avanzadas y las secuencias de disparo innovadoras, como la PWI, están redefiniendo las posibilidades de la inspección de soldaduras austeníticas, proporcionando resultados más rápidos, nítidos y fiables. Combinando las sondas phased array adecuadas con las potentes funciones de Cypher 1.1, los operarios pueden lograr una eficacia y precisión inigualables en sus inspecciones. ¿Está listo para mejorar el rendimiento de sus inspecciones de soldaduras? Póngase en contacto con Eddyfi Technologies para saber cómo nuestros expertos y soluciones de vanguardia pueden ayudarle a superar sus retos de inspección más difíciles.