A mesura que les pressions del mercat obliguen els fabricants de tubs a trobar maneres d'augmentar la productivitat tot respectant uns estàndards de qualitat estrictes, triar el millor mètode d'inspecció i sistema de suport és més important que mai. Tot i que molts productors de tubs confien en la inspecció final, en molts casos els fabricants utilitzen proves més amunt en el procés de fabricació per detectar materials o processos defectuosos a temps. Això no només redueix els ferralla, sinó que també redueix els costos associats a la manipulació de materials defectuosos. Aquest enfocament es tradueix en última instància en una major rendibilitat. Per aquestes raons, afegir un sistema d'assajos no destructius (END) a una fàbrica té sentit econòmic.
Molts factors (tipus de material, diàmetre, gruix de paret, velocitat del procés i mètode de soldadura o conformació del tub) determinen la millor prova. Aquests factors també influeixen en l'elecció de les característiques del mètode d'inspecció utilitzat.
La prova de corrents de Foucault (ET) s'utilitza en moltes aplicacions de canonades. Es tracta d'una prova de cost relativament baix i es pot utilitzar en aplicacions de canonades de paret fina, normalment de fins a 0,250 polzades de gruix. És adequada per a materials magnètics i no magnètics.
Els sensors o bobines de prova es divideixen en dues categories bàsiques: envoltants i tangencials. Les bobines envoltants inspeccionen tota la secció transversal del tub, mentre que les bobines tangencials només inspeccionen la zona soldada.
Les bobines envoltants detecten defectes a tota la tira entrant, no només a la zona de soldadura, i solen ser més efectives quan es proven mides inferiors a 2 polzades de diàmetre. També toleren la deriva del coixinet. Un desavantatge important és que passar la tira entrant pel molí requereix passos addicionals i una cura addicional per passar-la a través de la bobina de prova. A més, si la bobina de prova s'ajusta bé al diàmetre, una soldadura fallida pot fer que el tub s'obri, danyant la bobina de prova.
Les bobines tangents examinen una petita porció de la circumferència del tub. En aplicacions de gran diàmetre, l'ús de bobines tangencials en lloc de bobines envoltants generalment produeix una millor relació senyal-soroll (una mesura de la força del senyal de prova en relació amb un senyal estàtic en segon pla). Les bobines tangents tampoc requereixen rosques i són més fàcils de calibrar fora del molí. L'inconvenient és que només comproven la zona de soldadura. És adequat per a canonades de gran diàmetre i es pot utilitzar per a mides petites si la posició de la soldadura està ben controlada.
Qualsevol tipus de bobina pot provar discontinuitats intermitents. Les proves de defectes, també conegudes com a proves de buit o discrepància, comparen contínuament la soldadura amb una porció adjacent del metall base i són sensibles als petits canvis causats per discontinuitats. Ideal per detectar defectes curts com ara forats o soldadures de salt, el mètode principal utilitzat en la majoria d'aplicacions de laminadors.
La segona prova, el mètode absolut, va trobar defectes detallats. Aquesta forma més senzilla d'ET requereix que l'operador equilibri electrònicament el sistema amb bons materials. A més de trobar canvis generals i continus, també detecta canvis en el gruix de la paret.
L'ús d'aquests dos mètodes ET no ha de ser particularment problemàtic. Si l'instrument està equipat, es poden utilitzar simultàniament amb una sola bobina de prova.
Finalment, la ubicació física del provador és crítica. Característiques com la temperatura ambient i la vibració del molí (transmesa al tub) poden afectar la col·locació. Col·locar la bobina de prova a prop de la caixa de soldadura proporciona a l'operador informació immediata sobre el procés de soldadura. Tanmateix, poden ser necessaris sensors resistents a la temperatura o refrigeració addicional. Col·locar la bobina de prova a prop de l'extrem del molí pot detectar defectes introduïts pel procés de dimensionament o conformació; tanmateix, hi ha una major probabilitat de falsos positius perquè aquesta ubicació acosta el sensor al sistema de tall, on és més probable que detecti vibracions durant el serrat o el cisallament.
Les proves per ultrasons (UT) utilitzen polsos d'energia elèctrica i la converteixen en energia sonora d'alta freqüència. Aquestes ones sonores es transmeten al material que s'està provant a través de medis com l'aigua o el refrigerant del molí. El so és direccional; l'orientació del sensor determina si el sistema busca defectes o mesura el gruix de la paret. Un conjunt de transductors pot crear el contorn de la zona de soldadura. El mètode UT no està limitat pel gruix de la paret del tub.
Per utilitzar el procés UT com a eina de mesura, l'operador ha d'orientar el transductor de manera que sigui perpendicular al tub. Les ones sonores entren al diàmetre exterior del tub, reboten al diàmetre interior i tornen al transductor. El sistema mesura el temps de vol (el temps que triga una ona sonora a viatjar del diàmetre exterior al diàmetre interior) i converteix el temps en una mesura de gruix. Depenent de les condicions del molí, aquesta configuració pot mesurar el gruix de la paret amb una precisió de ± 0,001 polzades.
Per detectar defectes de material, l'operador posiciona el transductor en un angle oblic. Les ones sonores entren des del costat exterior, viatgen fins al costat interior, es reflecteixen de nou al costat exterior i viatgen al llarg de la paret per aquella direcció. La discontinuïtat de la soldadura fa que l'ona sonora es reflecteixi; pren el mateix camí de tornada al sensor, que la converteix de nou en energia elèctrica i crea una pantalla visual que indica la ubicació del defecte. El senyal també passa per la porta de defectes, que activa una alarma per notificar a l'operador o activa un sistema de pintura que marca la ubicació del defecte.
Els sistemes UT poden utilitzar un únic transductor (o diversos transductors de monocristall) o transductors de matriu en fase.
Els UT tradicionals utilitzen un o més transductors de monocristall. El nombre de sensors depèn de la longitud esperada del defecte, la velocitat de la línia i altres requisits de prova.
Els UT de matriu en fase utilitzen múltiples elements transductors en un cos. El sistema de control controla electrònicament les ones sonores sense reposicionar els elements transductors per escanejar la zona de soldadura. El sistema pot realitzar diverses activitats, com ara detectar defectes, mesurar el gruix de la paret i controlar els canvis en la neteja de la zona de soldadura. Aquests modes d'inspecció i mesura es poden realitzar substancialment simultàniament. És important destacar que l'enfocament de matriu en fase pot tolerar certa deriva de soldadura perquè la matriu pot cobrir una àrea més gran que els sensors de posició fixa tradicionals.
Un tercer mètode NDT, el de fuita magnètica (MFL), s'utilitza per inspeccionar canonades de gran diàmetre i paret gruixuda. És ideal per a aplicacions de petroli i gas.
Els MFL utilitzen un fort camp magnètic de corrent continu que passa a través d'un tub o paret del tub. La intensitat del camp magnètic s'acosta a la saturació completa, o al punt en què qualsevol augment de la força magnetitzant no provoca un augment significatiu de la densitat del flux magnètic. Quan les línies de camp magnètic troben un defecte en el material, la distorsió resultant del flux magnètic pot fer que emani o bombollegi des de la superfície.
Una simple sonda de filferro enrotllada que es passa a través d'un camp magnètic pot detectar aquestes bombolles. Com passa amb altres aplicacions d'inducció magnètica, el sistema requereix un moviment relatiu entre el material que s'està provant i la sonda. Aquest moviment s'aconsegueix girant el conjunt d'imant i sonda al voltant de la circumferència del tub o canonada. Per augmentar la velocitat de processament, aquesta configuració utilitza sondes addicionals (de nou, una matriu) o diverses matrius.
La unitat MFL giratòria pot detectar defectes longitudinals o transversals. Les diferències rauen en l'orientació de les estructures magnetitzants i el disseny de la sonda. En ambdós casos, el filtre de senyal s'encarrega del procés de detecció de defectes i de distingir entre les ubicacions ID i OD.
L'MFL és similar a l'ET i els dos es complementen. L'ET és adequat per a productes amb gruixos de paret inferiors a 0,250 polzades, mentre que l'MFL s'utilitza per a productes amb gruixos de paret superiors a aquest.
Un avantatge de la MFL respecte a la UT és la seva capacitat per detectar defectes no ideals. Per exemple, la MFL pot detectar fàcilment defectes helicoïdals. La UT pot detectar defectes en aquestes direccions obliqües, però requereix configuracions específiques per a l'angle esperat.
Us interessa obtenir més informació sobre aquest tema? L'Associació de Fabricants (FMA) en té més informació. Els autors Phil Meinczinger i William Hoffmann proporcionaran un dia complet d'informació i orientació sobre els principis, les opcions d'equipament, la configuració i l'ús d'aquests processos. La reunió es va celebrar el 10 de novembre a la seu de la FMA a Elgin, Illinois (prop de Chicago). Les inscripcions estan obertes per a l'assistència virtual i presencial. Més informació.
Tube & Pipe Journal es va convertir en la primera revista dedicada a la indústria de les canonades metàl·liques el 1990. Avui dia, continua sent l'única publicació a Amèrica del Nord dedicada a la indústria i s'ha convertit en la font d'informació més fiable per als professionals de les canonades.
Ara, amb accés complet a l'edició digital de The FABRICATOR, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
L'edició digital de The Tube & Pipe Journal ja és totalment accessible i proporciona un fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Gaudeix d'accés complet a l'edició digital de STAMPING Journal, que ofereix els darrers avenços tecnològics, les millors pràctiques i les notícies del sector per al mercat de l'estampació de metalls.
Ara, amb accés complet a l'edició digital de The Fabricator en espanyol, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.