Tipos de Ensayos No Destructivos
Los distintos tipos de ensayos no destructivos son frecuentemente complementarios, esto permite obtener las ventajas y características de múltiples tecnologías al momento de ejecutar una inspección.
Los ensayos no destructivos (END) son una combinación de diversas técnicas de inspección que pueden ser utilizadas individualmente o de manera conjunta con la finalidad de evaluar la integridad y las propiedades de un material, de un componente o de un sistema. Los controles en ensayos no destructivos permiten inspeccionar sin dañar las piezas en el proceso. En otras palabras, una pieza en la cual se utilice una o varias de estas técnicas puede seguir siendo utilizada una vez que el proceso de inspección haya terminado. Es por ello que los END son frecuentemente utilizados para la detección, la caracterización y el dimensionamiento de las discontinuidades inherentes a un componente y, asimismo, de aquellas asociadas a los mecanismos de desgaste y degradación. Los ensayos no destructivos son regidos por diferentes códigos y normas según el tipo de industria y el país, como por ejemplo: Society for Mechanical Engineers (ASME), ASTM International, COFREND, Association Canadienne de Normalisation (CSA), Canadian General Standards Board (CGSB), American Society for Nondestructive Testing (ASNT), etc.
Tipos de ensayos no destructivos utilizados con mayor frecuencia
Existen un gran número de métodos de END aplicables a cada industria, cada uno de ellos poseedor de sus propias ventajas y limitaciones; sin embargo, existen 6 métodos que son los utilizados con mayor frecuencia: Control por ultrasonido (UT), radiografía (RT), control electromagnético (ET), partículas magnéticas (MT), líquidos penetrantes (PT) e inspección visual (VT).
Adicionalmente existen otras técnicas como la inspección por emisión acústica (AE), inspección por ondas guiadas (GW), inspección por láser (LM), el control por resonancia acústica (ART), pruebas de fuga (LT), control de fuga de flujo magnético (MFL), análisis vibracional (VA), prueba de radiación infrarroja (IR), etc. Más adelante en este artículo encontrará definiciones más precisas de algunas de estas técnicas avanzadas y convencionales.
Designaciones de las técnicas en END
Las designaciones de estas técnicas indican generalmente el principio científico y/o el fenómeno físico al cual se relacionan o inclusive al equipo utilizado para realizar la inspección. Por ejemplo, el control por ultrasonido se basa en la propagación de ondas ultrasónicas a través de un material mientras que las partículas magnéticas funcionan bajo la observación del alineamiento de partículas muy finas que son afectadas por la aplicación de un campo magnético.
Definiciones de algunas técnicas de inspección END
Ultrasonidos multielementos (PAUT)
La inspección por ultrasonidos multielementos, comúnmente llamados Phased Array, se basa en los mismos principios físicos que se aplican a la inspección por ultrasonidos convencionales. La diferencia reside, principalmente, en la configuración de las sondas, así como la electrónica de las máquinas. Saber más
Prueba de calibración: ultrasonidos automatizados (AUT) con el PipeWizard
Ultrasonidos automatizados (AUT)
La inspección por ultrasonidos automatizada (AUT, o Automated Ultrasonic Testing) consiste en un sistema de inspección motorizado, el escáner, que garantiza el movimiento automático de un montaje de sondas, así como el seguimiento en tiempo real de sus posiciones. Una de las primeras aplicaciones a escala industrial de esta técnica fue la inspección de las soldaduras circunferenciales de tuberías en reemplazo de la radiografía. Además de las soldaduras, la técnica AUT resulta una solución ideal para la detección de corrosión en estructuras inaccesibles mediante la realización de cartografías completas. Saber más
Ultrasonidos convencionales (CUT)
La inspección por ultrasonidos convencionales (CUT) es un método que utiliza una sonda compuesta de un elemento piezoeléctrico capaz de deformarse y generar ondas sonoras a muy alta frecuencia, que se propagan en un material dado según una velocidad específica. La inspección por ultrasonidos convencionales se utiliza para la medición de espesores, la inspección de soldaduras, así como la detección de laminaciones y corrosión. Saber más
Time-Of-Flight Diffraction (TOFD)
La inspección TOFD (Time-of-Flight Diffraction) es una técnica que se basa en el tiempo de vuelo de las ondas, así como su difracción en la extremidad de un obstáculo que se encuentra en el material a inspeccionar. La técnica TOFD es reconocida por el alto nivel de precisión que ofrece durante el dimensionamiento de las indicaciones que se encuentran en el cuerpo de las soldaduras, por lo que a menudo se utiliza como método complementario de los ultrasonidos multielementos. Saber más
Full Matrix Capture (FMC)
La Full Matrix Capture (FMC) es un método avanzado de adquisición y reconstrucción de datos colectados durante la aplicación de los ultrasonidos multielementos. La FMC se basa en el principio de focalización sintética, que se puede tratar por algoritmos que permiten obtener visualizaciones cercanas a la realidad. Saber más
Corrientes de Foucault convencionales
La inspección por corrientes de Foucault se basa en la interacción entre una fuente de campo magnético, una bobina y el material eléctricamente conductor que se debe inspeccionar, lo cual se traduce en una inducción de corrientes de Foucault o inducción electromagnética. Saber más
Corrientes de Foucault multielementos (ECA)
La inspección por corrientes de Foucault multielementos representa la evolución de la técnica CF convencional. La técnica ECA ofrece una cobertura de superficie más amplia gracias al montaje de numerosas bobinas que aumentan también la sensibilidad para la detección de defectos. Saber más
Corrientes de Foucault tangenciales (TEC)
Corrientes de Foucault tangenciales (TEC): detección y la caracterización de las fisuras
La inspección por corrientes de Foucault tangenciales es otra técnica basada en la inducción electromagnética. La principal diferencia con las CF convencionales reside en que la orientación de las bobinas es tangencial a la superficie. La determinación de la profundidad de los defectos se facilita gracias al hecho de que las corrientes de Foucault se crean en dirección perpendicular a la superficie. Saber más
Corrientes de Foucault por impulsos (PEC)
La inspección mediante las corrientes de Foucault por impulsos es un método de avanzada que se basa en la penetración del campo magnético a través de las capas de recubrimiento para alcanzar la pared del material que se debe inspeccionar e inducir las corrientes de Foucault. Las principales aplicaciones son la detección de corrosión debajo de materiales calorífugos (CUI), ignífugos (CUF) y de costras (scabs). Saber más
Small Control Area Radiography (SCAR)
El método Small Control Area Radiography (SCAR) se basa en la utilización de un instrumento de exposición compacto. El método SCAR permite establecer una zona limitada más pequeña y menos restrictiva para los empleados que trabajan en proximidad, lo que aumenta la productividad global de los equipos de radiografía, sobre todo en zonas difíciles. Debido a que el método SCAR minimiza ciertas zonas de exclusión, se incrementa la posibilidad de llevar a cabo operaciones simultáneas en la misma zona. Saber más
Flujo magnético disperso (MFL)
La inspección mediante el flujo magnético disperso (MFL, o Magnetic Flux Leakage) se basa en el electromagnetismo y la medida de los cambios de permeabilidad. El análisis del campo disperso confirma la presencia de defectos debidos a pérdidas volumétricas causadas por la corrosión o de defectos superficiales como las fisuras. Saber más
Conclusión
Debido al gran y diverso número de técnicas de inspección que existe actualmente y tomando en cuenta que cada una de ellas cuenta con características particulares, es importante comprender que ciertas tecnologías pueden adaptarse muy bien a una aplicación pero ser ineficaces para otras. Por ejemplo, algunos métodos se limitan a la examinación de superficies mientras que otros permiten realizar la inspección volumétrica integral de una pieza. Paralelamente, las técnicas de inspección son frecuentemente complementarias, esto permite obtener las ventajas y características de múltiples tecnologías al momento de ejecutar una inspección. En consecuencia, la etapa de selección del método apropiado de inspección es muy importante para lograr la optimización de los resultados de una inspección END. Contar con un buen asesoramiento es entonces primordial durante la etapa de elaboración del plan de una inspección.
Este texto fue redactado por el Ing. Elie.
Elie ha participado en numerosas campañas de inspección para diversas industrias. Dentro de ellas, tuvo la oportunidad de participar en el análisis, recolección de datos, apoyo in situ, escritura técnica y de procedimientos, así como también en la revisión de procesos de inspección para los componentes de centrales nucleares, estructuras de acero, recipientes a presión, puentes ortótropos, piezas en composite, entre otros. Asimismo, Elie también se desarrolla como educador dictando clases de ultrasonidos convencionales a los miembros de la orden de ingenieros de Quebec. En el aspecto académico, obtuvo el grado profesional de ingeniero físico de la Universidad Laval en el año 2014 y desde esa fecha se desarrolla en el sector de ensayos no destructivos.
Sobre Nucleom
Mediante el ofrecimiento de una vasta gama de servicios en ensayos no destructivos, Nucleom propone soluciones que permiten aumentar significativamente la rapidez y la confiabilidad de las inspecciones de equipos críticos. Nucleom optimiza la aplicación de ensayos no destructivos para mantener el funcionamiento y asegurar la integridad de infraestructuras esenciales tales como los reactores nucleares y los ductos. En Canadá y en el resto del mundo, nuestro equipo realiza ensayos especializados, particularmente sobre la tecnología canadiense CANDU reconocida mundialmente, con la finalidad de velar por la seguridad de estos importantes equipos integrando principios de responsabilidad social y medio ambiental. Los ensayos no destructivos, comúnmente denominados END, permiten calificar la integridad e identificar las discontinuidades de una pieza industrial sin alterarla.
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