Dado que as presións do mercado obrigan aos fabricantes de tubos a atopar xeitos de aumentar a produtividade, cumprindo ao mesmo tempo uns estritos estándares de calidade, a elección do mellor método de inspección e sistema de apoio é máis importante que nunca. Aínda que moitos produtores de tubos dependen da inspección final, en moitos casos os fabricantes empregan probas máis adiante no proceso de fabricación para detectar materiais ou procesos defectuosos cedo. Isto non só reduce os refugallos, senón que tamén reduce os custos asociados á manipulación de materiais defectuosos. Esta estratexia tradúcese en última instancia nunha maior rendibilidade. Por estas razóns, engadir un sistema de ensaios non destrutivos (END) a unha fábrica ten sentido económico.
Moitos factores (tipo de material, diámetro, grosor da parede, velocidade do proceso e método de soldadura ou formación do tubo) determinan a mellor proba. Estes factores tamén inflúen na escolla das características do método de inspección empregado.
A proba de correntes de Foucault (ET) úsase en moitas aplicacións de tubaxes. Trátase dunha proba de custo relativamente baixo e pódese usar en aplicacións de tubaxes de parede delgada, normalmente de ata 0,250 polgadas de grosor. É axeitada para materiais magnéticos e non magnéticos.
Os sensores ou bobinas de proba divídense en dúas categorías básicas: envolventes e tanxenciais. As bobinas circundantes inspeccionan toda a sección transversal do tubo, mentres que as bobinas tanxenciais inspeccionan só a área soldada.
As bobinas envolventes detectan defectos en toda a tira entrante, non só na zona de soldadura, e tenden a ser máis eficaces ao probar tamaños menores de 2 polgadas de diámetro. Tamén toleran a deriva da almofada. Unha desvantaxe importante é que pasar a tira entrante polo laminador require pasos adicionais e coidado adicional para pasala pola bobina de proba. Ademais, se a bobina de proba axusta ben ao diámetro, unha soldadura fallida pode facer que o tubo se abra, danando a bobina de proba.
As bobinas tanxentes examinan unha pequena porción da circunferencia do tubo. En aplicacións de gran diámetro, o uso de bobinas tanxenciais en lugar de bobinas envolventes xeralmente produce unha mellor relación sinal-ruído (unha medida da forza do sinal de proba en relación cun sinal estático no fondo). As bobinas tanxentes tampouco requiren roscas e son máis fáciles de calibrar fóra do fresador. A desvantaxe é que só comproban a zona de soldadura. É axeitado para tubos de gran diámetro e pódese usar para tamaños pequenos se a posición da soldadura está ben controlada.
Calquera tipo de bobina pode probar as descontinuidades intermitentes. As probas de defectos, tamén coñecidas como probas de baleiros ou discrepancias, comparan continuamente a soldadura cunha porción adxacente do metal base e son sensibles aos pequenos cambios causados ​​polas descontinuidades. Ideal para detectar defectos curtos como buratos ou soldaduras de salto, o método principal utilizado na maioría das aplicacións de laminación.
A segunda proba, o método absoluto, atopou defectos verbosos. Esta forma máis simple de ET require que o operador equilibre electronicamente o sistema con bos materiais. Ademais de atopar cambios xerais e continuos, tamén detecta cambios no grosor da parede.
Empregar estes dous métodos ET non ten por que ser particularmente problemático. Se o instrumento está equipado, pódense usar simultaneamente cunha única bobina de proba.
Finalmente, a localización física do comprobador é fundamental. Características como a temperatura ambiente e a vibración do moedor (transmitida ao tubo) poden afectar á súa colocación. Ao colocar a bobina de proba preto da caixa de soldadura, o operador obtén información inmediata sobre o proceso de soldadura. Non obstante, poden ser necesarios sensores resistentes á temperatura ou refrixeración adicional. Ao colocar a bobina de proba preto do extremo do moedor, pódense detectar defectos introducidos polo proceso de dimensionamento ou conformado; con todo, existe unha maior probabilidade de falsos positivos porque esta localización achega o sensor ao sistema de corte, onde é máis probable que detecte vibracións durante o serrado ou o cizallamento.
As probas por ultrasóns (UT) empregan pulsos de enerxía eléctrica e convértena en enerxía sonora de alta frecuencia. Estas ondas sonoras transmítense ao material en proba a través de medios como auga ou refrixerante de fresado. O son é direccional; a orientación do sensor determina se o sistema busca defectos ou mide o grosor da parede. Un conxunto de transdutores pode crear o contorno da zona de soldadura. O método UT non está limitado polo grosor da parede do tubo.
Para empregar o proceso UT como ferramenta de medición, o operador debe orientar o transdutor de xeito que sexa perpendicular ao tubo. As ondas sonoras entran no diámetro exterior do tubo, rebotan no diámetro interior e regresan ao transdutor. O sistema mide o tempo de voo (o tempo que tarda unha onda sonora en viaxar do diámetro exterior ao diámetro interior) e converte o tempo nunha medición de espesor. Dependendo das condicións do fresado, esta configuración pode medir o espesor da parede cunha precisión de ± 0,001 polgadas.
Para detectar defectos no material, o operador coloca o transdutor nun ángulo oblicuo. As ondas sonoras entran desde o diámetro exterior, viaxan ata o diámetro interior, reflíctense de volta ao diámetro exterior e viaxan ao longo da parede por aí. A descontinuidade da soldadura fai que a onda sonora se reflicta; segue o mesmo camiño de volta ao sensor, que a converte de novo en enerxía eléctrica e crea unha pantalla visual que indica a localización do defecto. O sinal tamén pasa a través da porta de defectos, que activa unha alarma para notificar ao operador ou activa un sistema de pintura que marca a localización do defecto.
Os sistemas UT poden usar un único transdutor (ou varios transdutores monocristais) ou transdutores de matriz en fase.
Os transdutores de ultrasonido tradicionais empregan un ou máis transdutores monocristais. O número de sensores depende da lonxitude esperada do defecto, da velocidade da liña e doutros requisitos de proba.
Os transdutores multifunción de matriz en fase empregan varios elementos transdutores nun corpo. O sistema de control controla electronicamente as ondas sonoras sen reposicionar os elementos transdutores para escanear a área de soldadura. O sistema pode realizar unha variedade de actividades, como detectar defectos, medir o grosor da parede e monitorizar os cambios na limpeza da zona de soldadura. Estes modos de inspección e medición pódense realizar de forma substancialmente simultánea. É importante destacar que o enfoque de matriz en fase pode tolerar certa deriva da soldadura porque a matriz pode cubrir unha área maior que os sensores de posición fixa tradicionais.
Un terceiro método de ensaio non destructivo (END), a fuga magnética (MFL), utilízase para inspeccionar tubaxes de gran diámetro e paredes grosas e de grao magnético. É ideal para aplicacións de petróleo e gas.
As MFL empregan un forte campo magnético de corrente continua que atravesa un tubo ou a súa parede. A intensidade do campo magnético aproxímase á saturación total, ou ao punto no que calquera aumento da forza magnetizante non resulta nun aumento significativo da densidade do fluxo magnético. Cando as liñas de campo magnético atopan un defecto no material, a distorsión resultante do fluxo magnético pode facer que emane ou borbulle da superficie.
Unha simple sonda de arame enrolada que se pasa a través dun campo magnético pode detectar tales burbullas. Do mesmo xeito que noutras aplicacións de indución magnética, o sistema require movemento relativo entre o material a probar e a sonda. Este movemento conséguese xirando o conxunto de imán e sonda arredor da circunferencia do tubo ou tubaxe. Para aumentar a velocidade de procesamento, esta configuración usa sondas adicionais (de novo, unha matriz) ou varias matrices.
A unidade MFL rotatoria pode detectar defectos lonxitudinais ou transversais. As diferenzas residen na orientación das estruturas magnetizantes e no deseño da sonda. En ambos os casos, o filtro de sinal encárgase do proceso de detección de defectos e de distinción entre as localizacións de interior e exterior.
A MFL é similar á ET e as dúas compleméntanse. A ET é axeitada para produtos con grosores de parede inferiores a 0,250 polgadas, mentres que a MFL se usa para produtos con grosores de parede superiores a esta.
Unha vantaxe da MFL sobre a UT é a súa capacidade para detectar defectos non ideais. Por exemplo, a MFL pode detectar facilmente defectos helicoidais. A UT pode detectar defectos en direccións oblicuas, pero require axustes específicos para o ángulo esperado.
¿Interesado en obter máis información sobre este tema? A Asociación de Fabricantes (FMA) ten máis información. Os autores Phil Meinczinger e William Hoffmann ofrecerán un día enteiro de información e orientación sobre os principios, as opcións de equipos, a configuración e o uso destes procesos. A reunión celebrouse o 10 de novembro na sede da FMA en Elgin, Illinois (preto de Chicago). O rexistro está aberto para a asistencia virtual e presencial. Máis información.
Tube & Pipe Journal converteuse na primeira revista dedicada á industria das tubaxes metálicas en 1990. Hoxe en día, segue sendo a única publicación en América do Norte dedicada á industria e converteuse na fonte de información máis fiable para os profesionais das tubaxes.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The FABRICATOR, acceso sinxelo a recursos valiosos da industria.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal xa é totalmente accesible, o que proporciona un acceso sinxelo a valiosos recursos do sector.
Goza de acceso completo á edición dixital de STAMPING Journal, que ofrece os últimos avances tecnolóxicos, as mellores prácticas e as novidades do sector para o mercado da estampación de metais.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The Fabricator en Español, tes acceso doado a recursos valiosos da industria.