1 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
La tecnología EMAT y sus
aplicaciones en la industria
del metal
2 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Innerspec Technologies
Transductores Electro-Magnéticos Acústicos (EMAT)
Sistemas de Inspección Integrados con Tecnología EMAT
• Inspección de Soldadura Fina (<12mm)
• Inspección superficial y volumétrica de espesores finos
• Medición de espesor y otras aplicaciones
Equipos EMAT Portátiles
Investigación y Desarrollo
Índice
3 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Innerspec Technologies
4 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Innerspec Technologies
Empresa estadounidense, con oficinas centrales en Lynchburg (VA), y
filiales en Europa, China y la India, además de representantes y
distribuidores en todo el mundo
56 patentes sobre aplicaciones de END, la mayoría sobre EMAT
Primer EMAT (NASA) en 1989. Primer EMAT comercial en 1994
Líder mundial en aplicaciones de ultrasonidos de alta potencia y EMAT,
con más de 250 sistemas de inspección integrados instalados en el
mundo, y la más completa gama de sensores y accesorios EMAT
5 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Productos y Servicios:
Sistemas Integrados EMAT
para inspección de soldaduras,
tubos, chapas, planchas,
palanquillas, barras, cilindros,
etc…
Equipos EMAT portátiles para
inspección en campo
Sensores EMAT y
piezoeléctricos con acoplante
seco, y una completa gama de
accesorios
I+D+i
Innerspec Technologies ofrece productos y servicios de
END avanzados, tanto para inspección en fabricación como
para su uso en campo
6 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Transductores Electro-
Magnéticos Acústicos (EMAT)
7 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Los transductores piezoeléctricos generan el ultrasonido
en el propio palpador, mientras que un transductor EMAT
crea el sonido directamente en la pieza inspeccionada
8 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
EMAT tiene todos los beneficios de UT, además de otras
ventajas particulares
Técnica de Ultrasonidos
• Inspección volumétrica
• Acceso por una cara
• Cumple las normas UT
• Segura
Inspección en seco
(sin acoplante)
Insensible a
condiciones
superficiales
Tipos de Onda
Únicos
• Fácil de integrar en
producción
• Sin errores
producidos por el
acoplante
• Altas velocidades
de inspección
(hasta 60 m/s)
• Funciona a muy
altas / bajas
temperaturas
• Inspecciona en
superficies
oxidadas e
irregulares, con
rugosidad o
suciedad (aceite /
agua)
• Capaz de generar
ondas
transversales
horizontales
• Muy eficaz
generando ondas
guiadas, gracias a
la selectividad en
frecuencia
El Ultrasonido es generado directamente en la pieza inspeccionada
Fácil disposición
• Diferentes
sensores generan
la misma señal
• Pequeños cambios
en el ángulo del
sensor no afectan a
los resultados
Desventajas
• Mayor potencia necesaria • Peor relación señal-ruido • Sensores de mayor tamaño
9 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Tipos de ondas ultrasónicas EMAT
Ondas a 0
grados
Ondas
transversales
verticales en
ángulo
Ondas
Superficiales
(Rayleigh)
Ondas guiadas
de Lamb
Ondas
transversales
horizontales
guiadas y en
ángulo
Modos Simétricos
Modos Asimétricos
10 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
¿Qué puede ser una guía de
onda?
• Una superficie
• Una plancha o chapa,
• Una barra o tubo
• Otras estructuras
Los límites afectan la
formulación de los modos de
onda
El alcance práctico de las ondas
guiadas puede variar desde
pocos centímetros hasta
decenas de metros
Las Ondas Guiadas se propagan entre unos límites o
fronteras
11 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Sistemas de Inspección Integrados
con Tecnología EMAT
12 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Inspection de Soldadura Fina (<12mm)
13 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
A efectos prácticos sólo se
pueden generar con EMAT
Las ondas guiadas SH/Lamb
llenan el volumen del material,
independientemente de su
espesor, sin necesidad de
sensores “phased array”
Transmisor y receptor
separados para permitir
normalizar la señal (auto-
calibración)
Menos sensible a la posición e
inclinación del sensor
Las Ondas Guiadas volumétricas (Transversales
Horizontales y Lamb) son ideales para inspeccionar
soldaduras de hasta 12 mm de espesor
14 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Las Ondas Guiadas permiten normalizar la señal
R T
El transmisor genera el ultrasonido, y el receptor mide la cantidad de ultrasonido inducida en
la pieza, o DT (ej: DT=100 unidades)
El defecto refleja sonido, y éste es medido por el mismo receptor, o RT (ej: RT=50 unidades)
El equipo muestra la señal normalizada en porcentaje
R
R T
El transmisor induce menos sonido debido a diferentes razones (diferente material, lift-off,
variación de tensión…), el receptor mide esta cantidad (ej: DT=50 unidades)
El mismo defecto refleja menos sonido (ej: RT=25 unidades)
La señal normalizada muestra la misma respuesta frente a defectos del mismo tamaño,
independientemente de la cantidad de ultrasonido inducido
R
15 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Inspección en línea y totalmente
automática
Detecta defectos internos,
solapes, desalineamientos y
mala calidad de cepillado
Inspecciona durante el
cepillado, sin añadir tiempo
adicional
Sistema de control de soldadora
opcional
Avalado por Miebach y Taylor
Winfield, se puede instalar en
cualquier soldadora
El temate® Si-CJ está diseñado para inspeccionar
soldaduras de bobinas de acero
16 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Inspección volumétrica de
soldaduras rectas y curvas
Detecta y diferencia entre
defectos planares y puntuales
Capaz de inspeccionar a 1m/s
Un único equipo puede operar
hasta tres estaciones de
inspección
Sistema más utilizado y
completo del mercado
El temate® Si-WB (G4) es el sistema más avanzado para la
inspección de Tailored Welded Blanks
17 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
El sensor viaja paralelo a la soldadura, realizando una
inspección completa de la misma
Auto-calibrado
El sistema detecta y compensa automáticamente cambios de aleación y
otras variaciones en el proceso
Señal Generada
(DT)
Señal Recibida
(RT)
RT/DT
Soldadura
Sensor
18 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Los defectos de la soldadura se pueden dividir entre
planares y puntuales
Agujero no
pasante Porosidad
interna
Defectos Puntuales
Concavidad Falta de Penetración Falta de Fusión Desfase
Defectos Planares
19 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
El sistema proporciona resultados en tiempo real con el
diagnóstico de la soldadura, sin necesidad de la
interpretación por el operador
Canal Puntual Canal Planar
20 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Equipos instalados
inspeccionando soldaduras de
bobinas de acero en líneas de
finalizado, como galvanizado,
recocido y hojalata
Detecta falta de unión parcial o
completa, porosidad,
inclusiones, y otras
discontinuidades típicas de la
soldadura por roldana
El temate® Si-MWC está diseñado para inspeccionar
soldaduras solapadas por roldana eléctrica
21 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
El sensor viaja paralelo a la soldadura y efectúa una
inspección volumétrica completa de la misma
El sensor se puede situar sobre o bajo una de las chapas
Auto-calibrado. El sistema detecta y compensa automáticamente cambios
de aleación y otras variaciones en el proceso
Defecto en la soldadura Sensor
temate
Si-MWC
22 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Aplicación 1: Tubos ERW
Diseñado para inspeccionar
tubos con espesor hasta 8 mm
Detecta grietas de 25 mm de
longitud y 10% de profundidad
Instalado inmediatamente
después de la soldadora
No es necesario cambiar el
sensor en función de las
dimensiones de los tubos
Fácil instalación y operación
Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a
tope, sin importar la técnica de soldeo
23 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Aplicación 2: Depósitos de
Agua
Única técnica posible para la
inspección volumétrica de
soldaduras por arco sumergido,
con corona y raíz
Sistema de dos canales para
detectar defectos planares y
puntuales independientemente
Capaz de inspeccionar a 1 m/s
Un único equipo puede operar
hasta tres estaciones de
inspección
Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a
tope, sin importar la técnica de soldeo
24 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Inspección Superficial y volumétrica de
espesores finos
25 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Permite cubrir grandes áreas
con pocos sensores
Transmisor y receptor
separados permiten normalizar
la señal
Capaz de detectar defectos
superficiales e internos
Fácil de integrar y de alcanzar
grandes velocidades de
inspección
Las Ondas Guiadas permiten la inspección superficial y
volumétrica de espesores finos de tubos, chapas,
planchas y barras
26 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Instalación en línea, justo
después del decapado
Inspección del 100% de la
chapa
Detecta defectos superficiales e
internos a velocidades típicas
de producción
Diseño adaptado a las
necesidades de cada cliente
Inspección volumétrica de chapa de acero fina (<12mm)
después del decapado
27 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Compuestos laminados
metálicos de hasta tres capas
Detecta delaminaciones en
todas las capas
Detecta defectos internos a
velocidades de producción
(sobre 400 m/min)
Diseño adaptado a las
necesidades de cada cliente
Las Ondas Guiadas también se pueden aplicar a
compuestos metálicos multi-capa
28 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Instalación tanto en línea como
fuera de línea
Inspección de todo el alambre,
mediante ondas guiadas que
llenan todo el volumen de la
pieza
Adaptable a diferentes tamaños
de alambre
Inspección interna de alambre mediante Ondas Guiadas
29 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
También llamadas Ondas de
Rayleigh, viajan por la superficie
de un material
Normalmente se utiliza para
inspeccionar profundidades hasta
5 mm desde la superficie
Detecta defectos con tamaños de
un 10% de la longitud de onda
Puede detectar defectos alejados
del sensor hasta 1500 mm
Las Ondas Superficiales son ideales para detectar
pequeños defectos en la superficie y a poca profundidad,
cubriendo grandes distancias
30 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Con ultrasonidos
convencionales el propio
acoplante atenúa las ondas
superficiales
Capaz de detectar defectos
superficiales y sub-superficiales
Fácil de instalar y manejar, con
bajos costes de mantenimiento
y operación comparado con
otros métodos alternativos
EMAT permite realizar la inspección superficial de tubos,
palanquillas, chapas, planchas u otras geometrías, a alta
temperatura y altas velocidades
31 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Medición de Espesor y Otras
Aplicaciones
32 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Los sensores permiten una
medición continua a
temperatura ambiente o en
caliente, hasta 650 ºC
Corrección por temperatura
integrada para una precisión
máxima
Resolución de hasta 0.04 mm
Integración para medición en
una línea, múltiples líneas o
100%
Fácil de integrar, para medición
en tubo, chapa, plancha y otras
geometrías
Medición de Espesor automatizada integrada en
fabricación
33 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Posibilidad de inspección en
línea y fuera de línea.
Hasta 350 sensores trabajando
simultáneamente en una
plancha desplazándose a 30
m/min
Posibilidad de inspeccionar en
caliente
Diseñado para cumplir las
normas ASTM 578/A578M-96,
A435A y EN10160
Inspección de planchas con ondas a cero grados
34 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Inspección sin acoplante, permitiendo su instalación inmediatamente después de la soldadora
Inspección en caliente, hasta 300 ºC
Detecta todos los defectos típicos de ERW, además de los fallos por corte defectuoso (ID y OD)
Cumple todas las normas API
Permite diferenciar entre defectos en el ID y en el OD
Inspección de tubos ERW de alto espesor y diámetro,
inmediatamente después del proceso de soldadura
temate ® BW-LT(ERW)
35 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Equipos EMAT Portátiles
36 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
1. Medición de espesor a alta temperatura
Mediciones puntuales
• Hasta 650ºC de temperatura durante
5 segundos
Mapeos de espesor
• Hasta 200ºC en continuo
• Alta velocidad
Insensible a condiciones superficiales
Lift-off hasta 8 mm
Continúa inspeccionando si el sensor deja
de estar alineado con la superficie de la pieza
Aplicaciones EMAT Portátiles a cero grados
37 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
2. Medición de tensión interna
residual
2 haces a 0 grados
perpendicularmente polarizados
Medición de la tensión a partir de la
diferencia de tiempos de vuelo entre
los dos haces ortogonales
Aplicaciones EMAT Portátiles a 0 grados
38 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Aplicaciones EMAT Portátiles Ondas Guiadas
1. Detección de corrosión en tuberías y
tanques
Inspección con temate® MRUT (Ondas
Guiadas de Corto Alcance)
Versiones manual y motorizada
Localiza áreas con corrosión a alta
velocidad
Las ondas guiadas de Lamb rellenan
completamente espesores de hasta 20 mm
Técnicas de atenuación y reflexión
Temperatura de trabajo hasta 200 ºC
39 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Los sensores viajan axialmente
por el exterior de la tubería
El transmisor envía ondas de
Lamb en los dos sentidos en
dirección circunferencial
El receptor mide pérdidas de
amplitud del camino corto (S1) y
del camino largo (S2)
Inspección a velocidad de hasta
150 mm/s
Útil para inspeccionar zonas
semi-enterradas o bajo soportes
El temate® MRUT permite una detección rápida de áreas
defectuosas
40 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Corrosión
T R
Tubería en buen
estado
T R
Tiempo
Tiempo
Am
pli
tud
A
mp
litu
d
El temate® MRUT es 10 veces más sensible que las ondas
guiadas de largo alcance (LRUT)
La presencia de corrosión causa cambios en el tiempo de vuelo y caídas de
amplitud de la señal
41 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Aplicaciones EMAT Portátiles Ondas Guiadas
2. Detección de corrosión bajo soportes
Inspección con ondas guiadas
transversales horizontales (SH)
Las ondas SH no se ven afectadas por los
soportes, incluso si están soldados a la
tubería
Técnicas de atenuación y reflexión
42 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
El temate® TG-IS(B) está diseñado para detectar pérdidas
de espesor y daños por hidrógeno en tubos de caldera
Características:
Mide espesor y detecta grietas
HCC y SCC a lo largo del tubo
Sensor manual con encoder
integrado
Indicadores luminosos en el
sensor para alertar de
pérdidas de espesor o
presencia de defectos
Software muy completo de
generación de informes de la
inspección
43 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
El temate® TG-IS(B) es la herramienta de inspección de
calderas más precisa y fiable del mercado
Gracias al método Pitch-Catch usado, la erosión en OD o ID permite seguir midiendo con precisión el espesor remanente
Grietas por HCC, SCC y pitting severo provocan una caída en la amplitud de la señal
Los tubos tienen que ser chorreados con arena para eliminar la cascarilla suelta, sin necesidad de ninguna otra preparación de superficie
temate® TG-IS(B) EMAT for Boiler Inspection
44 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Investigación y Desarrollo
45 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
Innerspec Technologies desarrolla soluciones con sus
propias herramientas de simulación y análisis
Especialistas altamente cualificados en END, electrónica, software y diseño
mecánico
Herramientas de software propias para simulación de forma de haz, curvas
de dispersión para chapas, tubos y barras (GWAT), y modelado por
elementos finitos
Análisis térmico para aplicaciones EMAT en alta temperatura
Más de 24 años de experiencia diseñando sistemas de inspección a
medida
46 © 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com © 2011
¡Muchas
Gracias!