Ensayos por ultrasonidos vs. ultrasonidos por arreglo de fases (Phased Array): cómo elegir el método adecuado para la inspección de soldaduras

13/01/2022

    Los defectos dentro de los materiales pueden afectar significativamente el rendimiento del producto, ya que las impurezas y discontinuidades introducen tensiones adicionales. Por ello, la detección de estos defectos es fundamental para garantizar la integridad estructural. 

    El ensayo por ultrasonidos se basa en el principio de la reflexión de ondas sonoras. Un transductor emite ondas de sonido de alta frecuencia dentro de un material y, cuando estas ondas encuentran una interfaz, como un defecto o un límite del material, se reflejan de vuelta hacia un receptor. Este principio es similar a la ecolocalización utilizada por delfines y murciélagos para localizar objetos. 

    El UT se utiliza ampliamente para inspeccionar soldaduras a través de su espesor, permitiendo detectar defectos como porosidad (poros de gas), falta de fusión, grietas y pérdida de material debida a erosión o corrosión. 

    Para una inspección eficaz, el equipo de UT debe calibrarse cuidadosamente para asegurar que los reflectores (defectos) produzcan ecos detectables en la pantalla. La configuración también permite al inspector determinar la posición de un reflector en relación con la trayectoria del sonido. 

    Un requisito clave para la detección es la presencia de una interfaz definida desde la cual el sonido pueda reflejarse. Si un defecto absorbe la energía sonora en lugar de reflejarla, puede no ser detectado. Del mismo modo, el tamaño y la orientación de un reflector son críticos: 

    • Los defectos más pequeños son más difíciles de detectar y requieren mayor sensibilidad y una calibración adecuada. 
    • Los defectos orientados alejándose del haz de sonido pueden no reflejar energía de vuelta al transductor, lo que dificulta su identificación. 
       

    Para abordar estos desafíos, el UT convencional utiliza sondas con ángulos fijos (comúnmente 0°, 45°, 60° y 70°). Cada ángulo de sonda se enfoca en tipos específicos de defectos, pero a menudo se requieren múltiples barridos y cambios de sonda para lograr una cobertura completa. Los procedimientos de inspección, como los definidos por Applus+, están diseñados para tener en cuenta estas variables y garantizar resultados fiables. 

    Sin embargo, la creciente demanda de los clientes por una mejor calidad de datos, mayor eficiencia de inspección y trazabilidad ha impulsado la adopción de técnicas más avanzadas como los ensayos ultrasónicos por arreglo de fases (PAUT, Phased Array Ultrasonic Testing). 

    El PAUT se basa en los mismos principios fundamentales que el UT convencional, pero ofrece capacidades mejoradas mediante el control electrónico de múltiples elementos ultrasónicos. Esto permite inspecciones más flexibles y eficientes. 

    En comparación con el UT convencional, el PAUT ofrece varias ventajas: 

    • Registro permanente: Los sistemas PAUT pueden registrar datos de escaneo codificados, proporcionando un registro permanente y auditable de la inspección. 
    • Múltiples ángulos en una sola pasada: En lugar de usar una sonda de ángulo fijo, el PAUT puede barrer un rango de ángulos (típicamente de 35° a 75°) en una sola configuración. 
    • Reducción del tiempo de inspección: Al cubrir múltiples ángulos simultáneamente, se minimizan los cambios de sonda y los barridos repetidos. 
    • Mejor cobertura: Un rango de ángulos aumenta la probabilidad de detectar defectos independientemente de su orientación, a menudo en una sola línea de escaneo. 
       

    Además, el PAUT genera representaciones visuales del área inspeccionada, ofreciendo resultados más intuitivos y trazables en comparación con el UT convencional. Esto lo hace especialmente valioso para aseguramiento de calidad, auditorías e informes a clientes. 

    Por estas razones, el PAUT se está seleccionando cada vez más en lugar del UT convencional como método preferido para la inspección de soldaduras. 
     

    Por Grant Meredith 

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