Inspección de ruedas de trenes por ultrasonido multielemento
Contexto
En los sectores de fabricación y de servicios se imponen normas o directivas estrictas relativas a la inspección de las ruedas de trenes. Para cumplir y superar estos criterios rigurosos, Olympus proporciona potentes y flexibles equipos por ultrasonido, softwares especializados y sistemas llave en mano para inspeccionar ruedas de fundición o forja durante la fabricación o mientras se encuentran en servicio después del reperfilado.
Procedimiento típico de inspección
Inspección posterior a la fabricación
Cuando las ruedas de fundición o forja son fabricadas, la llanta es inspeccionada usando la tecnología por ultrasonido multielemento. Por otro lado, el resto de la rueda es inspeccionado mediante ensayos por partículas magnéticas.
Para inspeccionar una llanta (o rueda metálica) se coloca una sonda de ultrasonido multielemento lineal en la banda de rodadura, y otra sonda en el lado de la corona (vea la Figura 1).
Durante este proceso, el cubo del rotor también puede ser inspeccionado usando una tercera sonda de ultrasonido multielemento lineal. Asimismo, es posible inspeccionar el cubo a partir de ambos lados (vea la Figura 2).
Figura 1. Corona siendo inspeccionada usando dos sondas duales de ultrasonido multielemento
Figura 2. Cubo de rueda siendo inspeccionado mediante una tercera sonda de ultrasonido multielemento
Inspección en servicio
Las ruedas de trenes en servicio requieren pasar por un proceso periódico de reperfilado. Durante este proceso, se retira material de la rueda para devolverle sus condiciones iniciales de diseño (perfil de origen). Cuando se completa el reperfilado, la llanta de la rueda es verificada a partir de la corona usando una sonda de ultrasonido multielemento lineal antes de retomar el servicio (vea la Figura 3). Para esta aplicación, por lo general, se emplea una sonda de ultrasonido multielemento de 128 elementos a 5 MHz. Se efectúa un escaneo lineal para cubrir el área de interés (vea la Figura 4).
Figura 3. Verificación desde corona con una sonda de ultrasonido multielemento lineal
Figura 4. Escaneo lineal
Rendimiento del sistema
La solución para inspeccionar la banda de rodadura ha sido desarrollada para detectar defectos con un tamaño equivalente a taladros de fondo plano de 1 a 3,2 mm de diámetro. La típica zona muerta se presenta de 10 a 5 mm por debajo de la superficie de la llanta (rueda metálica). Las zonas muertas pueden ser reducidas usando funciones especiales en el software.
Figura 5. Solución que permite una inspección rápida de la rueda
Figura 6. Software especializado para inspeccionar ruedas metálicas
Para cumplir con los requisitos de inspección en la fabricación de ruedas, la llanta puede ser inspeccionada para detectar defectos con un tamaño equivalente a taladros de fondo plano con 3 mm de diámetro, manteniendo una repetibilidad de 2 dB, una óptima relación señal-ruido (SNR) de 22 dB y una zona muerta típica de > 6 mm. La escala de velocidad de inspección es de 4 a 8 pulgadas por segundo, lo que permite a los usuarios inspeccionar una rueda de 36 pulgadas en menos de 30 segundos. Este procedimiento cumple o supera los estándares de inspección internacionales para ruedas de trenes como EN13262, ISO5948, and AAR M-107/M-208.
Figura 7. Tanque de inmersión con sondas de ultrasonido multielemento para inspeccionar llantas metálicas durante su producción
Conclusión
Las soluciones de Olympus para inspeccionar ruedas de trenes proporcionan resultados rápidos y precisos para poder asegurar la fiabilidad y seguridad de sistemas de trasporte clave. Las soluciones disponibles se componen de mecanismos llave en mano y sondas de inmersión que operan junto con la unidad de adquisición por ultrasonido multielemento FOCUS PX™ y el software de adquisición y análisis de datos RailView que se aloja en un armario de nivel industrial.
Figura 8. Armario usado para albergar una o dos unidades FOCUS PX y un/una PC. En este se incluye una bandeja de teclado y soporte; además, puede ser equipada con un sistema de enfriamiento, una luz y una alarma acústica.
Figura 9. Solución Olympus para inspeccionar bandas de rodadura de ruedas, que presentan un burbujeador personalizado y sonda de inmersión.
La unidad de adquisición extensible FOCUS PX junto con el software FocusPC otorgan lo último en tecnología de ultrasonido multielemento (Phased Array) y ultrasonido convencional a fin de facilitar su integración en sistemas automatizados y semiautomatizados. Las capacidades de la unidad FOCUS PX y de su software para generar y guardar datos C-scan y A-scan sin tratar los vuelve la elección idónea para aplicaciones cuyo veredicto de inspección se emite por medio de análisis de datos posteriores a la inspección. Estas aplicaciones destacan en la industria aeroespacial (laminado de compuestos), de generación de energía (álabes eólicos), transporte (ruedas de trenes), metalúrgica (piezas forjadas) y más.
Los kits de desarrollo de software (SDK) opcionales FocusControl, FocusData y OpenView son compatibles con la unidad FOCUS PX para que los clientes puedan desarrollar su propio software de aplicación.
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