16550966 Phase Array 1 Code Caseasme2235 Ut Toft

7/30/2019 16550966 Phase Array 1 Code Caseasme2235 Ut Toft

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SETELISONIC S.L. Tel. (+34) 973 480 183Ctra. de Manresa Km 78,5 Fax (+34) 973 482 107

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Autor: Traductor:Mark D Nel Joan-Llus Mart

AGR Field Operations Setelisonic, S.L.

Introduccin

Los ultrasonidos Phased Array han surgido desde hace algunos aos como una forma muy potentede inspeccin por ultrasonidos aplicada a END. La computerizacin ha sido clave a la hora defacilitar que la tecnologa se desarrollara y de proveer una plataforma de software para recopilardatos de forma innovadora y desarrollar nuevas herramientas de anlisis. Durante muchos aos latecnologa Phased Array ha sido dominio casi exclusivo del mundo de la medicina dado que el usode Phased Array en la industria END era considerado demasiado complejo y, a su vez, el coste deproduccin de equipos Phased Array resultaba prohibitivo. Sin embargo, a lo largo de la pasadadcada, los beneficios del uso de los Phased Array han sido realzados como alternativa de ciertosotros mtodos de END.

Para los fabricantes de equipos computerizados ToFD y Impulso-Eco, los Phased Array eran unaevolucin natural para ser integrados en las tecnologas ultrasnicas existentes o incluso ensistemas independientes. Sean cuales sean sus diseos y filosofas de comercializacin, hoy enda existe en el mercado una pltora de sistemas Phased Array con un software tan diverso comopueda imaginarse.

Principio bsico

La tcnica ultrasnica Phased Array est basada en el uso de palpadores multicristal y lainstrumentacin necesaria para direccionar y/o focalizar el haz ultrasnico. Por tanto, podemos

producir un sistema ultrasnico que es capaz de generar mltiples ngulos a partir de un solopalpador con un punto focal o una zona focal. Esta notable habilidad se consigue pulsandosecuenciadamente los cristales (de forma individual o bien en grupos de cristales) en precisosintervalos de tiempo conocidos como retardos. La pulsacin retardada permite propagar un frentede ondas a travs del material y en la direccin deseada.

(*) No existe por el momento una traduccin normalizada al castellano del trmino inglsPhased Array. Si bien se llevan utilizando algunos trminos castellanos comoSistemas en fase, Alineaciones en fase o Multicristales en fase, en el presenteutilizaremos el trmino original ingls remitindonos a la futura revisin de las normas

terminolgicas que incluyan la correspondiente traduccin por comn acuerdo.


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Figura 1. Direccionamiento del haz Figura 2. Focalizacin del haz

Un grupo de ajustes de software que define un ngulo y/o punto focal se conoce colectivamentecomo ley de retardo. Aplicando distintas leyes de retardo en cada ciclo podemos barrer el hazultrasnico a travs de un abanico de ngulos (escaneo sectorial o S-Scan), o bien, fijado unngulo, podemos barrer a lo largo de la longitud del palpador (escaneo electrnico).

Figura 3. Escaneado sectorial Figura 4. Escaneado electrnico

Directrices

La tecnologa Phased Array est siendo dirigida por distintos factores. Por ejemplo, la facilidad conla cual puede ser introducida en los procedimientos existentes, la versatilidad tecnolgica (mltiplesngulos desde un nico palpador) que se traduce en menos palpadores lo que simplifica y reduceel coste de manipuladores mecnicos, el aumento de los y la aparicin de cdigos reconocidosinternacionalmente como por ejemplo ASME Code Case 2235 y otros.

La continua presin que generan los directores de planta y accionistas para obtener soluciones deproduccin ms rentables pero manteniendo las normas de seguridad, efectivamente, tambin seha filtrado hasta los proveedores de servicio y es aqu donde los Phased Array entran en juego. Un

mayor control sobre la optimizacin tcnica contribuir a aumentar la fiabilidad de las instalacionesy, por tanto, incrementar la confianza y reducir los gastos de explotacin y seguros.


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Aplicaciones

Esta seccin pretende ilustrar con una muy pequea muestra del creciente nmero de aplicacionesen las cuales se utiliza Phased Array. Algunas industrias tomaron en consideracin los PhasedArray mucho ms temprano que otras. La industria de fabricacin de tuberas fue una de lasprimeras en reconocer los beneficios de los Phased Array para la discriminacin de zonas desoldadura. La posibilidad de focalizar en diferentes puntos dentro del material, junto con laposibilidad de definir distintos ngulos con el mismo palpador en canales distintos, permite el usode muchos menos palpadores que en el caso de las configuraciones de palpadoresconvencionales. Como resultado se obtiene una notable reduccin tanto en el tamao fsico comoen la complejidad del manipulador de palpadores.

Figura 5. Escner para la inspeccin de soldaduras en tuberas

En los ltimos aos an ha habido una mayor mejora en la venta de equipos para uso especficoen la fabricacin de recipientes a presin, en mayor medida debido al desarrollo y ampliaaceptacin de cdigos destinados al uso de UT computerizado en control de calidad como, porejemplo, ASME Code Case 2235. El tiempo necesario para escanear una soldadura ha sidoreducido significativamente mediante el uso de Phased Array porqu la cobertura de la soldadurapuede conseguirse sin necesidad de explorar con palpadores en zig-zag. La cobertura completa dela soldadura se logra con una o varias pasadas paralelas al eje de soldadura utilizando unacombinacin de escaneos sectoriales (S-Scan) para el volumen de soldadura y escaneoselectrnicos lineales para reas crticas, por ejemplo, faltas de fusin en la raz, entre los bordes aunir, etc

Figura 6. Cobertura de la soldadura en una sola pasada con Phased Array


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Los Phased Array han surgido efecto en la inspeccin in situ de races o broches de los alabes de

turbina. El haz ultrasnico de un palpador Phased Array, situado en el respaldo accesible delalabe, es barrido a travs del extremo con forma de abeto. De esta manera se evita el coste dedesmontaje de los discos rotores de la turbina y se incrementa la probabilidad de deteccin degrietas o corrosin.

Figura 7. Inspeccin de alabes de turbina

Grandes secciones de chapas o composites pueden ser escaneadas en poco tiempo para ladeteccin de deslaminaciones o faltas de unin utilizando grandes palpadores Phased Array yescaneo electrnico. Cada paso puede cubrir concebiblemente una anchura superior a 100 mm.

Los palpadores Phased Array ms pequeos son utilizados para escanear composites con formasms complejas como por ejemplo estructuras de alas en aeronaves o alabes de rotores enhelicpteros.

Figura 8. Escaneo de material aeroespacial

El futuro

Los Phased Array en el mundo de los END se estn desarrollando tan rpidamente queactualmente tanto fabricantes como proveedores estn apremiados para mantener la demanda desistemas, palpadores y equipos de escaneo. Junto con el incremento de la demanda de servicios,

por todo el mundo existe y existir una escasez de tcnicos cualificados y, tal vez ms importantean, una falta de personal experimentado. Nos encontramos ante una necesidad inmediata derecursos de formacin y certificacin para subsanar este dficit.


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El aspecto positivo de este incremento de la demanda es que la innovacin est siendo estimulada

y se realiza ms investigacin y desarrollo para aplicaciones, simulaciones y post procesado dedatos en bruto. A medida que el poder de computacin asequible aumente, los tcnicos PhasedArray del futuro tendrn una mayor gama de eleccin en almacenaje, procesado y presentacin dedatos en tiempo limitado con alta eficiencia y mayor precisin.

En el pasado, la mayor parte del desarrollo de programas de usuario estaba centrado alrededor deaspectos como aventajar la competencia. No obstante, con la normalizacin internacional, estenfasis cambiar en el futuro para encontrar soluciones innovadoras que simplifiquen las interfacesde usuario, reduzcan el tamao de los equipos e integren Phased Array ms prximos a mtodos ytecnologas complementarias.

Conclusiones

La industria de END y la industria e ingeniera en general han adoptado los ultrasonidos PhasedArray y, por lo tanto, estamos convencidos que la tecnologa es segura. Los Phased Array no sonotra ingeniosa tecnologa que vaya a desaparecer en la oscuridad durante los prximos aos.

Los ultrasonidos Phased Array proveen de abundantes oportunidades para aumentar la habilidadde los tcnicos END y obtener datos de alta precisin y servicios verstiles y flexibles mientrasque, al mismo tiempo, se reducen los costes globales para el cliente y se obtienen pedidos parapases fuera de la CE y EEUU que permiten competir exitosamente en estos mercados y tomarventaja dentro de sus propias zonas. No solo es vital la formacin de tcnicos e ingenieros sinotambin su participacin en las rutinas y el desarrollo aplicativo de las nuevas tecnologas como losultrasonidos Phased Array.

Los ultrasonidos Phased Array son la vanguardia del progreso tecnolgico de los END pero nodebemos caer en la trampa de venderlos como la solucin a todos los problemas como otrastecnologas lo han hecho en el pasado y en su propio perjuicio. Los Phased Array deben ser vistoscomo una herramienta adicional del tcnico en END, para su uso acertado pero prudentementecomplementado por otros mtodos END menos atractivos.


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TTTDDD HHHaaannndddyyy---SSScccaaannnLiderando el sector de inspecciones ultrasnicas multifuncin y Phased Array

TD Handy-Scan es el nuevo equipo ultrasnico avanzado, multifuncin y porttil fabricadopor AGR Field Operations. El Handy-Scan surgi por la demanda de un econmicoinstrumento Phased Array/Impulso-Eco/ToFD que satisficiera el uso creciente de sistemasultrasnicos multifuncionales para la deteccin y anlisis rutinarios. Los tcnicos de campoa menudo requieren practicar inspecciones utilizando distintas tcnicas UT y es comn hoyen da que las inspecciones incluyan, por ejemplo, tanto Phased Array como ToFD para

complementarse la una con la otra. El cambio entre las distintas tcnicas UT se realizasimplemente por seleccin del modo de software apropiado. El perfeccionado softwarebasado en Windows XP es comn para todos los equipos de AGR Field Operations demanera que los antiguos usuarios se sentirn como en casa con el Handy-Scan mientrasque los nuevos encontrarn que su funcionamiento es fcil de dominar. La simplicidad deuso del software junto con su electrnica microminiaturizada, su conveniente baterareemplazable as como su ligereza y ultracompactidad le llevarn a una nueva dimensinde funcionalidad portable sin renunciar a la calidad de los datos. TD Handy-Scan puedeser utilizado para inspeccionar en cumplimiento de un amplio abanico de cdigos, normasy procedimientos para aplicaciones especiales.

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