Aplicación
Uso de un ensayo no destructivo para evaluar la integridad de adherencias entre materiales distintos de baja impedancia acústica y alta impedancia acústica, tales como: plástico, fibra de vidrio, caucho o epoxi adherido a metales, vidrio, o cerámica.
Entre las aplicaciones específicas para este tipo de ensayo se incluyen: adherencias de compuestos de carbono/fibra/resina a sustratos de acero, adherencias de recubrimientos de plástico a tuberías y tanques metálicos, revestimientos protectores de plástico sobre vidrio, revestimientos de caucho sobre rollos metálicos, y revestimientos epóxidos sobre piezas metálicas. Esta técnica también ha sido utilizada en cojinetes de metal en donde la blanda y baja impedancia del metal, como un metal antifricción, está adherida a un metal de fuerte impedancia (acero o latón).
Problema
La técnica más usada para un ensayo por ultrasonido, que permite evaluar la integridad de la adherencia o unión entre estos materiales, es el análisis de la amplitud de la señal reflejada a partir de la interfaz entre los dos materiales. Este método es útil cuando dos materiales unidos se dotan de una impedancia acústica similar, como en el caso de metal a metal o plástico a plástico. Sin embargo, cuando dos materiales adheridos difieren grandemente en impedancia acústica, como en el caso de un plástico a un metal, el cambio en la amplitud de las señales reflejadas entre una adherencia correcta y otra incorrecta es menos explícito. En este tipo de casos, la diferencia más perceptible entre uniones y desprendimientos es una inversión en la fase o polaridad del eco a partir del límite cuando la unión está siendo inspeccionada desde el lado de baja impedancia.
Equipos
Este ensayo puede efectuarse con cualquier equipo por ultrasonido que brinde una representación A-scan de radiofrecuencia sin rectificación, como los detectores de defectos EPOCH® 650 y EPOCH 6LT. Seleccione el tipo de sonda y la frecuencia, basándose en su aplicación; nosotros recomendamos normalmente las sondas de banda ancha.
Procedimiento
Tanto la fase (o polaridad) como la amplitud de una señal reflejada al límite de dos materiales se determinan por la impedancia acústica relativa de los dos materiales. La fase o la polaridad del eco proveniente de los límites entre los dos materiales es invertida cuando el orden de las impedancias acústicas asociadas es invertido (de baja a alta contra de alta a baja).
El ensayo debe ser llevado a cabo a partir del lado de la adherencia de baja impedancia. También, es importante mencionar que este ensayo permite identificar la presencia o ausencia de una adherencia acústica, pero no califica la fuerza de dicha adherencia.
Las figuras 1 y 2 muestran los ecos provenientes de los límites de plástico a aire y de plástico a metal respectivamente para demostrar la inversión de fase. Estas representaciones han sido producidas por un detector de defectos de la serie EPOCH y una sonda de contacto de banda ancha V109 de 5 MHz.
La figura 1 muestra el eco proveniente del lado posterior de una pieza plana de plástico Plexiglas de 5 mm (0,2 pulg.), el cual es recibido por una sonda de contacto de banda ancha de 5 MHz que, a su vez, está conectada a un detector de defectos EPOCH 650 configurado en el modo de radiofrecuencia (RF). En este caso, la energía acústica es reflejada a partir del límite entre un material con una impedancia relativamente alta (plástico) y un material con una impedancia muy baja (aire). Con esta configuración, el eco recibido a partir de este límite de alta y baja impedancia es representado como un eco de polaridad negativa.
Eco proveniente de un plástico Plexiglas no adherido | Eco proveniente de un plástico Plexiglas adherido a aluminio |
Notas
La polaridad del eco visualizada depende del procesamiento de la señal realizado por el equipo. Mientras los detectores de defectos, junto con los dispositivos emisores y receptores de Olympus IMS generan este tipo de representaciones, los equipos de otros fabricantes pueden generar señales con tendencias contrarias. Un bloque de ensayo puede ayudar a definir este factor. El principio básico de la inversión de fase en límites de baja y alta impedancia se aplica en cualquier caso.
