AGRPhasedArray SP [PDF]

Zitiervorschau

Phased Array

Índice • Introducción a UT Phased Array • Nuevas Técnicas

• Aplicaciones Industriales • Ventajas

• El Futuro

Introducción a los ultrasonidos Phased Array

Qué es Phased Array ? • Palpadores Multicristal • Instrumentación electrónica que dirige y/o focaliza el haz ultrasónico

Palpadores Phased Array

Qué es Phased Array ? • Palpadores Multicristal • Instrumentación electrónica que dirige y/o focaliza el haz ultrasónico

Instrumentación Phased Array

Cómo funciona ? • Transmisión (Tx) • Cristales pulsados a intervalos de tiempo controlados • Control de la dirección y focalización del haz • Los retardos se conocen como Leyes Focales Tx

Dirección del haz

Focalización del haz

Como funciona ?

(continuación)

• Recepción (Rx) • Las formas de onda RF recibidas por cada cristal llegan retardadas y deben promediarse • Los retardos utilizados para alinear las señales se conocen como Leyes Focales Rx

• Ultrasonidos reflejados por una discontinuidad — Los cristales reciben ultrasonidos a diferentes intervalos de tiempo debido a los distintos recorridos del haz — Las señales son alineadas electrónicamente

Cómo funciona ?

(continuación)

Punto focal único

Y si la discontinuidad está más allá del punto focal ?

Cómo funciona ?

(continuación)

Solución = Focalización Dinámica en profundidad (Dynamic Depth Focusing)

Zona Focal

•

Las Leyes Focales Rx son modificadas para cada cristal

•

Resultado = Zona Focal Extendida

Cómo funciona ?

(continuación)

Ejemplo – Focalización Dinámica en Profundidad

Dynamic Depth Focusing (DDF)

Punto Focal único 25mm

Punto Focal único 75mm

Zona Focal Dinámica 25 to 75mm

•Bueno Cerca de la superficie

•Pobre Cerca de la superficie

•Bueno Cerca de la superficie

•Pobre Pared de fondo

•Bueno Pared de fondo

•Bueno Pared de fondo

Qué significa ? •

El haz ultrasónico transmitido (TX) puede ser dirigido y focalizado electrónicamente

•

El ultrasonido recibido (RX) también puede ser dirigido y focalizado

•

Focalización sobre una zona extendida, no sólo en un punto único = Focalización dinámica en profundidad (DDF: Dynamic Depth Focusing)

Nuevas Técnicas

Escaneado Sectorial (Sector scan) Múltiples Leyes Focales •El haz es barrido a través de distintos ángulos •Amplia cobertura sobre la muestra Orificios laterales taladrados

Pared de fondo

Escaneado electrónico Cada ciclo de la frecuencia de recurrencia (PRF) •La apertura se mueve a lo largo de la longitud del array •No se requiere ningún movimiento de arrastre (desplazamiento del palpador) •Se consigue una cobertura volumétrica completa

Cada ciclo de la frecuencia de recurrencia (PRF) •La apertura se mueve a lo largo de la longitud del array •No se requiere ningún movimiento de arrastre (desplazamiento del palpador) •Se consigue una cobertura volumétrica completa de la zona de unión soldada

Escaneado electrónico •Solo requiere movimiento de exploración en un eje

•Se consigue una total cobertura axial de la soldadura

Aplicaciones Industriales

Mapeado de corrosión Unión a solape - Aeronáutica

• Palpadores con membranas flexibles – explora sobre los remaches –detecta corrosión entre las uniones solapadas

Mapeado de corrosión

(continuación)

Unión a solape - Aeronáutica

Muestra de ensayo con remaches y palpador/escáner

Membrana flexible

Detección de corrosión Áreas inaccesibles

Área de inspección bajo platina de refuerzo

Discontinuidad

Reflexiones geométricas

Inspección de tuberías Discriminación de zonas Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone 5 Zone 6

•

Soldaduras en zonas – inspección con ondas focalizadas desde ambos lados. (corrientes Arriba/Abajo)

•

Inspección rápida y fiable de soldaduras (conforme ASME / API)

•

Mecánica más simple y más fiable – UT convencional = 1 palpador por zona – Phased Array = 1 palpador cubre todas las zonas

Inspección de tuberías

Datos de los canales de corriente arriba

(continuación)

Datos de los canales de corriente abajo

Umbral de las discontinuidades

Inspección de tuberías

Escáner automático y TD FocusScan

(continuación)

Sistema interfaz de aviso

Inspección de soldadura por haz de electrones (EBW)

• Inspección de la soldadura entre tapón y tubo • Profundidad de la soldadura = 60mm • Palpador = lineal, 80 elementos (cristales), 3MHz phased array • Cobertura completa = –Escaneado electrónico –Escaneado por barrido de ángulo

Inspección de soldadura por haz de electrones (EBW)

Datos del Canal 1, ángulo barrido (-16º to 0º)

Datos del Canall 2, ínidice de barrido

Datos del Canal 3, ángulo barrido (0º to +16º)

Soldaduras austeníticas

(continuación)

Proyecto “ITER” Reactor Termonuclear Internacional

Esquema del reactor JET TORUS

9 sectores constituyen un recipiente vacío alrededor del TORUS

Soldaduras austeníticas

(continuación)

Proyecto “ITER” Reactor Termonuclear Internacional Esquema de la muestra de ensayo soldada por EBW

Soldaduras austeníticas

(continuación)

Proyecto “ITER” Reactor Termonuclear Internacional

Raíz de un álabe de turbina

Ensayo de Composites Estructuras de aeronaves Estructura composite

Nido de abeja núcleo

Falta de adhesión

Delaminación

Ventajas •

Un solo palpador cubre distintos ángulos

•

Puede generar ondas longitudinales y transversales

•

Más gran resolución

•

Mayor mejora de la relación señal/ruido

•

Incremento de la penetración y la sensibilidad

El Futuro •

Instrumentación más barata, más rápida y más pequeña

•

Personal más experimentado / cualificado

•

Mejora de códigos y normas (p.e. ASME CC 2235)

•

Mayores aplicaciones para UT phased array

•

Herramientas para la simulación de aplicaciones