Arroz.1. Método de inspección de fabricación de soldadura de acero inoxidable: ensamblaje de matriz 2D doble en modo TRL.

Los códigos, estándares y métodos han evolucionado para permitir el uso de pruebas ultrasónicas de matriz en fase (PAUT) en lugar de RT para probar soldaduras austeníticas.Usado ampliamente por primera vez en plantas de energía nuclear hace casi 15 años, el uso de conjuntos de sensores de matriz doble (2D) se ha extendido a las industrias del petróleo y el gas y otras industrias donde se requiere una inspección rápida, confiable y segura de soldaduras austeníticas de alta atenuación.
Los últimos dispositivos de matriz en fase portátiles están equipados con un potente software incorporado que le permite configurar, implementar e interpretar de manera rápida y eficiente los escaneos de matriz de matriz 2D sin tener que importar archivos de ley de enfoque creados con calculadoras externas o sistemas de control remoto utilizando software avanzado.software para pc
Hoy en día, las tecnologías de inspección basadas en transductores de matriz 2D brindan capacidades superiores para detectar defectos axiales y de circunferencia en acero inoxidable y soldaduras de metales disímiles.La configuración de doble matriz 2D estandarizada puede cubrir eficazmente el volumen de inspección de las soldaduras de acero inoxidable y puede detectar defectos planos y voluminosos.
Los procedimientos de inspección por ultrasonido normalmente implican conjuntos duales de matrices bidimensionales colocadas en componentes reemplazables en forma de cuña cuyos contornos coinciden con el diámetro exterior del componente en consideración.Utilice frecuencias bajas: 1,5 MHz para soldaduras de metales diferentes y otros materiales que reducen la atenuación, de 2 MHz a 3,5 MHz para soldaduras y sustratos de acero inoxidable forjado uniformes.
La configuración dual T/R (transmisión/recepción) ofrece las siguientes ventajas: no hay “zona muerta” cerca de la superficie, eliminación de “ecos fantasma” causados ​​por reflejos internos en la cuña y, en última instancia, mejor sensibilidad y relación señal-ruido (relación señal/ruido).figura de ruido) ) debido a la convolución de los haces T y R.
Echemos un vistazo al método PA UT para controlar la fabricación de soldaduras de acero inoxidable austenítico.
Al realizar el control de producción, en lugar de RT, el control debe cubrir el volumen de la soldadura y todo el espesor de la pared de la zona afectada por el calor.En la mayoría de los casos, la tapa de soldadura estará en su lugar.En las soldaduras de acero al carbono, se recomienda usar ondas de corte para sonicar el volumen controlado en ambos lados, mientras que la última media onda generalmente se usa para obtener reflejos especulares de los defectos en el bisel de la soldadura.
A frecuencias más bajas, se puede usar un método de onda de corte similar para probar el bisel proximal de las soldaduras de acero inoxidable, pero no es confiable para probar a través de material de soldadura austenítico.Además, para las llamadas soldaduras CRA, hay un revestimiento de aleación resistente a la corrosión en el diámetro interior de la tubería de acero al carbono, y la última mitad del puente de alambre de la viga transversal no se puede usar de manera efectiva.
Veamos los métodos de detección de muestras usando un instrumento y software de UT portátil, como se muestra en la Figura 1.
Transductores duales de matriz 2D que producen haces refractados de onda P de 30 a 85 grados que se pueden usar para una cobertura de volumen total.Para espesores de pared de 15 a 50 mm, se consideran adecuadas frecuencias de 1,5 a 2,25 MHz, dependiendo de la atenuación del sustrato.
Al optimizar el ángulo de cuña y la configuración de los elementos de la sonda de matriz, se puede generar de manera eficiente una amplia gama de escaneos de ángulo de refracción sin lóbulos laterales asociados (Fig. 2).Se minimiza la huella del nodo de cuña en el plano de incidencia, lo que permite ubicar el punto de salida del haz lo más cerca posible de la soldadura.
Se evaluó el rendimiento de una matriz dual estándar de 2,25 MHz 10 x 3 en modo TRL en una soldadura de placa de acero inoxidable 304 de 25 mm de espesor de pared.Los especímenes de prueba tenían una pendiente típica en forma de V y una condición de superficie "como soldada" y contenían defectos de soldadura reales y bien documentados paralelos a la soldadura.
Arroz.3. Datos combinados de matriz en fase para una matriz estándar de matriz doble (TRL) de 2,25 MHz 10 x 3 en una soldadura de placa de acero inoxidable 304.
En la fig.3 muestra imágenes de los datos PAR combinados para todos los ángulos de refracción (de 30° a 85° LW) a lo largo de toda la longitud de la soldadura.La adquisición de datos se realizó a un nivel de ganancia bajo para evitar la saturación de defectos altamente reflectantes.La resolución de datos de 16 bits permite configuraciones de ganancia suave adecuadas para diferentes tipos de defectos.La interpretación de los datos se puede facilitar colocando correctamente el obturador de proyección.
En la Figura 4 se muestra una imagen de un único defecto creado con el mismo conjunto de datos fusionado. Verifique el resultado:
Si no desea retirar el tapón antes de la inspección, se puede usar otro método de inspección para detectar grietas axiales (transversales) en las soldaduras de tuberías: se puede usar una sonda de matriz única en modo eco de pulso para "inclinar" el tapón de soldadura.
Idealmente, las soldaduras deben inspeccionarse en cuatro direcciones de haz (Figura 5) y requieren dos cuñas simétricas para inspeccionarse desde direcciones opuestas, en sentido horario y antihorario.Según la frecuencia y el tamaño de los elementos individuales de la matriz, el conjunto de cuña se puede optimizar para obtener ángulos de refracción de 40° a 65° en relación con la dirección del eje de exploración.Más de 50 rayos caen sobre cada celda de búsqueda.Un sofisticado instrumento PA estadounidense con una calculadora integrada puede lidiar fácilmente con la definición de conjuntos de leyes de enfoque con diferentes sesgos, como se muestra en la Figura 6.
Por lo general, se utiliza una secuencia de cheques de dos líneas para cubrir completamente el monto de un cheque.Las posiciones axiales de las dos líneas de exploración se determinan a partir del grosor de la tubería y el ancho de la punta de soldadura.La primera línea de exploración corre lo más cerca posible del borde de la soldadura, revelando los defectos ubicados en la raíz de la soldadura, y la segunda línea de exploración completa la cobertura de la ZAT.El área base del nodo de la sonda se optimizará para que el punto de salida del haz esté lo más cerca posible de la punta de la corona sin reflejos internos significativos en la cuña.
Se ha encontrado que este método de inspección es muy efectivo para detectar defectos axiales mal dirigidos.En la fig.7 muestra una imagen de matriz en fase tomada en una grieta axial en una soldadura de acero inoxidable: se encontraron defectos en varios ángulos de inclinación y se pudo observar una SNR alta.
Figura 7: Datos combinados de matriz en fase para grietas axiales en soldadura de acero inoxidable (varios ángulos SW e inclinaciones): proyección convencional (izquierda) y proyección polar (derecha).
Los beneficios de la PA UT avanzada como alternativa a la radiografía siguen llamando la atención en las industrias del petróleo y el gas, la generación de energía, la fabricación y otras industrias que dependen de una inspección confiable de las soldaduras austeníticas.Del mismo modo, los instrumentos PA UT totalmente integrados, el potente firmware y las sondas de matriz 2D continúan haciendo que estas inspecciones sean más rentables y eficientes.
Guy Maes es el director de ventas de Zetec para UT.Más de 25 años de experiencia en el desarrollo e implementación de métodos avanzados de ultrasonido, evaluación de competencias y desarrollo de software.Para obtener más información, llame al (425) 974-2700 o visite www.zetec.com.
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