Entendiendo las pruebas ultrasónicas: Cómo las ondas de sonido detectan fallos en materiales

¿Qué son las pruebas ultrasónicas?

Las pruebas ultrasónicas son una forma de ensayo no destructivo que usa ondas de sonido para evaluar las propiedades mecánicas de materiales.

El término "ultrasonidos" se usa a menudo para describir esta familia de técnicas, aunque es más preciso referirse a ellas como pruebas ultrasónicas.

Las pruebas ultrasónicas se usan para caracterizar el material testeado y detectar fallos internos. Pueden usarse como técnica de ensayo no destructivo (END) para determinar espesor de materiales y medir fallos internos como grietas.

Las pruebas ultrasónicas pueden usarse con otras técnicas END como resonancia magnética (RM), infrarrojos (IR) y rayos X.

Se usan en muchas industrias, incluyendo:

• Construcción de acero y metal
• Metalurgia
• Fabricación
• Aplicaciones aeroespaciales industriales y más

¿Cuál es la aplicación de las pruebas ultrasónicas?

Los pulsos de ultrasonido excitan los fallos o grietas y miden el tiempo que tardan en emitir las ondas de sonido, conocido como "tiempo de vuelo". Esto permite determinar el tamaño del fallo o grieta y su impacto en el rendimiento.

En metalurgia y fabricación se usan para determinar tamaño de fallos o grietas internas en un material antes de usarlo en producción. Se mide el tiempo para que un pulso ultrasónico viaje a través del material y se compara con un valor de referencia de 0,9 mm (a 10 MHz).

Las pruebas ultrasónicas también se llaman pruebas de emisión acústica (AE), que usan vibraciones ultrasónicas para medir espesor, densidad, dureza y módulo elástico de materiales como metales, cerámicas, hormigón, etc.

En la industria automotriz se usan para medir espesor de metales en vehículos asegurando que no sean más finos de lo especificado. La medición se hace transmitiendo pulsos ultrasónicos a través de una tira de material y midiendo el tiempo de viaje.

Se usan para medir espesor de tuberías, tubos, cilindros, canales, etc., para monitorizar corrosión en tuberías de acero. Transmitiendo pulsos a diferentes frecuencias y midiendo el tiempo de viaje a cada frecuencia.

En materiales compuestos se evalúan propiedades mecánicas. El material se coloca en el transductor ultrasónico. La señal ultrasónica excita el material compuesto, emitiendo una onda de sonido que viaja a través del material y retorna al transductor como eco. El tiempo que tarda en volver determina la densidad del material y por tanto su rigidez o resistencia.

¿Cuáles son las ventajas de las pruebas ultrasónicas?

1. Bajo coste

Las pruebas ultrasónicas son un método de ensayo económico para determinar calidad e integridad de materiales de acero.

2. Cómodas

Pueden hacerse en cualquier ubicación y por cualquiera con un pequeño transductor ultrasónico (UT) o sonda manual.

Esto facilita inspecciones in-situ de acero u otros materiales desde dentro o fuera, ej. tuberías, barcos, puentes.

También es posible inspeccionar piezas de chapa usando sonda manual en contacto con el material.

3. Rápidas

Pueden completarse en segundos a alta velocidad, adecuadas para inspeccionar grandes números de piezas continuamente en operación por largos periodos, ej. fábricas con producción continua.

Medidas más rápidas posibles con técnicas modernas de procesamiento digital de señales que reducen tiempo de medición en órdenes de magnitud.

4. Precisas

Proporcionan mediciones de alta precisión, exactas a más/menos 0,001 pulgadas.

Posible medir espesor y composición a resolución de 0,01 pulgada o mejor, detectando fallos minúsculos.

5. Sin riesgo de daño

No implican contacto físico con materiales testeados, así que no hay peligro de dañar el material inspeccionado ni riesgo de que un objeto caído hiera al operador durante el ensayo.

Esto reduce enormemente riesgo de daño a equipos y personas por contacto accidental durante construcción, mantenimiento y reparación de estructuras de acero expuestas a vendavales, terremotos u otros peligros.

NDT-KITS es el fabricante líder mundial de equipos de pruebas ultrasónicas e inspección. Fundada en 1988, es una empresa high-tech dedicada a desarrollar y fabricar equipos de pruebas ultrasónicas e inspección por más de 20 años.

Conclusión

La aplicación de pruebas ultrasónicas es muy amplia, y la técnica puede usarse para detectar fallos en acero, hormigón, compuestos, madera y otros materiales. También se usa en industria mecánica para verificar calidad de componentes metálicos.

Las pruebas ultrasónicas pueden ser beneficiosas para determinar espesor de tuberías, cables y otros metales o materiales. También para muchos otros propósitos: revisar grietas y corrosión en tuberías, medir espesor de chapas para tratamientos térmicos, etc.

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