INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO PHASED ARRAY / TOFD

Presentación del tema: "INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO PHASED ARRAY / TOFD"— Transcripción de la presentación:

1 INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO PHASED ARRAY / TOFD
Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO PHASED ARRAY / TOFD

2 Phased Array y TOFD El Phased array y TOFD son técnicas de inspección por ultrasonido computarizadas de última generación que dejan registro y tienen alta probabilidad de detección, alta precisión en la evaluación de defectos y garantiza repetitividad. Los principios físicos de funcionamiento son similares al ultrasonido convencional pulso-eco(PA) y emisor-receptor (TOFD), con la diferencia que se pueden controlar parámetros mediante software como: Ángulo de refracción. Punto de salida del haz. Enfoque en una zona determinada. Entre Otros. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

3 Inicios El desarrollo del ultrasonido por Phased Array en el área industrial comenzó a principios de los años 90 cuando fue incorporado como un nuevo END en el Ultrasonic handbook. La mayoría de las aplicaciones fueron relacionadas a recipientes a presión nucleares y componentes de turbina de baja presión. Hoy en día su aplicación abarca sectores como el aeroespacial, defensa, petroquímica, manufactura nuclear, entre otros. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

4 ¿Qué es el Phased Array? Es una técnica de inspección por UT utilizada para la detección y dimensionamiento de indicaciones o defectos, a través de imágenes las cuales son mostradas en diferentes vistas utilizando un solo transductor de múltiples elementos en un arreglo lineal. Vista sectorial. Vista superior. Vista unidimensional (A-Scan). Imagen de un equipo OmniScan MX2 Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

5 ¿Cómo trabaja el ultrasonido por fase?
En el sentido más básico un arreglo de faces (Phased Array) utiliza los principios físicos de la onda de corte o presión, de tal manera que una serie de pulsos ultrasónicos genera un frente de onda lineal o acimutal (sectorial) excitando los elementos a diferente tiempo (Delay), dichos pulsos ultrasónicos retornarán si encuentran un punto o área de reflexión dentro del material y serán captados por los elementos en su tiempo de entrada ( ley focal). Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

6 Principios Las ondas Ultrasónicas son vibraciones mecánicas inducidas en un medio (pieza de prueba) por un palpador de cristal piezoeléctrico excitado por un voltaje eléctrico. Las frecuencias típicas de las ondas ultrasónicas van desde 0.1 MHz a 50 MHz; la mayoría de las aplicaciones industriales requiere frecuencias de 0.5 MHz a 15 MHz. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

7 Ventajas del Phased Array con respecto al UT Convencional
Permite un barrido electrónico sin necesidad de mover el palpador de manera ascendente y descendente. Inspección simultánea con múltiples ángulos y grupos usando un solo transductor. Permite la inspección en un área determinada. Permite el control de las características del haz ultrasónico a través de la configuración de las leyes focales. Facilita la inspección de materiales con geometrías complejas. Genera un registro de la inspección totalmente auditable. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

8 Diferencias del Phased Array con respecto al UT Convencional
UT convencional utiliza un solo elemento piezoeléctrico. Cada ángulo de inspección requiere una zapata con el ángulo deseado. La detección de una discontinuidad se basa en la orientación, manipulación del transductor y habilidad del especialista. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

9 Diferencias del Phased Array con respecto al UT Convencional
UT PA utiliza varios elementos piezoeléctricos. UT PA usa múltiples ángulos de inspección con una sola zapata. Se detectan discontinuidades con barridos electrónicos. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

10 Formación del Haz Cuando no se aplica retardo sobre cada elemento el resultado es como un transductor convencional. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

11 Formación del Haz Variando el tiempo de retardo de cada elemento se pueden obtener diferentes formas del haz utilizando un mismo transductor. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

12 Modos de Barridos electrónicamente controlados
Barrido Sectorial Permite el barrido por rango de ángulos. Genera una inspección volumétrica con barrido electrónico. Barrido Lineal Permite un barrido electrónico en una banda a un ángulo deseado. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

13 Codificación por color A-Scan
Usando un codificador (Encoder) hace posible la adquisición de datos a una resolución mínima de 0.1 mm. Los ecos se generan en la vista A-Scan con su respectiva amplitud y codificación de colores según su porcentaje en altura de pantalla, dicha codificación es transferida hacia las otras vistas en su representación de colores (amplitud). Grieta conectada a la superficie interna, espesor 2” Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

14 Codificación por color A-Scan
Utilizando un determinado barrido angular, la resolución del sectorial es alta (0.01° mínimo). Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

15 Inspección de Tuberías de Pequeños Diámetros (Piping) en Plantas de Procesos
Gracias al Caso Código 181 del ASME B31.3, ahora está aprobada la inspección de soldaduras en plantas de proceso mediante técnicas de adquisición de datos computarizadas, como lo es el ultrasonido Phased Array y/o TOFD en lugar de la radiografía. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

16 Inspección de Soldaduras en Ductos
API 1104 Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

17 Reporte de Inspección de Soldaduras
DEFECTO A-SCAN VISTA SECTORIAL VISTA SUPERIOR Registro del 100% del volumen de la soldadura, con la Técnica de PHASED ARRAY. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

18 Reporte de Inspección de Soldaduras
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19 Reporte de Inspección de Soldaduras
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20 ¿Qué es el TOFD? El ultrasonido por TOFD (Time Of Flight Diffraction), es una técnica automatizada que utiliza el principio de la difracción para detectar y dimensionar la altura, longitud y profundidad de las discontinuidades en juntas soldadas permitiendo 100% de registro continuo. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

21 Ventajas del TOFD Registro permanente de los resultados por medio de imagen B (Vista Lateral). Capacidad de dimensionamiento preciso. La técnica posibilita un escaneado rápido. Detección y dimensionamiento virtualmente independientes de la orientación del defecto. Tiene una precisión de dimensionamiento potencial de ± 1mm y una capacidad de monitoreo de ± 0,3mm. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

22 Ventajas del Phased Array/TOFD con respecto a la Radiografía
Permite registrar el 100% del volumen de una soldadura para análisis en diferentes vistas, por ej.: S-Scan, D-Scan, C-Scan o B-Scan (TOFD o PAT). Agiliza la evaluación y caracterización de los defectos. Las condiciones de sanidad y seguridad se ven mejoradas por la eliminación de peligros de radiación y de productos químicos y residuos. La productividad se ve aumentada ya que no precisa tediosos periodos de configuración ni revelado. No contamina el planeta con residuos radiactivos. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

23 Phased Array Vs Radiografía
Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

24 Mapeo de Corrosión Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. 4
Rif: J 4

25 SOFTWARE DE ANÁLISIS DE DATOS OmniPc
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26 SOFTWARE DE ANÁLISIS DE DATOS OmniPc
Grieta en ZAC Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

27 SOFTWARE DE ANÁLISIS DE DATOS OmniPc
Grieta en ZAC Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

28 Almacenamiento de Datos y Entrega de Datos en Cliente
Los datos adquiridos de las inspecciones son generados por el OmniScan MX2 y luego revisados, compartidos y archivados con el software OmniPc, el cual permite la transferencia de la data entre el equipo y el computador. Data con Formato de extensión .OPD, compatible con la plataforma Microsoft® Windows®. Capacidad de almacenamiento digital sin ocupar mucho espacio ya que la data puede ser entregada en DVD. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

29 Normativa Vigente en Técnicas de Ultrasonido Phased Array y TOFD
ASME Code Section V Article 4 (2007) Mandatory Appendix III Phased - Array Single Fixed Angle with Manual Raster. Non-mandatory Appendix E - Computerized Imaging Techniques . Non-mandatory Appendix L - TOFD Sizing Demonstration/Dual Probe. Non-mandatory Appendix N TOFD Interpretation. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

30 Normativa Vigente en Técnicas de Ultrasonido Phased Array y TOFD
ASME 2007 SEC V “code cases” ASME Code Case , Use of Ultrasonic Examination in Lieu of Radiography. CC-2557 Use of Manual Phased Array - S-scan Ultrasonic Examination. CC-2558 Use of Manual Phased Array E-scan - Ultrasonic Examination . Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

31 Normativa Vigente en Técnicas de Ultrasonido Phased Array y TOFD
ASTM E-2373 Standard Practice for Use of the Ultrasonic Time of Flight Diffraction (TOFD) Technique. E-2491 Standard Guide for Evaluating Performance Characteristics of Phased Array Ultrasonic Examination Instruments and Systems. E-2491 provides instructions on how to assess performance of the instrumentation and probes used in NDT phased array applications. ASTM E 1961: Standard Practice for Mechanized Ultrasonic Examination of Girth Welds Using Zonal Discrimination with Focused Search Units. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

32 Normativa Vigente en Técnicas de Ultrasonido Phased Array y TOFD
AWS, AWS D1.1, Structural Welding Code, Part G Par Advanced Ultrasonic Systems. API Recommended Practice RP2X: Ultrasonic Examination Using Phased Array. API Std 1104 Welding of Pipelines and Related Facilities. API 650. Appendix U Ultrasonic Examination In Lieu of Radiography. Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J 4

33 Email: insp.ing.anzoategui@cantv.net
Inspecciones e Ingeniería Anzoátegui, C.A. Rif: J Contactos: Jahrol Enrique Rojas Telf / 4