Las pruebas ultrasónicas (UT) son un método de pruebas no destructivas (NDT) ampliamente utilizado que emplea ondas sonoras de alta frecuencia para inspeccionar materiales en busca de fallas internas, medir el espesor y evaluar la integridad de las estructuras. Para realizar pruebas ultrasónicas de forma eficaz, se requieren varios equipos, cada uno de los cuales desempeña un papel fundamental en el proceso. A continuación se muestra una explicación detallada del equipo necesario para las pruebas ultrasónicas, cómo funciona y su importancia en el proceso de prueba.
1. Detector o probador de fallas ultrasónico
Eldetector de fallas ultrasónicoes el equipo central en las pruebas ultrasónicas. Genera, controla y procesa las señales ultrasónicas utilizadas para inspeccionar materiales. Este dispositivo normalmente incluye varios componentes clave:
Generador de impulsos: El detector de defectos contiene un generador de impulsos que produce impulsos eléctricos de alta frecuencia. Estos pulsos se convierten en ondas sonoras ultrasónicas mediante el transductor (que se analiza a continuación).
Receptor y amplificador: El receptor del detector de defectos captura los ecos ultrasónicos reflejados por el material que se está probando. Estos ecos se amplifican para su posterior análisis.
Unidad de visualización: Los detectores de defectos modernos tienen una pantalla digital o gráfica que muestra los resultados del escaneo ultrasónico. La pantalla a menudo toma la forma de unescaneo A, escaneo B, oescaneo C, cada uno de los cuales proporciona diferentes representaciones visuales de los datos. El operador interpreta la salida visual para identificar fallas internas, medir el espesor del material o detectar discontinuidades.
Algunos detectores de fallas ultrasónicos avanzados también incluyen almacenamiento de datos digitales, software de análisis y pantallas táctiles para un uso más fácil y una mayor precisión. Estos dispositivos portátiles se utilizan en una amplia gama de industrias, desde la aeroespacial hasta la manufacturera.
2. Transductor ultrasónico
Eltransductor ultrasónicoEs un componente crítico que convierte las señales eléctricas del detector de fallas en vibraciones mecánicas (ondas sonoras) y nuevamente en señales eléctricas cuando recibe ecos. Los transductores están disponibles en varios tipos, según la aplicación y el material que se prueba:
Transductores de contacto: Se colocan directamente sobre la superficie del material que se inspecciona. Los transductores de contacto se utilizan normalmente para mediciones de espesor y detección de defectos en materiales sólidos como metales y plásticos.
Transductores de inmersión: Los transductores de inmersión se utilizan en un tanque o baño lleno de agua, donde tanto el transductor como el material están sumergidos. El agua sirve como medio para las ondas ultrasónicas, lo que permite una mejor transmisión y una atenuación reducida, especialmente en materiales de formas complejas.
Transductores de haz angular: Estos transductores emiten ondas ultrasónicas en ángulo, lo que resulta útil para inspeccionar soldaduras y otras áreas donde los defectos pueden estar orientados en ángulo con respecto a la superficie.
Transductores de elemento dual: Estos transductores tienen dos elementos separados: uno para enviar ondas ultrasónicas y otro para recibir ecos. Son particularmente eficaces para detectar corrosión, picaduras y otros defectos superficiales.
3. acoplante
A acoplantees una sustancia que se aplica entre el transductor y la superficie del material que se está probando. Su propósito es facilitar la transmisión eficiente de ondas ultrasónicas desde el transductor al material eliminando cualquier espacio de aire que de otro modo reflejaría o dispersaría las ondas sonoras. Los acopladores comunes incluyen:
Agua: Utilizada como acoplante en pruebas de inmersión, el agua permite que las ondas sonoras viajen de manera más eficiente a través del material.
Geles y aceites: Para las pruebas de contacto, se aplican acopladores como gel de ultrasonido, aceite o grasa especializada para garantizar un buen contacto entre el transductor y el material de prueba. Estos acopladores son esenciales para prevenir la pérdida de señal y mejorar la precisión de la prueba.
4. Bloques de calibración
Bloques de calibraciónSon piezas de material estandarizadas que se utilizan para calibrar equipos de prueba ultrasónicos. Son esenciales para garantizar que el detector de fallas y los transductores funcionen correctamente y proporcionen resultados precisos. Los bloques de calibración suelen estar hechos del mismo material que el objeto de prueba y contienen defectos o espesores conocidos.
Bloques de calibración estándar: Estos bloques tienen geometrías específicas, incluidas superficies planas y orificios, que se utilizan para establecer puntos de referencia para detectar fallas o medir espesores.
Bloques de calibración personalizados: En algunos casos, se fabrican bloques de calibración personalizados para que coincidan con el material y la geometría exactos del objeto que se está probando, lo que garantiza la máxima precisión en las inspecciones.
La calibración adecuada del equipo UT es crucial para obtener mediciones precisas y resultados de pruebas consistentes. Los operadores utilizan las propiedades conocidas del bloque de calibración para ajustar la configuración del detector de fallas, asegurando la precisión del sistema.
5. Muestra o pieza de prueba
Elmuestra de pruebao parte es el material o estructura que se está inspeccionando. Las pruebas ultrasónicas se pueden aplicar a una amplia variedad de materiales, incluidos metales, compuestos, plásticos, cerámicas e incluso hormigón. Las aplicaciones comunes incluyen la inspección de soldaduras, tuberías, componentes de aeronaves y recipientes a presión. El estado de la superficie (limpieza, rugosidad, etc.) y las propiedades del material, como la densidad y la elasticidad, afectan la calidad de la inspección ultrasónica, por lo que la preparación adecuada de la muestra de ensayo es esencial.
6. Estándares de referencia
Estándares de referenciaSon pautas o puntos de referencia específicos que se utilizan para interpretar los resultados de las pruebas ultrasónicas. Estos estándares varían según la industria y la aplicación, pero son cruciales para garantizar que la prueba cumpla con los requisitos reglamentarios o los estándares de control de calidad.
Estándares de la industria: Muchas industrias, como la aeroespacial, la automotriz y la de la construcción, han establecido estándares para pruebas ultrasónicas, que dictan los requisitos mínimos para la detección de fallas, el espesor del material y los procedimientos de prueba.
Especificaciones del cliente: En algunos casos, las pruebas ultrasónicas deben cumplir estándares específicos del cliente, especialmente en industrias con requisitos de seguridad críticos.
7. Software de registro e informes de datos
Muchas máquinas de prueba ultrasónicas modernas vienen consoftware de registro y generación de informes de datosque permite a los operadores registrar, almacenar y analizar los resultados de las pruebas. Este software es particularmente importante para inspecciones complejas o cuando las pruebas son parte de un proceso de control de calidad más amplio. Permite a los operadores realizar un seguimiento de los resultados a lo largo del tiempo, producir informes de inspección detallados y compartir datos con ingenieros o agencias reguladoras.
Software de análisis: Este software puede realizar análisis avanzados de los datos ultrasónicos, como imágenes 3D o caracterización de defectos.
Generación de informes: Muchos sistemas incluyen herramientas integradas para generar informes de inspección, incluidas representaciones visuales de los resultados de las pruebas y datos estadísticos.
8. Equipo de protección personal (EPP)
Si bien las pruebas ultrasónicas en sí mismas son un proceso seguro,equipo de protección personal (EPP)A menudo se requiere cuando se realizan pruebas en entornos industriales. Dependiendo del entorno de prueba, los operadores pueden necesitar:
guantes de seguridadygafas protectoraspara proteger contra cualquier peligro al manipular maquinaria o muestras de prueba.
Protección auditiva, especialmente cuando se trabaja en entornos ruidosos como fábricas o sitios de construcción.
Ropa protectorao batas de laboratorio en ciertos entornos donde la exposición a sustancias químicas o desechos puede representar un riesgo.