Introducción
Si bien la técnica de Difracción del tiempo de vuelo (TOFD) puede ser utilizada para una variedad de aplicaciones, está destinada principalmente a inspeccionar de manera rápida soldaduras con costuras circunferenciales y axiales; a esto también se le conoce como exploración perpendicular TOFD. Desde los inicios de la técnica TOFD en la década de los 70, su uso como método no destructivo de alta reputación ha aumentado constantemente. Por otra parte y pese a que la técnica TOFD puede ser ejecutada manualmente, la forma más común de utilizarla es con un dispositivo de registro, es decir, con un codificador o un escáner industrial. En América del norte, para poder cumplir con las normas establecidas, la técnica TOFD es a menudo acompañada con las técnicas pulse-echo (pulso-eco) o de ultrasonidos multielementos («Phased Array») necesarias para cubrir las regiones de la raíz y cubierta de una soldadura.
Técnicas TOFD más conocidas para la inspección de soldaduras
La técnica TOFD puede ser usada sola o junto con otras técnicas de ultrasonido. Algunas de las técnicas más conocidas son:
- TOFD de un solo grupo
- TOFD de múltiples grupos
- TOFD con ondas de arrastre/pulso-eco
- TOFD con ultrasonidos phased array
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Teoría básica de la técnica TOFD
La técnica TOFD usa generalmente ondas de tipo longitudinal como método de detección primario. Los sensores de ultrasonidos son colocados a cada lado de la soldadura. Uno de los sensores se encarga de enviar el haz ultrasónico al material y el otro sensor recibe el ultrasonido reflejado y difractado que proviene de anomalías o reflectores geométricos. La técnica TOFD brinda una amplia área de cobertura mediante el uso de un solo haz, lo que pone en práctica la teoría de dispersión del haz proveniente del ultrasonido que parte de la suela hasta el interior del material bajo inspección. Y así, cuando el haz entra en contacto con un defecto o grieta, la energía difractada se proyecta en todas direcciones. La medición del tiempo de vuelo de dichos haces difractados permite detectar y dimensionar precisa y eficientemente los defectos, incluso si la grieta se encuentra orientada hacia la dirección inicial del haz. Durante las inspecciones típicas TOFD, las representaciones A-scan son reunidas y usadas para crear representaciones B-scan (vista lateral) de la soldadura. Finalmente, los análisis se efectúan en la unidad de adquisición o en el software de análisis posteriores, donde se incluirán cursores para medir la longitud y la altura de espesor a través de los defectos.
Ilustración del ultrasonido reflejado y difractado
Un solo grupo TOFD adquirido mediante el escáner manual de una sola línea
Ejemplo del dimensionamiento de la altura del defecto con el cursor TOFD
Principales beneficios de la técnica TOFD para la inspección de soldaduras
- La técnica se basa en la difracción, lo que la hace relativamente indiferente a los ángulos de bisel de la soldadura y a la orientación del defecto.
- Usa el tiempo de llegada de las señales provenientes de los puntos de agrietamiento lo que permite localizar y dimensionar eficazmente los defectos.
- Se dota de una capacidad de dimensionamiento precisa, lo que hace de ella un método ideal para monitorizar defectos.
- Es rápida de configurar y ejecutar durante una inspección, ya que la emisión de un solo haz ofrece una amplia cobertura de la zona inspeccionada.
- Permite realizar rápidos escaneos generando representaciones y un completo registro de datos.
- También, puede ser utilizada para inspecciones de corrosión.
- El equipo requerido para integrar está técnica es más económico que el equipo para el ultrasonido multielementos «Phased Array», debido a su naturaleza convencional (un emisor y un receptor) y al uso de sondas convencionales.
- Es altamente sensible a todos los tipos de defectos de soldaduras.
Equipos típicos para la técnica TOFD
- OmniScan SX UT u otros módulos OmniScan MX/MX2/SX (según la técnica)
- Escáner TOFD: HST-Lite u otro
- Sondas TOFD altamente humedecidas: CentraScan u otras
- Suelas TOFD: rexolite o acero inoxidable
- Software opcional para análisis posteriores y configuración de técnica: NDT Setup Builder y OmniPC
- Sistema de suministro de agua (acoplante): WTR-SPRAYER-8L o similiar
Conclusión
La técnica TOFD permite efectuar inspecciones rápidas de soldaduras con un excelente nivel de detección y dimensionamiento. La técnica de difracción ofrece una capacidad de dimensionamiento fundamental con relativa indiferencia al ángulo biselar o a la orientación del defecto. Por otra parte, esta técnica puede usarse sola o junto con otras técnicas para ensayos no destructivos.
