Entre las pruebas no destructivas (Non-Destructive Testing: NDT), utilizadas de forma generalizada en la construcción y el mantenimiento de estructuras, se destaca el principio de medición por ultrasonido como método NDT para diversos materiales.
Por Elcometer
Elcometer Limited cuenta con medidores para pruebas no destructivas en su división ElcometerNDT. Estos utilizan el principio de tiempo de vuelo por ultrasonido y cuentan con el apoyo del software de gestión de datos ElcoMaster™ 2.0. Este software permite una gestión de datos sencilla y eficiente para la transferencia de datos registrados, la organización y el archivo de dichos datos, y el desarrollo de análisis adicionales para la toma de decisiones. También dispone de funciones para la creación y publicación de informes electrónicos que pueden imprimirse y distribuirse como archivos electrónicos.
Los medidores por ultrasonido constan de dos partes principales: el transductor y el medidor. Además de la gama de medidores electrónicos, ElcometerNDT ofrece más de 450 sondas de transductor sencillas y dobles para procesos de inspección tanto de espesor de materiales como de detección de fallas.
Dichos transductores están disponibles en frecuencias de medición, diámetros y conexiones diversos para atender las necesidades de prácticamente todas las aplicaciones de medición por ultrasonido, al tiempo que se encuentran disponibles para mediciones en materiales a temperaturas de hasta 480°C (900°F). Varios de estos transductores están diseñados para cumplir los requisitos específicos de medidores concretos, mientras que otros son de uso general. La elección del transductor depende de las circunstancias específicas de la aplicación de medición.
Software de gestión de datos
El software se suministra con la mayoría de los medidores de la división mencionada, particularmente con aquellos que cuentan con capacidad de registro de datos (data-logging: DL). El software también puede obtenerse como descarga gratuita de los sitios web www.elcometerndt.com o www.elcometer.com.
La comunicación con la gama de medidores se realiza a través de la interfaz o puerto de datos RS232, que se encuentra incorporado en los medidores que incluyen la función de registro de datos o que requieren que la comunicación de información, como la velocidad del sonido en un material específico, se cargue en el medidor.
La conexión del medidor al software es una tarea sencilla y el software guía al usuario a lo largo del proceso de manera que el medidor conectado mediante cable de interfaz RS232 pueda comunicarse con el ordenador host. Una vez conectado, los datos pueden transferirse como lotes individuales o como memoria completa visualizable a través del software.
Opciones de medidor NDT
Los medidores por ultrasonido cubren la gama completa, desde el medidor de velocidad de mano sencillo VG10 hasta los pequeños pero potentes detectores de fallas FD700+ y FD700DL+.
El VG10 es un medidor que permite determinar la velocidad del sonido en un material desconocido. También puede emplearse para determinar la homogeneidad de un componente de espesor conocido.
El CG10 y el CG20 son medidores de velocidad fijos para la medición del espesor de un solo material. El CG10 dispone de una sola velocidad calibrada de antemano para el espesor del acero. El CG 20 cuenta con dos parámetros de velocidad programables por el usuario, con valores predefinidos para aluminio, acero, acero inoxidable, fundición de hierro, Plexiglass, PVC y poliuretano, y puede utilizarse para medir el espesor de componentes fabricados con estos materiales.
Los medidores CG30, CG50 y CG50DL pueden ajustarse in situ al material que se desea medir y disponen de un modo de exploración de alta velocidad que permite tomar 16 lecturas por segundo. Ello permite al usuario explorar rápidamente un área para identificar el área menos espesa. El CG50DL cuenta con capacidad completa de registro de datos y puede almacenar hasta 1.000 lecturas de espesor, que pueden transferirse posteriormente mediante el puerto de datos RS232 al ordenador en el que se ejecuta el software.
Tanto el CG60 como el CG60DL disponen de modos de medición por ultrasonido, modo Pulse-Echo (PE) y modo Echo-Echo (EE) ThruPaint™, y la opción DL cuenta con memoria para un máximo de 1.000 lecturas. PE es el modo de medición normal que mide el tiempo de vuelo desde la sonda, a través del material y de vuelta a la sonda tras reflejarse en la pared posterior. El modo EE ignora la energía de ultrasonido reflejada por un revestimiento en la superficie del material y mide únicamente el grosor del material situado debajo del revestimiento.
Los medidores CG70BDL y CG70ABDL ofrecen una representación gráfica de un corte de sección de la muestra en una pantalla amplia y fácil de leer. El CG70ABDL también incluye una pantalla A-scan que permite una interpretación completa de la medición por ultrasonido. Esta unidad toma 32 lecturas por segundo en modo de exploración y almacena hasta 12.000 lecturas junto con sus formas de onda.
Los modelos CG100B, CG100BDL, CG100ABDL y CG100ABDL+ ofrecen una gama completa de modos de medición para muestras con revestimientos complejos, así como un conjunto completo de opciones de configuración que permiten una flexibilidad máxima.
El UG20DL es un medidor bajo agua para espesor de materiales y revestimientos. Es sumergible hasta una profundidad de 300 metros (1.000 pies). Este medidor utiliza la configuración de medición creada en el software y cargada en el medidor en su funda sumergible. Ello permite su uso bajo el agua mediante un solo botón, con una capacidad de almacenamiento de datos de hasta 5.000 lecturas y formas de onda (A-scans).
Los modelos PG70, PG70DL y PG70ABDL son medidores de espesor de materiales por ultrasonido para la medición de materiales delgados en el rango de 0,15 a 25,4 mm, dependiendo del tipo de material y del transductor seleccionado. La opción PG70DL tiene capacidad para 1.000 lecturas, 10 lotes de hasta 100 lecturas en cada lote, mientras que el PG70ABDL tiene capacidad para 12.000 lecturas con formas de onda.
Los modelos FD700+ y FD700DL+ son detectores de fallas pequeños pero muy potentes, con prestaciones avanzadas de medición de espesor de materiales. Cuentan con un kit completo de herramientas de detección de fallas que permiten una detección de fallas rápida y precisa, lo que resulta idóneo para la inspección de soldaduras, forjados o materiales compuestos.
Los modelos BG80DL y BG80TDL son medidores diseñados para medir la elongación, carga, estrés y tensión porcentual de un tornillo bajo carga. Los monitores de tensión de tornillos de la serie BG80 miden la elongación de un tornillo que tiene lugar cuando se aprieta la tuerca mediante el tiempo de vuelo ultrasónico de un pulso de energía sonora a lo largo del tornillo.
Este método de medición no se ve afectado por los factores de fricción o resistencia que afectan a la precisión de las mediciones de par de torsión, y existe una opción de compensación de temperatura que puede utilizarse para eliminar cualquier error que pudiera derivarse del cambio de las condiciones durante la prueba con respecto a las condiciones de calibración. La opción DL tiene capacidad para un máximo de 8.000 lecturas y formas de onda.
Los monitores de tensión de tornillos utilizan un paquete de software especial denominado Bolt Link que se suministra junto a estos medidores.
Los monitores de tensión de tornillos son idóneos para determinar la tensión de tornillos en rebordes de tuberías.
Diagrama esquemático del principio de medición de la tensión de tornillos del BG80
Funcionamiento del software
Además de la transferencia y gestión de conjuntos de datos, el software puede utilizarse para transferir información a los medidores. Por ejemplo, la velocidad del sonido en el material que se desea inspeccionar puede configurarse en el software y transferirse a los medidores sencillos a través de RS232.
En el caso de medidores con especificaciones superiores, es posible crear y transferir la configuración completa a otros medidores, incluidos parámetros de detección de fallas como TRIG para la localización de fallas, DAC para la creación de curvas DAC que informan del tamaño de una determinada falla, y AWS para la determinación automática del tamaño de defectos. Estas configuraciones también pueden transferirse como archivos mediante correo electrónico a otras ubicaciones para su carga en otros medidores a través del software.
El software utiliza el concepto de archivo de trabajo, lo que permite asociar la información de un conjunto de medidores a un mismo trabajo. También es posible crear dos tipos de formatos de registro de datos: el registro secuencial de matrices lineales de datos, como una sola línea a lo largo del eje de una tubería, o el registro de cuadrícula, con un número determinado de columnas y filas, idóneo para mediciones alrededor de la circunferencia de una sección de tubería.
Una vez que los datos se transfieren desde la memoria del medidor, es posible añadir notas, fotografías y documentos a un lote concreto para completar el contenido del informe resultante. Es posible conservar junto a los datos documentos sobre especificaciones, instrucciones de trabajo o información de seguridad para facilitar al operador el acceso a dicha información.
En el caso de los medidores por ultrasonido con prestaciones A-scan y/o B-scan, el software muestra la exploración asociada a una lectura concreta, que puede transferirse a un informe como imagen empleando la función de fotografía del generador de informes.
Si es preciso, puede modificarse el nombre del lote para facilitar su identificación y pueden utilizarse etiquetas de proyecto y de lote para anotar los datos para análisis posteriores, al tiempo que la combinación de lotes se asocia a un trabajo concreto.
También es posible realizar análisis adicionales de los datos transferidos. Pueden establecerse o modificarse los límites, al tiempo que puede mostrarse una representación gráfica de los datos con códigos por colores: rojo para fuera del límite, amarillo para advertencia de límite y verde para lecturas dentro del límite.
El formato de los informes puede personalizarse con logotipos de empresa y otra información pertinente. Además, el usuario puede determinar el contenido y la posición de los datos, el resumen de los datos, los gráficos, las fotografías, etc., que posteriormente pueden emplearse como plantilla para futuros informes.
Conclusión
Al inspeccionar tuberías, ya sea durante su construcción o durante su vida de servicio para fines de mantenimiento, las pruebas por ultrasonido constituyen una importante técnica de comprobación no destructiva. La gestión de los datos generados por dichas pruebas se ha convertido en un aspecto importante, tanto por lo que se refiere a la precisión de los datos como por lo que se refiere al tiempo invertido en la elaboración de informes.
La gestión de datos mediante software es precisa, ya que no presenta errores de transcripción, además de rápida, dado que utiliza el cable para transferencia de datos electrónicos. El proceso de elaboración de informes se facilita gracias al software de gestión de datos y, mediante el uso de Cloud Computing, estos datos pueden intercambiarse rápida y fácilmente entre instalaciones, países o incluso continentes.
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