Llega la era digital para los ensayos no destructivos

Los procesos de soldadura o -mejor denominados- procesos de soldeo, están continuamente presentes en nuestro entorno porque cualquier tipo de construcción nos obliga a unir diferentes piezas, subconjuntos, conjuntos, etc., hasta llegar a conseguir el objetivo deseado, llámese avión, barco, coche, máquina, puente, tren, o cualquier tipo de pieza; cuando estas uniones tienen que ser móviles o desmontables se utilizan otros sistemas (por ejemplo, los tornillos) y cuando deseamos un producto con uniones fijas o permanentes recurriremos a otros sistemas, tales como el roblonado, ajustes con apriete fijo mediante la aplicación de prensa, calentamiento, etc., al uso de adhesivos o pegamentos tan habituales en nuestros tiempos, procesos de soldadura, etc.

Para realizar un buen control de calidad de las soldaduras existen dos tipos de ensayos:

Ensayos Destructivos donde, como el propio nombre indica, se destruye la muestra utilizada como, por ejemplo, probetas obtenidas de la zona de soldadura o una pieza concreta para comprobar el comportamiento de una soldadura; entre estos tipos de ensayos se incluye la resistencia a la tracción, al plegado, a la flexión, a la torsión, etc., resistencia a diferentes temperaturas, estudios metalográficos, etc.

Ensayos No Destructivos en donde no se deteriora la pieza o conjunto fabricado que se pretende inspeccionar; entre estos ensayos: corrientes inducidas, inspección visual, medición de espesores, partículas magnéticas, radiografía, termografía, ultrasonidos, etc.

Tanto los ensayos destructivos como los no destructivos resultan cada vez más habituales en el ambiente industrial, unos más fáciles de realizar y otros más difíciles y costosos. En cualquier caso, existe una variada oferta de posibilidades en cuanto a equipos y personal, tanto desde las propias empresas, como desde entidades independientes dedicadas a temas de calidad y certificación.

A los ensayos no destructivos ha llegado también la era digital, consiguiendo una auténtica revolución dentro del sector del control de calidad.

En este campo destacamos a la firma Laga Solutions S.L., una empresa joven especializada en ensayos no destructivos que ha apostado por estos equipos que incorporan nuevas tecnologías, derivadas de la nanotecnología, las tecnologías de la información y las aplicaciones de microelectrónica que, junto a la formación de su personal técnico, dan a sus clientes un nuevo servicio con potentes herramientas para optimizar sus procesos y productos, mejorando su productividad. Todas sus soluciones que ofrece son digitales, inmediatas y móviles (no sólo los equipos sino que también las instalaciones) con las ventajas que esto conlleva, en cuanto a precisión, plazo y coste; es el nuevo enfoque del control de calidad en el campo de los ensayos no destructivos.

En estas condiciones, sus ensayos no destructivos incluyen un sistema con captura directa de la energía mediante electrónica, incorporando un equipo de vídeo acústico digital y equipos integrados con sistemas B-SCAN, C-SCAN, D-SCAN y ToFD "Time of Flight Diffraction"; con esta nueva tecnología ofrece al mercado, entre otros, los siguientes servicios:

Supervisión en obras en cualquier lugar del mundo porque todas sus soluciones son digitales, inmediatas y móviles. Realizan trabajos como:

Inspección Visual Digitalizada.
Radiografía Digital.
Servicios de Inspección Digitales.
Ultrasonidos Phase Array y ToFD.

Diferentes aplicaciones dentro de la ingeniería de Ensayos No Destructivos:

Reingeniería de Ensayos No Destructivos.
Automatización de Procesos.
Consultoría para Compras Internacionales.
Reparación de Equipos.

Venta de equipos especiales en Ensayos No Destructivos como:

ToFD.
Pigs.
Phased Array.
Rayos X.
Sistemas de radiografía digital.
Sistemas de tomografía.

Veamos a continuación algunas características de los sistemas de radiografía y ultrasonidos de tipo digital, teniendo en cuenta que, en ambos casos, dispondremos de un registro digital de la propia inspección con todas sus ventajas; además, en el caso de la radiografía digital, se necesita menos tiempo de exposición, no se requiere revelado y conseguiremos un gran ahorro de tiempo, tal y como podremos comprobar posteriormente con algunos ejemplos prácticos.

Normativa: Dentro de la normativa aplicable para soldaduras en acero, y en concreto en el campo de la Radiografía Digital, podemos citar:

ANSI B16.34, última edición aplicable.

ASTM E-186, última edición aplicable.

ASTM E-446, última edición aplicable.

ASME Sección V, Artículo 2, última edición aplicable.

ASNT SNT-TC-1A, edición 2006.

Concepto de Radiografía Digital: El concepto de radiografía digital se diferencia del sistema convencional tanto por el receptor de energía como por el software de análisis, ya que el emisor de energía puede ser una fuente gammagráfica o Rx.

Radiografía Computerizada:

Placas de fósforo flexibles y reutilizables: estas placas de fósforo constan de una base, con un soporte poliéster de 0,18mm de espesor, una capa de fósforo de entre 0,080-0,300mm de espesor, más una capa final protectora con espesor de entre 8 y 30 micras. Antes de llegar a las placas de fósforo flexibles existía una aplicación híbrida entre radiografía computerizada y film.

Radiografía digital:

Amorphous silicon.
Amorphous selenium.
CMOS, desarrollados en el siglo XXI, con la siguiente evolución:

2000: Small CMOS panel.
2001: CMOS linear array.
2002: Large CMOS panel.
2003: Real-time CMOS.

Con el método tradicional, se puede hablar de 2 ½ horas para radiografiado más 1 hora de colocación de la película, más el tiempo de desplazamiento al laboratorio de revelado, más el tiempo de revelado, etc.., lo que supondrá 1 ó 2 días. Con el método digital, 45 minutos para CMOS.

Con el método tradicional, 1 hora de colocación de plomos y placas, más 6 horas de exposición en cobalto, más 1 ½ horas de revelado, etc., esto es, unas 10-12 horas. Con el método digital, es función del área activa del detector; en este ejemplo, 5 minutos.

Espesor a doble pared de 330mm en zona bocas y 22s de exposición con CMOS.
Espesor a doble pared de 540mm en zona cuerpo y 40s de exposición con CMOS.
Lugares donde ya se está empleando.

Son técnicas pioneras y no hay muchas empresas que puedan dar este servicio; a título de ejemplo:

Refinerías (Nerefco en Holanda, GEVA GmbH en Alemania o Port Arthur Refinery en USA).

Fundiciones (Lazaro Ituarte o Poyam, en el País Vasco).

Normativa: Dentro de la normativa aplicable para soldaduras en acero, y en concreto dentro del campo de los Ultrasonidos con el sistema ToFD, podemos citar:

ASME Code case 22.35.

API 1104.

GS EP PVV 630.

EPRI.

Equipo ToFD.- Emisor y receptor de la señal en distintos palpadores y análisis de la onda difractada. Comparativa de la técnica ToFD frente a Pulso Eco

Es mayor la sensibilidad de la técnica ToFD, del orden de ±1 mm, da tamaño del defecto, es casi independiente del ángulo del palpador y no depende de la amplitud.

Cuando la distancia entre emisor y receptor es grande (> 500 mm), la señal de la onda lateral ha de acompañarse con la técnica de pulso eco.

Cuando la profundidad de la zona a examinar va de 0mm a 100mm, la inspección se puede hacer de una pasada con equipos de canal simple. Si el espesor es mayor se utilizan equipos multicanal.

La velocidad de inspección oscila entre 1m/min y 4m/min.

Existe equipo simple de ToFD para realizar inspecciones en zonas accesibles y de fácil colocación, y equipo más complejo para la inspección de zonas más complejas y de difícil acceso.

Se pueden medir deformaciones, corrosión y delaminaciones con una tolerancia de 1,5mm a una velocidad de 3m/s.

Con el método tradicional, 1 hora para radiografiado, más ¾ hora de colocación de la película, más tiempo de desplazamiento al laboratorio de revelado, más el tiempo de revelado, etc., lo que supondrá entre 1 ó 2 días.

Con el método ToFD, 1 ½ hora.

Con el método tradicional, 650 placas en obra y 800 en taller con un coste aproximado de 32.000 € y 38 días de duración.

Con el método ToFD, 12 días de trabajo con un coste aproximado de 15.000 €.

Estas técnicas se llevan utilizando 10 años en el área de influencia de USA, ya que está aceptado por norma desde esa fecha por el código ASME; a título de ejemplo se citan algunas empresas: Alsto, Atocina, BP, Shell, Total, Trapil, etc.

Laga Solutions S.L., consciente de la exigencia que supone trabajar con estas nuevas tecnologías, ha creado un Aula de Formación en la Escuela Superior de Ingeniería de Bilbao, de común acuerdo con la dirección de dicha escuela con objeto de realizar diferentes funciones, actuando siempre como coordinador y líder; por ejemplo:

Formación constante para sus trabajadores de plantilla, para alumnos interesados en ensayos no destructivos de los últimos años de carrera e incluso, en ocasiones, para sus propios clientes.

Periódicamente, cursos sobre ensayos no destructivos en los métodos tradicionales aplicando las nuevas técnicas, con la participación de la universidad del País Vasco.

Trabajos de investigación e innovación tecnológica, con la participación de alumnos de los últimos cursos de carrera, alumnos realizando tesis doctorales, etc.