Tipos de sondas de corrientes de Foucault
Las sondas de corrientes de Foucault estándar de Evident están disponibles en diferentes configuraciones:
- Sondas de tipo lápiz (tb. lapicero)
- Sondas puntuales para superficies
- Sondas de anillo/circundantes
- Sondas para perforaciones de pernos/remaches
- Sondas de gran diámetro para escáneres rotativos
- Sondas especiales
En este artículo, se explicará cada sonda en detalle. Nuestro objetivo es proporcionar información a los usuarios para ayudarles a seleccionar la sonda de corrientes de Foucault apropiada según la aplicación de su interés.
Sondas para superficies de tipo lápiz/lapicero
Estas son las sondas que se usan por lo general para detectar grietas superficiales en los materiales, y a las que también se les conoce como sondas de corriente de Foucault de alta frecuencia (HFEC). Presentan una pequeña bobina que puede dotarse o no de un blindaje en el proceso de fabricación. La mayoría son de configuración absoluta, aunque pueden ser fabricadas con la bobina de equilibrio que se alberga en el cuerpo de la sonda para garantizar un buen equilibrio y una mayor escala de frecuencia. Hay muchos tipos disponibles, tanto en versión recta como angular, para adaptarse a cualquier requisito de inspección. También, están disponibles con ejes flexibles que pueden ajustarse a diferentes formas.
Las sondas de tipo lápiz o lapicero pueden ser diseñadas para operar en varias frecuencias, dependiendo principalmente del material que va a inspeccionarse. En el caso del aluminio, una frecuencia de 100 kHz es la más popular, lo que permite el uso de hasta 200 kHz o más, según la bobina de equilibrio y el instrumento utilizado. Las frecuencias más altas proporcionan un mejor ángulo de despegue (Lift-off); pero, a medida que la sonda se acerca a 500 kHz, se vuelve más sensible al despegue y no podrá proporcionar una penetración en muchos materiales. Por ello, es preferible permanecer en frecuencias más bajas en la medida de lo normal.
Se ha convertido en algo común usar sondas de tipo lápiz/lapicero con una frecuencia inferior a 100 kHz cuando se buscan grietas en la primera capa, originadas en el lado opuesto de dicha capa con una expansión que aún no ha agrietado la superficie (más aún con los revestimientos). Una frecuencia entre 20 kHz y 50 kHz penetrará en el revestimiento y detectará un defecto que es solo del 50 % a través del espesor. Algunas sondas estándar de 100 kHz pueden operar a 50 kHz siempre y cuando sean compensadas con ganancias más altas; sin embargo, es mejor usar sondas diseñadas para las frecuencias más bajas, incluso si tenemos que aceptar un diámetro ligeramente mayor.
En el caso de materiales de baja conductividad, como el titanio o el acero inoxidable, es necesario elegir una frecuencia de 1 MHz a 2 MHz para mejorar la sensibilidad y el ángulo de fase en el agrietamiento superficial. En el caso de los aceros magnéticos, la frecuencia no es un factor tan crucial; sin embargo, para minimizar las variaciones de permeabilidad, se van a obtener buenos resultados en una frecuencia de 1 MHz o 2 MHz. Cuando el material está recubierto de cadmio, se necesitan frecuencias más bajas para minimizar su efecto y, a veces, es mejor una frecuencia de 25 kHz a 50 kHz, aunque se requiera un mayor diámetro de sonda.
Sondas puntuales para superficies
También conocidas como sondas de corrientes de Foucault de baja frecuencia (LFEC), las sondas puntuales se usan con bajas frecuencias para detectar grietas subsuperficiales o corrosión. Están disponibles en 100 Hz o frecuencias superiores (para penetrar las estructuras más gruesas), tanto en versiones blindadas como sin blindaje. Las sondas blindadas son más populares, ya que concentran el campo magnético debajo de la sonda y evitan la interferencia de bordes y otras estructuras; sin embargo, son más sensibles a pequeños defectos. Las sondas de configuración de reflexión también son usadas de forma extendida, ya que ofrecen un punto de despegue más bajo y a menudo una ganancia superior para las aplicaciones más exigentes. Los cuerpos retráctiles son útiles para mantener una presión constante cuando es necesario, como al efectuar ensayos puntuales para detectar diferencias de conductividad.
Sondas de anillo/circundantes
Son similares a las sondas para superficies, a excepción de su centro ampliado (hecho un orificio) para cubrir el diámetro de la cabeza/ perforación del remache que se quiere inspeccionar. Proporcionan una mayor sensibilidad en las grietas, ya que la interfase del remache/perforación ayuda a la penetración. Esto se nota mayormente con los remaches ferrosos; pero, las variaciones de permeabilidad también pueden generar problemas. El diámetro interno (D. I.) es una dimensión importante para la selección de la sonda. Es necesario seleccionar un D. I. que sea un poco más grande que la cabeza del remache. El diámetro exterior (D. E.) no es un parámetro crítico; pero, no debe aproximarse a otras cabezas de remaches. La altura de la sonda tampoco es un parámetro crítico; sin embargo, en casos de acceso limitado, existen tipos especiales de sondas de perfil bajo donde las secciones de la bobina de ensayo y aquella de equilibrio se encuentran separadas para reducir aún más la altura de la sonda.
Sondas para perforaciones de pernos/remaches
Las sondas dedicadas a las perforaciones de pernos/remaches están diseñadas para inspeccionar la perforación dejada por un remache. Pueden dividirse en dos grupos:
Operación manual con collar ajustable: La sonda es indexada a la profundidad correcta y girada de forma manual. La configuración típica de la bobina que se emplea en las sondas manuales para perforaciones de remaches es absoluta, puente y diferencial de puente.
Escáneres rotativos/giratorios: Estas están fabricadas para colaborar con los distintos escáneres en uso a fin de brindar la mejor cobertura y altas velocidades de inspección. Las sondas de los escáneres rotativos/giratorios suelen presentar bobinas de configuración diferencial y de reflexión, ya que las bobinas diferenciales son menos sensibles a la interfaz y proporcionan una mejor detección de defectos. El modo de reflexión se usa para maximizar la ganancia; este proporciona un rango de frecuencia más amplio y minimiza la desviación que podría ser causada por la acumulación de calor en una sonda cuando efectúa rotaciones de elevado r/mín.
Sondas adicionales para la inspección de perforaciones
Sondas de baja frecuencia para perforaciones de pernos: Usadas en la inspección de perforaciones a través de cojinetes, las bobinas de baja frecuencia están incorporadas en el diseño de las sondas. Estas sondas usan bobinas similares a aquellas de las sondas puntuales para superficies; y, por lo general están limitadas a perforaciones de remaches de gran diámetro debido al gran tamaño de las bobinas.
Sondas para avellanadores: Están fabricadas para adaptarse a formas específicas de cabeza de remaches a fin de inspeccionar la entrada de la perforación abierta. Pueden ser fabricadas para el funcionamiento de escáneres manuales o rotativos, con las mismas configuraciones de bobina que se usan en las inspecciones estándar de perforaciones de remaches. Si es necesario inspeccionar una gran cantidad de perforaciones, el tipo de escáner rotativo proporciona una cobertura mucho más rápida.
Sondas de gran diámetro para escáneres rotativos
Durante muchos años, las perforaciones de gran diámetro han sido inspeccionadas por sondas manuales dedicadas a perforaciones de remaches/pernos. Esto se debía a que los diseños de las sondas existentes eran demasiado pesados y desequilibrados para girar libremente durante escaneo giratorios con los escáneres rotativos portátiles. Escanear e indexar de forma manual no sólo es un proceso lento, sino que también es difícil garantizar una cobertura completa. Además, las grandes perforaciones a menudo se encuentran en partes gruesas, lo que significa que se requiere una gran cantidad de escaneos para cubrir el espesor completo.
Las recientes sondas de gran diámetro han sido diseñadas para minimizar el peso y optimizar el equilibrio mecánico. De esta manera, los escáneres rotativos de comparativa dimensión pequeña pueden activar la emisión acústica sin una pérdida de velocidad excesiva ni vibraciones. Se han probado con éxito diámetros superiores a 50 mm (2 pulg.). Los tipos de sondas de diámetro regulable permiten que el usuario determine la sonda para el diámetro correcto a fin de prevenir demasiada fricción y evitar perder la sensibilidad en pequeños defectos.
Sondas especiales
Hay varios tipos de sondas que son fabricados para satisfacer requisitos específicos de clientes. Envíenos un diseño o bosquejo de su aplicación y le cotizaremos una sonda de corrientes de Foucault especial que se adapte a su pieza.
Diagnóstico y solución de problemas de las sondas de corrientes de Foucault
Si tuviese dificultades al operar una sonda, se recomienda proceder con algunos ensayos sencillos:
- Verifique que la frecuencia de operación esté dentro del rango de la sonda. Si la sonda no se equilibra correctamente, es posible que el instrumento haya entrado en modo de «saturación». Esto puede verificarse fácilmente. Si las señales producidas por el punto de despegue y el defecto (o un filo/borde) se superponen entre sí, significa que no hay ángulo de fase y se ha producido una saturación. La frecuencia puede ser demasiado alta, o la bobina de la sonda y la bobina de equilibrio no tienen el mismo valor. Intente disminuir el voltaje de activación de la sonda. Note que algunos instrumentos tienen la capacidad de altos valores de salida lo cual puede ser excesivo para algunas sondas.
- Intente desplazar el cable; de forma más precisa, donde se une al conector o al cuerpo de la sonda, ya que estos son los puntos más vulnerables. Si se identifica un funcionamiento intermitente, el cable debe ser reemplazado. Además, puede que sea necesario limpiar los contactos del conector. El aerosol de silicona o un limpiador de contactos eléctricos a menudo son empleados para dicha limpieza.
- Si el punto parece muerto o las señales son pequeñas o distorsionadas, verifique la configuración del filtro. Muchos instrumentos ofrecen ahora una gama de filtros de paso alto y paso bajo. Estos son muy útiles, pero si se configuran incorrectamente causarán varios efectos.
- Los filtros de paso alto (HPF) siempre habilitarán el punto al punto de equilibrio; y, en configuraciones altas, (como se usa para los escáneres rotativos), harán que el punto parezca estático en el punto de equilibrio. Para la operación manual, ajuste el filtro de paso alto a DESACTIVADO (OFF) [o 0 Hz].
- Los filtros de paso bajo (LPF) habilitarán la dependencia del refresco de visualización. La mejor configuración para el uso manual suele ser de 100 Hz, pero si la señal es demasiado ruidosa, puede ser necesario reducir esta configuración. De ser este el caso, la velocidad de escaneo deberá mantenerse lo suficientemente baja como para no reducir el tamaño de las señales.
- Examine la superficie de inspección de la sonda. Puede estar dañada o gastada. Preste atención a los cables expuestos u otros daños. Utilice cinta de teflón en la superficie de la sonda siempre que sea posible. Esto reduce el desgaste de la sonda y evita un posible contacto con la ferrita, que a menudo produce ruido.
- Cuando hace frente a relaciones de señal-ruido (SNR) elevadas, normalmente al usar sondas de escáneres rotativos, es un buen método introducir un pequeño trozo de esponja o espuma de poliuretano para mejorar el contacto de la bobina con la superficie interior de la perforación. Esta técnica permitirá reducir en gran medida el ruido y aumentará la sensibilidad.
Notas
Dado que no todos los escáneres portátiles tienen la misma potencia, pero las sondas de diámetro superior requieren más potencia, los resultados de inspección corren el riesgo de inexactitud. Si tiene dudas sobre su escáner rotativo, póngase en contacto con nosotros, nos complacerá asesorarlo.
Al inspeccionar perforaciones de gran diámetro, la bobina emite una propagación más rápida sobre el defecto. Esto cambia la duración de la señal y significa que quizá se deba restablecer la configuración del filtro en el instrumento a valores más altos. El filtro de paso alto (HPF), que normalmente reduce el efecto de las variables generadas por cambios lentos, como la ovalidad (cambios de despegue), no será tan efectivo, y será necesario aumentar la frecuencia de la configuración (p. ej., de 100 Hz a 200 Hz a más). El filtro de paso bajo (LPF) puede eliminar parte de la señal defectuosa. Intente nuevamente aumentar el valor del parámetro para evitar esto; por ejemplo, de 200 Hz a 500 Hz o más. Los filtros de paso de banda (BP) son una combinación de ambos y están disponibles en algunos instrumentos. También necesitan ser restablecidos a un valor más alto. Ajuste siempre los filtros para obtener la mejor relación señal-ruido. Es posible que algunos instrumentos no presenten suficientes parámetros de filtro para aprovechar al máximo las sondas de gran diámetro.
