Ensayos por ultrasonidos

La medición manual de espesores por ultrasonidos es una técnica en la que se utiliza energía sonora de alta frecuencia para realizar inspecciones y medir espesores. Consiste en hacer incidir un haz de rayos sobre el objeto que se desea inspeccionar, perpendicularmente a la superficie, y en medir el tiempo que transcurre desde que se emite el rayo hasta que vuelve. Esta información cuantificable puede recopilarse para detectar cambios localizados o generales en el espesor de las paredes.

La inspección por ultrasonidos con ondas de corte es una técnica que consiste en utilizar ángulos predefinidos para identificar anomalías bajo la superficie que no se encuentran directamente debajo del propio transductor. Los defectos de los materiales o las soldaduras reflejan la energía ultrasónica de nuevo hacia el transductor y se presentan en forma de escaneos tipo A-scan en los que los operadores pueden analizar la información relevante sobre la integridad de los componentes.

La técnica de escaneo automatizado de ultrasonidos con c-scan utiliza escáneres de ultrasonidos y mecánicos para obtener una amplia vista en planta del componente que se está examinando. Las vistas en planta se suelen mostrar en forma de mapas donde los espesores obtenidos en la zona de inspección se codifican por colores. Utilizando codificadores calibrados de dos ejes se genera un mapa a escala para medir las longitudes y anchuras de los defectos detectados.

Applus+ ha desarrollado procedimientos de inspección con EMAT cuya eficiencia ha quedado demostrada y que respetan las normas aplicables. Formamos y evaluamos a nuestros técnicos de forma rigurosa, tanto interna como externamente, en recogida de datos y en su interpretación.

Las inspecciones por ondas guiadas están reconocidas en el sector como una tecnología eficaz de inspección de tuberías, capaz de analizar zonas dañadas de gran extensión. Gracias a las pequeñas dimensiones de los sensores y las bandas, ahora es posible acceder a zonas que antes quedaban ocultas por el material de aislamiento o de recubrimiento o que no podían inspeccionarse por su difícil acceso, lo que reduce los esfuerzos de desplazamiento que tienen que realizar los clientes. Las recientes mejoras tecnológicas han hecho posible extender el uso de las inspecciones por ondas guiadas a una gran variedad de entornos y de temperaturas. Además, los resultados obtenidos pueden analizarse in situ, lo que permite a los técnicos centrar sus esfuerzos en las zonas de interés y reducir los costes totales de evaluación del sistema.

El sistema de inspección con sonda interna giratoria IRIS (Internal Rotating Inspection System) puede aplicarse tanto a materiales ferrosos como no ferrosos, e incluso a materiales no conductores como los plásticos, permite medir con precisión los espesores remanentes de tubos. Esta técnica es más precisa que otros métodos de inspección de tubos y tiene la ventaja de que proporciona información sobre la geometría de los defectos. Además, permite medir defectos locales y pérdidas de material de las paredes de ambos lados de los tubos. También es posible medir sin limitaciones aquellos defectos situados debajo de las placas de soporte. La sonda utilizada en los análisis IRIS está formada por un dispositivo de centrado, un transductor de ultrasonidos y un espejo giratorio. En el transductor, que se encuentra montado axialmente a la muestra, se genera un pulso de ultrasonidos; a continuación, un espejo situado en la sonda lo desvía 45° para guiarlo hacia la pared del tubo. Posteriormente, los ultrasonidos se reflejan (se produce un eco) en las paredes internas y externas del tubo y finalmente estos ecos reflejados vuelven al equipo, que los procesa. El tiempo transcurrido entre la recepción de estos dos ecos representa el espesor de la pared del tubo. Una vez conocida la velocidad del sonido a través del material que se está examinando, es posible calcular el espesor de la pared. Se utiliza agua para rotar el espejo de la sonda y como medio de acoplamiento entre el transductor y la pared del tubo. Antes de la inspección, se comprueba la respuesta del sistema IRIS con un elemento de calibración normalizado, de material y dimensiones idénticos a los de los tubos que se desea examinar. También es necesario que los tubos presenten un grado adecuado de limpieza.

La técnica de Ultrasonido por Arreglo de Fases proporciona una solución rápida y fiable de caracterización y detección de defectos, con diferentes vistas simultáneas. En esta tecnología se dispara una rápida sucesión de componentes diferentes que generan haces de ultrasonidos que pueden desviarse, enfocarse o con los que se pueden realizar barridos electrónicamente. La inspección se lleva a cabo simultáneamente desde diferentes ángulos, lo que genera un ahorro importante y produce resultados que pueden quedar registrados, para analizarlos en mayor detalle o para utilizarlos en futuras inspecciones. Esta técnica cuenta con multitud de aplicaciones, entre las que se incluyen inspecciones de la calidad de las soldaduras, generación de mapas de corrosión o inspecciones de materiales compuestos y de componentes de geometría compleja. Gracias a su precisa planificación del escaneado y a la posibilidad de desviar los haces, aumenta la probabilidad de detectar defectos, mientras que los tiempos de inspección se reducen al mínimo.

DTI Trekscan es el primer equipo flotante de inspección en línea diseñado para atravesar codos unidimensionales (1D) adosados, con una velocidad óptima de un metro por segundo (3,6 km/h). Puede utilizarse en tuberías que anteriormente se consideraban no inspeccionables con robots automáticos. El equipo bidireccional mide los ecos de retorno de un haz ultrasónico transmitido. El tiempo que tarda en recibir un eco proporciona información muy precisa de los espesores remanentes de la pared y permite detectar, caracterizar y medir las dimensiones de las anomalías originadas por la pérdida de metal. El equipo, que emplea los últimos avances en tecnología ultrasónica y un transductor-portador de alta densidad, se puede utilizar con la mayoría de los productos petrolíferos refinados, agua y crudo como medio.

La extrapolación del campo de onda inverso (IWEX) es una técnica de inspección por ultrasonidos con captura de matriz completa en la que se graban barridos para cada uno de los elementos de un transductor multielementos. Dichos barridos se procesan de una manera similar a la utilizada en el procesamiento de datos sísmicos y de imágenes médicas. Los avances en los soportes físicos y el software de procesamiento informático posibilitan la utilización de estas técnicas en tiempo real sobre el terreno.

El sistema Rotoscan fue desarrollado internamente por Applus+ RTD para inspeccionar soldaduras circunferenciales durante la construcción de canalizaciones de tuberías de larga distancia, tanto en tierra firme como en el mar. El sistema Rotoscan detecta y mide imperfecciones en las soldaduras y en la zona conexa afectada por el calor y determina tanto su longitud circunferencial como su espesor. El sistema combina un bajo porcentaje de falsas llamadas con capacidades de medición de las dimensiones de defectos, una presentación en color fácil de utilizar con software adaptable y almacenamiento de resultados.

En las plantas hay varias zonas donde podría producirse una fuga como consecuencia de la existencia de corrosión oculta. A estas zonas se las conoce como "difíciles de inspeccionar" y corresponden a equipos y tuberías parcialmente enterradas, interfaces tierra a aire, interfaces cemento a aire, tuberías encofradas en tubos de revestimiento o cemento, puntos de contacto entre los soportes y los equipos y zonas críticas en el interior de los tanques de almacenamiento. A menos que los equipos se eleven, se retiren de servicio o se desentierre, el propietario o el usuario normalmente no son conscientes de la presencia de problemas. La técnica LORUS (Long-Range Ultrasonics) es capaz de detectar la corrosión externa o interna en materiales ferrosos o no ferrosos a una distancia de hasta 90 cm (3 pies), en función del material y el estado de su superficie, la corrosión que presente, sus recubrimientos y su temperatura.

La técnica de Difracción por Tiempo de Vuelo (TOFD, time-of-flight diffraction) normalmente se emplea en combinación con aplicaciones que utilizan técnicas de Arreglo de Fases como herramienta de inspección rápida que permite detectar y conocer las dimensiones de las imperfecciones en soldaduras circulares y axiales. Las inspecciones mediante TOFD se realizan situando dos transductores en lados opuestos de la zona que se desea examinar para, a continuación, refractar las ondas sonoras hacia la muestra, con ángulos adecuados para el espesor del componente.