La tecnología EMAT y sus aplicaciones en la industria del metal ES

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La tecnología EMAT y sus

aplicaciones en la industria

del metal


Innerspec Technologies

Transductores Electro-Magnéticos Acústicos (EMAT)

Sistemas de Inspección Integrados con Tecnología EMAT

• Inspección de Soldadura Fina (<12mm)

• Inspección superficial y volumétrica de espesores finos

• Medición de espesor y otras aplicaciones

Equipos EMAT Portátiles

Investigación y Desarrollo

Índice



Empresa estadounidense, con oficinas centrales en Lynchburg (VA), y

filiales en Europa, China y la India, además de representantes y

distribuidores en todo el mundo

56 patentes sobre aplicaciones de END, la mayoría sobre EMAT

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

Líder mundial en aplicaciones de ultrasonidos de alta potencia y EMAT,

con más de 250 sistemas de inspección integrados instalados en el

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


Productos y Servicios:

Sistemas Integrados EMAT

para inspección de soldaduras,

tubos, chapas, planchas,

palanquillas, barras, cilindros,

etc…

Equipos EMAT portátiles para

inspección en campo

Sensores EMAT y

piezoeléctricos con acoplante

seco, y una completa gama de

accesorios

I+D+i

Innerspec Technologies ofrece productos y servicios de

END avanzados, tanto para inspección en fabricación como

para su uso en campo


Transductores Electro-

Magnéticos Acústicos (EMAT)


Los transductores piezoeléctricos 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, además de otras

ventajas particulares

Técnica de Ultrasonidos

• Inspección volumétrica

• Acceso por una cara

• Cumple las normas UT

• Segura

Inspección en seco

(sin acoplante)

Insensible a

condiciones

superficiales

Tipos de Onda

Únicos

• Fácil de integrar en

producción

• Sin errores

producidos por el

acoplante

• Altas velocidades

de inspección

(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

Fácil disposición

• Diferentes

sensores generan

la misma señal

• Pequeños cambios

en el ángulo del

sensor no afectan a

los resultados

Desventajas

• Mayor potencia necesaria • Peor relación señal-ruido • Sensores de mayor tamaño


Tipos de ondas ultrasónicas EMAT

Ondas a 0

grados

Ondas

transversales

verticales en

ángulo

Ondas

Superficiales

(Rayleigh)

Ondas guiadas

de Lamb

Ondas

transversales

horizontales

guiadas y en

ángulo

Modos Simétricos

Modos Asimétricos


¿Qué puede ser una guía de

onda?

• Una superficie

• Una plancha o chapa,

• Una barra o tubo

• Otras estructuras

Los límites afectan la

formulación de los modos de

onda

El alcance práctico de las ondas

guiadas puede variar desde

pocos centímetros hasta

decenas de metros

Las Ondas Guiadas se propagan entre unos límites o

fronteras


Sistemas de Inspección Integrados

con Tecnología EMAT


Inspection de Soldadura Fina (<12mm)


A efectos prácticos sólo 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 señal (auto-

calibración)

Menos sensible a la posición e

inclinación del sensor

Las Ondas Guiadas volumétricas (Transversales

Horizontales y Lamb) son ideales para inspeccionar

soldaduras de hasta 12 mm de espesor


Las Ondas Guiadas permiten normalizar la señal

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 éste es medido por el mismo receptor, o RT (ej: RT=50 unidades)

El equipo muestra la señal normalizada en porcentaje

R

R T

El transmisor induce menos sonido debido a diferentes razones (diferente material, lift-off,

variación de tensión…), el receptor mide esta cantidad (ej: DT=50 unidades)

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

La señal normalizada muestra la misma respuesta frente a defectos del mismo tamaño,

independientemente de la cantidad de ultrasonido inducido

R


Inspección en línea y totalmente

automática

Detecta defectos internos,

solapes, desalineamientos y

mala calidad de cepillado

Inspecciona durante el

cepillado, sin añadir tiempo

adicional

Sistema de control de soldadora

opcional

Avalado por Miebach y Taylor

Winfield, se puede instalar en

cualquier soldadora

El temate® Si-CJ está diseñado para inspeccionar

soldaduras de bobinas de acero


Inspección volumétrica de

soldaduras rectas y curvas

Detecta y diferencia entre

defectos planares y puntuales

Capaz de inspeccionar a 1m/s

Un único equipo puede operar

hasta tres estaciones de

inspección

Sistema más utilizado y

completo del mercado

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

inspección de Tailored Welded Blanks


El sensor viaja paralelo a la soldadura, realizando una

inspección completa de la misma

Auto-calibrado

El sistema detecta y compensa automáticamente cambios de aleación y

otras variaciones en el proceso

Señal Generada

(DT)

Señal 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 Penetración Falta de Fusión Desfase

Defectos Planares


El sistema proporciona resultados en tiempo real con el

diagnóstico de la soldadura, sin necesidad de la

interpretación por el operador

Canal Puntual Canal Planar


Equipos instalados

inspeccionando soldaduras de

bobinas de acero en líneas de

finalizado, como galvanizado,

recocido y hojalata

Detecta falta de unión parcial o

completa, porosidad,

inclusiones, y otras

discontinuidades típicas de la

soldadura por roldana

El temate® Si-MWC está diseñado para inspeccionar

soldaduras solapadas por roldana eléctrica


El sensor viaja paralelo a la soldadura y efectúa una

inspección volumétrica completa de la misma

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

Auto-calibrado. El sistema detecta y compensa automáticamente cambios

de aleación y otras variaciones en el proceso

Defecto en la soldadura Sensor

temate

Si-MWC


Aplicación 1: Tubos ERW

Diseñado para inspeccionar

tubos con espesor hasta 8 mm

Detecta grietas de 25 mm de

longitud y 10% de profundidad

Instalado inmediatamente

después de la soldadora

No es necesario cambiar el

sensor en función de las

dimensiones de los tubos

Fácil instalación y operación

Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a

tope, sin importar la técnica de soldeo


Aplicación 2: Depósitos de

Agua

Única técnica posible para la

inspección volumétrica de

soldaduras por arco sumergido,

con corona y raíz

Sistema de dos canales para

detectar defectos planares y

puntuales independientemente

Capaz de inspeccionar a 1 m/s

Un único equipo puede operar

hasta tres estaciones de

inspección

Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a

tope, sin importar la técnica de soldeo


Inspección Superficial y volumétrica de

espesores finos


Permite cubrir grandes áreas

con pocos sensores

Transmisor y receptor

separados permiten normalizar

la señal

Capaz de detectar defectos

superficiales e internos

Fácil de integrar y de alcanzar

grandes velocidades de

inspección

Las Ondas Guiadas permiten la inspección superficial y

volumétrica de espesores finos de tubos, chapas,

planchas y barras


Instalación en línea, justo

después del decapado

Inspección del 100% de la

chapa

Detecta defectos superficiales e

internos a velocidades típicas

de producción

Diseño adaptado a las

necesidades de cada cliente

Inspección volumétrica de chapa de acero fina (<12mm)

después del decapado


Compuestos laminados

metálicos de hasta tres capas

Detecta delaminaciones en

todas las capas

Detecta defectos internos a

velocidades de producción

(sobre 400 m/min)

Diseño adaptado a las

necesidades de cada cliente

Las Ondas Guiadas también se pueden aplicar a

compuestos metálicos multi-capa


Instalación tanto en línea como

fuera de línea

Inspección de todo el alambre,

mediante ondas guiadas que

llenan todo el volumen de la

pieza

Adaptable a diferentes tamaños

de alambre

Inspección interna de alambre mediante Ondas Guiadas


También 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 tamaños de

un 10% de la longitud de onda

Puede detectar defectos alejados

del sensor hasta 1500 mm

Las Ondas Superficiales son ideales para detectar

pequeños defectos en la superficie y a poca profundidad,

cubriendo grandes distancias


Con ultrasonidos

convencionales el propio

acoplante atenúa las ondas

superficiales

Capaz de detectar defectos

superficiales y sub-superficiales

Fácil de instalar y manejar, con

bajos costes de mantenimiento

y operación comparado con

otros métodos alternativos

EMAT permite realizar la inspección superficial de tubos,

palanquillas, chapas, planchas u otras geometrías, a alta

temperatura y altas velocidades


Medición de Espesor y Otras

Aplicaciones


Los sensores permiten una

medición continua a

temperatura ambiente o en

caliente, hasta 650 ºC

Corrección por temperatura

integrada para una precisión

máxima

Resolución de hasta 0.04 mm

Integración para medición en

una línea, múltiples líneas o

100%

Fácil de integrar, para medición

en tubo, chapa, plancha y otras

geometrías

Medición de Espesor automatizada integrada en

fabricación


Posibilidad de inspección en

línea y fuera de línea.

Hasta 350 sensores trabajando

simultáneamente en una

plancha desplazándose a 30

m/min

Posibilidad de inspeccionar en

caliente

Diseñado para cumplir las

normas ASTM 578/A578M-96,

A435A y EN10160

Inspección de planchas con ondas a cero grados


Inspección sin acoplante, permitiendo su instalación inmediatamente después de la soldadora

Inspección en caliente, hasta 300 ºC

Detecta todos los defectos típicos de ERW, además 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

Inspección de tubos ERW de alto espesor y diámetro,

inmediatamente después del proceso de soldadura

temate ® BW-LT(ERW)


Equipos EMAT Portátiles


1. Medición de espesor a alta temperatura

Mediciones puntuales

• Hasta 650ºC de temperatura durante

5 segundos

Mapeos de espesor

• Hasta 200ºC en continuo

• Alta velocidad

Insensible a condiciones superficiales

Lift-off hasta 8 mm

Continúa inspeccionando si el sensor deja

de estar alineado con la superficie de la pieza

Aplicaciones EMAT Portátiles a cero grados


2. Medición de tensión interna

residual

2 haces a 0 grados

perpendicularmente polarizados

Medición de la tensión a partir de la

diferencia de tiempos de vuelo entre

los dos haces ortogonales

Aplicaciones EMAT Portátiles a 0 grados


Aplicaciones EMAT Portátiles Ondas Guiadas

1. Detección de corrosión en tuberías y

tanques

Inspección con temate® MRUT (Ondas

Guiadas de Corto Alcance)

Versiones manual y motorizada

Localiza áreas con corrosión a alta

velocidad

Las ondas guiadas de Lamb rellenan

completamente espesores de hasta 20 mm

Técnicas de atenuación y reflexión

Temperatura de trabajo hasta 200 ºC


Los sensores viajan axialmente

por el exterior de la tubería

El transmisor envía ondas de

Lamb en los dos sentidos en

dirección circunferencial

El receptor mide pérdidas de

amplitud del camino corto (S1) y

del camino largo (S2)

Inspección a velocidad de hasta

150 mm/s

Útil para inspeccionar zonas

semi-enterradas o bajo soportes

El temate® MRUT permite una detección rápida de áreas

defectuosas


Corrosión

T R

Tubería en buen

estado

T R

Tiempo

Tiempo

Am

pli

tud

A

mp

litu

d

El temate® MRUT es 10 veces más sensible que las ondas

guiadas de largo alcance (LRUT)

La presencia de corrosión causa cambios en el tiempo de vuelo y caídas de

amplitud de la señal


Aplicaciones EMAT Portátiles Ondas Guiadas

2. Detección de corrosión bajo soportes

Inspección con ondas guiadas

transversales horizontales (SH)

Las ondas SH no se ven afectadas por los

soportes, incluso si están soldados a la

tubería

Técnicas de atenuación y reflexión


El temate® TG-IS(B) está diseñado para detectar pérdidas

de espesor y daños por hidrógeno en tubos de caldera

Características:

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

pérdidas de espesor o

presencia de defectos

Software muy completo de

generación de informes de la

inspección


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

calderas más precisa y fiable del mercado

Gracias al método Pitch-Catch usado, la erosión en OD o ID permite seguir midiendo con precisión el espesor remanente

Grietas por HCC, SCC y pitting severo provocan una caída en la amplitud de la señal

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

temate® TG-IS(B) EMAT for Boiler Inspection


Investigación y Desarrollo


Innerspec Technologies desarrolla soluciones con sus

propias herramientas de simulación y análisis

Especialistas altamente cualificados en END, electrónica, software y diseño

mecánico

Herramientas de software propias para simulación de forma de haz, curvas

de dispersión para chapas, tubos y barras (GWAT), y modelado por

elementos finitos

Análisis térmico para aplicaciones EMAT en alta temperatura

Más de 24 años de experiencia diseñando sistemas de inspección a

medida


¡Muchas

Gracias!

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