la tecnologia emat y sus aplicaciones en la industria del metal

1 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011

La tecnologa EMAT y sus

aplicaciones en la industria

del metal


Innerspec Technologies

Transductores Electro-Magnticos Acsticos (EMAT)

Sistemas de Inspeccin Integrados con Tecnologa EMAT Inspeccin de Soldadura Fina (



Empresa estadounidense, con oficinas centrales en Lynchburg (VA), y filiales en Europa, China y la India, adems de representantes y

distribuidores en todo el mundo

56 patentes sobre aplicaciones de END, la mayora sobre EMAT

Primer EMAT (NASA) en 1989. Primer EMAT comercial en 1994

Lder mundial en aplicaciones de ultrasonidos de alta potencia y EMAT, con ms de 250 sistemas de inspeccin integrados instalados en el

mundo, y la ms completa gama de sensores y accesorios EMAT


Productos y Servicios:

Sistemas Integrados EMAT para inspeccin de soldaduras,

tubos, chapas, planchas,

palanquillas, barras, cilindros,

etc

Equipos EMAT porttiles para inspeccin en campo

Sensores EMAT y piezoelctricos con acoplante

seco, y una completa gama de

accesorios

I+D+i

Innerspec Technologies ofrece productos y servicios de

END avanzados, tanto para inspeccin en fabricacin como

para su uso en campo


Transductores Electro-

Magnticos Acsticos (EMAT)


Los transductores piezoelctricos generan el ultrasonido

en el propio palpador, mientras que un transductor EMAT

crea el sonido directamente en la pieza inspeccionada


EMAT tiene todos los beneficios de UT, adems de otras

ventajas particulares

Tcnica de Ultrasonidos

Inspeccin volumtrica Acceso por una cara Cumple las normas UT Segura

Inspeccin en seco

(sin acoplante)

Insensible a

condiciones

superficiales

Tipos de Onda

nicos

Fcil de integrar en produccin

Sin errores producidos por el

acoplante

Altas velocidades de inspeccin

(hasta 60 m/s)

Funciona a muy altas / bajas

temperaturas

Inspecciona en superficies

oxidadas e

irregulares, con

rugosidad o

suciedad (aceite /

agua)

Capaz de generar ondas

transversales

horizontales

Muy eficaz generando ondas

guiadas, gracias a

la selectividad en

frecuencia

El Ultrasonido es generado directamente en la pieza inspeccionada

Fcil disposicin

Diferentes sensores generan

la misma seal

Pequeos cambios en el ngulo del

sensor no afectan a

los resultados

Desventajas

Mayor potencia necesaria Peor relacin seal-ruido Sensores de mayor tamao


Tipos de ondas ultrasnicas EMAT

Ondas a 0

grados

Ondas

transversales

verticales en

ngulo

Ondas

Superficiales

(Rayleigh)

Ondas guiadas

de Lamb

Ondas

transversales

horizontales

guiadas y en

ngulo

Modos Simtricos

Modos Asimtricos


Qu puede ser una gua de onda?

Una superficie Una plancha o chapa, Una barra o tubo Otras estructuras

Los lmites afectan la formulacin de los modos de

onda

El alcance prctico de las ondas guiadas puede variar desde

pocos centmetros hasta

decenas de metros

Las Ondas Guiadas se propagan entre unos lmites o

fronteras


Sistemas de Inspeccin Integrados

con Tecnologa EMAT


Inspection de Soldadura Fina (


A efectos prcticos slo se pueden generar con EMAT

Las ondas guiadas SH/Lamb llenan el volumen del material,

independientemente de su

espesor, sin necesidad de

sensores phased array

Transmisor y receptor separados para permitir

normalizar la seal (auto-

calibracin)

Menos sensible a la posicin e inclinacin del sensor

Las Ondas Guiadas volumtricas (Transversales

Horizontales y Lamb) son ideales para inspeccionar

soldaduras de hasta 12 mm de espesor


Las Ondas Guiadas permiten normalizar la seal

R T

El transmisor genera el ultrasonido, y el receptor mide la cantidad de ultrasonido inducida en la pieza, o DT (ej: DT=100 unidades)

El defecto refleja sonido, y ste es medido por el mismo receptor, o RT (ej: RT=50 unidades)

El equipo muestra la seal normalizada en porcentaje

R

R T

El transmisor induce menos sonido debido a diferentes razones (diferente material, lift-off, variacin de tensin), el receptor mide esta cantidad (ej: DT=50 unidades)

El mismo defecto refleja menos sonido (ej: RT=25 unidades)

La seal normalizada muestra la misma respuesta frente a defectos del mismo tamao, independientemente de la cantidad de ultrasonido inducido

R


Inspeccin en lnea y totalmente automtica

Detecta defectos internos, solapes, desalineamientos y

mala calidad de cepillado

Inspecciona durante el cepillado, sin aadir tiempo

adicional

Sistema de control de soldadora opcional

Avalado por Miebach y Taylor Winfield, se puede instalar en

cualquier soldadora

El temate Si-CJ est diseado para inspeccionar

soldaduras de bobinas de acero


Inspeccin volumtrica de soldaduras rectas y curvas

Detecta y diferencia entre defectos planares y puntuales

Capaz de inspeccionar a 1m/s

Un nico equipo puede operar hasta tres estaciones de

inspeccin

Sistema ms utilizado y completo del mercado

El temate Si-WB (G4) es el sistema ms avanzado para la

inspeccin de Tailored Welded Blanks


El sensor viaja paralelo a la soldadura, realizando una

inspeccin completa de la misma

Auto-calibrado

El sistema detecta y compensa automticamente cambios de aleacin y otras variaciones en el proceso

Seal Generada

(DT)

Seal Recibida

(RT)

RT/DT

Soldadura

Sensor


Los defectos de la soldadura se pueden dividir entre

planares y puntuales

Agujero no

pasante Porosidad

interna

Defectos Puntuales

Concavidad Falta de Penetracin Falta de Fusin Desfase

Defectos Planares


El sistema proporciona resultados en tiempo real con el

diagnstico de la soldadura, sin necesidad de la

interpretacin por el operador

Canal Puntual Canal Planar


Equipos instalados inspeccionando soldaduras de

bobinas de acero en lneas de

finalizado, como galvanizado,

recocido y hojalata

Detecta falta de unin parcial o completa, porosidad,

inclusiones, y otras

discontinuidades tpicas de la

soldadura por roldana

El temate Si-MWC est diseado para inspeccionar

soldaduras solapadas por roldana elctrica


El sensor viaja paralelo a la soldadura y efecta una

inspeccin volumtrica completa de la misma

El sensor se puede situar sobre o bajo una de las chapas

Auto-calibrado. El sistema detecta y compensa automticamente cambios de aleacin y otras variaciones en el proceso

Defecto en la soldadura Sensor

temate

Si-MWC


Aplicacin 1: Tubos ERW

Diseado para inspeccionar tubos con espesor hasta 8 mm

Detecta grietas de 25 mm de longitud y 10% de profundidad

Instalado inmediatamente despus de la soldadora

No es necesario cambiar el sensor en funcin de las

dimensiones de los tubos

Fcil instalacin y operacin

Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a

tope, sin importar la tcnica de soldeo


Aplicacin 2: Depsitos de

Agua

nica tcnica posible para la inspeccin volumtrica de

soldaduras por arco sumergido,

con corona y raz

Sistema de dos canales para detectar defectos planares y

puntuales independientemente

Capaz de inspeccionar a 1 m/s

Un nico equipo puede operar hasta tres estaciones de

inspeccin

Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a

tope, sin importar la tcnica de soldeo


Inspeccin Superficial y volumtrica de

espesores finos


Permite cubrir grandes reas con pocos sensores

Transmisor y receptor separados permiten normalizar

la seal

Capaz de detectar defectos superficiales e internos

Fcil de integrar y de alcanzar grandes velocidades de

inspeccin

Las Ondas Guiadas permiten la inspeccin superficial y

volumtrica de espesores finos de tubos, chapas,

planchas y barras


Instalacin en lnea, justo despus del decapado

Inspeccin del 100% de la chapa

Detecta defectos superficiales e internos a velocidades tpicas

de produccin

Diseo adaptado a las necesidades de cada cliente

Inspeccin volumtrica de chapa de acero fina (


Compuestos laminados metlicos de hasta tres capas

Detecta delaminaciones en todas las capas

Detecta defectos internos a velocidades de produccin

(sobre 400 m/min)

Diseo adaptado a las necesidades de cada cliente

Las Ondas Guiadas tambin se pueden aplicar a

compuestos metlicos multi-capa


Instalacin tanto en lnea como fuera de lnea

Inspeccin de todo el alambre, mediante ondas guiadas que

llenan todo el volumen de la

pieza

Adaptable a diferentes tamaos de alambre

Inspeccin interna de alambre mediante Ondas Guiadas


Tambin llamadas Ondas de Rayleigh, viajan por la superficie

de un material

Normalmente se utiliza para inspeccionar profundidades hasta

5 mm desde la superficie

Detecta defectos con tamaos de un 10% de la longitud de onda

Puede detectar defectos alejados del sensor hasta 1500 mm

Las Ondas Superficiales son ideales para detectar

pequeos defectos en la superficie y a poca profundidad,

cubriendo grandes distancias


Con ultrasonidos convencionales el propio

acoplante atena las ondas

superficiales

Capaz de detectar defectos superficiales y sub-superficiales

Fcil de instalar y manejar, con bajos costes de mantenimiento

y operacin comparado con

otros mtodos alternativos

EMAT permite realizar la inspeccin superficial de tubos,

palanquillas, chapas, planchas u otras geometras, a alta

temperatura y altas velocidades


Medicin de Espesor y Otras

Aplicaciones


Los sensores permiten una medicin continua a

temperatura ambiente o en

caliente, hasta 650 C

Correccin por temperatura integrada para una precisin

mxima

Resolucin de hasta 0.04 mm

Integracin para medicin en una lnea, mltiples lneas o

100%

Fcil de integrar, para medicin en tubo, chapa, plancha y otras

geometras

Medicin de Espesor automatizada integrada en

fabricacin


Posibilidad de inspeccin en lnea y fuera de lnea.

Hasta 350 sensores trabajando simultneamente en una

plancha desplazndose a 30

m/min

Posibilidad de inspeccionar en caliente

Diseado para cumplir las normas ASTM 578/A578M-96,

A435A y EN10160

Inspeccin de planchas con ondas a cero grados


Inspeccin sin acoplante, permitiendo su instalacin inmediatamente despus de la soldadora

Inspeccin en caliente, hasta 300 C

Detecta todos los defectos tpicos de ERW, adems de los fallos por corte defectuoso (ID y OD)

Cumple todas las normas API

Permite diferenciar entre defectos en el ID y en el OD

Inspeccin de tubos ERW de alto espesor y dimetro,

inmediatamente despus del proceso de soldadura

temate BW-LT(ERW)


Equipos EMAT Porttiles


1. Medicin de espesor a alta temperatura

Mediciones puntuales Hasta 650C de temperatura durante 5 segundos

Mapeos de espesor Hasta 200C en continuo Alta velocidad

Insensible a condiciones superficiales

Lift-off hasta 8 mm

Contina inspeccionando si el sensor deja

de estar alineado con la superficie de la pieza

Aplicaciones EMAT Porttiles a cero grados


2. Medicin de tensin interna

residual

2 haces a 0 grados perpendicularmente polarizados

Medicin de la tensin a partir de la diferencia de tiempos de vuelo entre

los dos haces ortogonales

Aplicaciones EMAT Porttiles a 0 grados


Aplicaciones EMAT Porttiles Ondas Guiadas

1. Deteccin de corrosin en tuberas y

tanques

Inspeccin con temate MRUT (Ondas Guiadas de Corto Alcance)

Versiones manual y motorizada

Localiza reas con corrosin a alta velocidad

Las ondas guiadas de Lamb rellenan completamente espesores de hasta 20 mm

Tcnicas de atenuacin y reflexin

Temperatura de trabajo hasta 200 C


Los sensores viajan axialmente por el exterior de la tubera

El transmisor enva ondas de Lamb en los dos sentidos en

direccin circunferencial

El receptor mide prdidas de amplitud del camino corto (S1) y

del camino largo (S2)

Inspeccin a velocidad de hasta 150 mm/s

til para inspeccionar zonas semi-enterradas o bajo soportes

El temate MRUT permite una deteccin rpida de reas

defectuosas


Corrosin

T R

Tubera en buen

estado

T R

Tiempo

Tiempo

Am

pli

tud

A

mp

litu

d

El temate MRUT es 10 veces ms sensible que las ondas

guiadas de largo alcance (LRUT)

La presencia de corrosin causa cambios en el tiempo de vuelo y cadas de

amplitud de la seal


Aplicaciones EMAT Porttiles Ondas Guiadas

2. Deteccin de corrosin bajo soportes

Inspeccin con ondas guiadas transversales horizontales (SH)

Las ondas SH no se ven afectadas por los soportes, incluso si estn soldados a la

tubera

Tcnicas de atenuacin y reflexin


El temate TG-IS(B) est diseado para detectar prdidas

de espesor y daos por hidrgeno en tubos de caldera

Caractersticas:

Mide espesor y detecta grietas HCC y SCC a lo largo del tubo

Sensor manual con encoder integrado

Indicadores luminosos en el sensor para alertar de

prdidas de espesor o

presencia de defectos

Software muy completo de generacin de informes de la

inspeccin


El temate TG-IS(B) es la herramienta de inspeccin de

calderas ms precisa y fiable del mercado

Gracias al mtodo Pitch-Catch usado, la erosin en OD o ID permite seguir midiendo con precisin el espesor remanente

Grietas por HCC, SCC y pitting severo provocan una cada en la amplitud de la seal

Los tubos tienen que ser chorreados con arena para eliminar la cascarilla suelta, sin necesidad de ninguna otra preparacin de superficie

temate TG-IS(B) EMAT for Boiler Inspection


Investigacin y Desarrollo


Innerspec Technologies desarrolla soluciones con sus

propias herramientas de simulacin y anlisis

Especialistas altamente cualificados en END, electrnica, software y diseo mecnico

Herramientas de software propias para simulacin de forma de haz, curvas de dispersin para chapas, tubos y barras (GWAT), y modelado por

elementos finitos

Anlisis trmico para aplicaciones EMAT en alta temperatura

Ms de 24 aos de experiencia diseando sistemas de inspeccin a medida


Muchas

Gracias!

la tecnologia emat y sus aplicaciones en la industria del metal

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