Principios básicos de las pruebas ultrasónicas

La prueba ultrasónica (UT) utiliza energía de sonido de alta frecuencia para realizar exámenes y realizar mediciones. La inspección ultrasónica se puede utilizar para la detección / evaluación de fallas, mediciones dimensionales, caracterización de materiales y más. Para ilustrar el principio de inspección general, se utilizará una configuración típica de inspección de pulso / eco como se ilustra a continuación.

Un sistema típico de inspección de UT consta de varias unidades funcionales, como el pulsador / receptor, el transductor y los dispositivos de visualización. Un pulsador / receptor es un dispositivo electrónico que puede producir pulsos eléctricos de alto voltaje. Conducido por el pulsador, el transductor genera energía ultrasónica de alta frecuencia. La energía del sonido se introduce y se propaga a través de los materiales en forma de ondas. Cuando hay una discontinuidad (como una grieta) en la trayectoria de la onda, parte de la energía se reflejará hacia atrás desde la superficie del defecto. 

La señal de onda reflejada se transforma en una señal eléctrica por el transductor y se muestra en una pantalla. En el siguiente applet, la intensidad de la señal reflejada se muestra en función del tiempo desde la generación de la señal hasta cuando se recibió un eco. El tiempo de viaje de la señal se puede relacionar directamente con la distancia que la señal viajó. A partir de la señal, a veces se puede obtener información sobre la ubicación del reflector, el tamaño, la orientación y otras características.

La inspección ultrasónica es un método NDT muy útil y versátil. Algunas de las ventajas de la inspección ultrasónica que se citan a menudo incluyen:

• Es sensible a las discontinuidades superficiales y subsuperficiales.
• La profundidad de penetración para la detección o medición de fallas es superior a otros métodos de NDT.
• Solo se necesita acceso de un solo lado cuando se utiliza la técnica de eco de pulso.
• Es altamente preciso para determinar la posición del reflector y estimar el tamaño y la forma.
• Se requiere una preparación mínima de la pieza.
• El equipo electrónico proporciona resultados instantáneos.
• Las imágenes detalladas se pueden producir con sistemas automatizados.
• Tiene otros usos, como la medición del espesor, además de la detección de fallas.

Al igual que con todos los métodos NDT, la inspección ultrasónica también tiene sus limitaciones, que incluyen:

• La superficie debe ser accesible para transmitir ultrasonidos.
• Habilidad y entrenamiento es más extenso que con algunos otros métodos.
• Normalmente requiere un medio de acoplamiento para promover la transferencia de energía de sonido a la muestra de prueba.
• Los materiales que son ásperos, de forma irregular, muy pequeños, excepcionalmente delgados o no homogéneos son difíciles de inspeccionar.
• El hierro fundido y otros materiales de grano grueso son difíciles de inspeccionar debido a la baja transmisión de sonido y el alto ruido de la señal.
• Los defectos lineales orientados en paralelo al haz de sonido pueden pasar desapercibidos.
• Se requieren estándares de referencia tanto para la calibración del equipo como para la caracterización de fallas.

La introducción anterior proporciona una introducción simplificada al método NDT de prueba ultrasónica. Sin embargo, para realizar una inspección de manera efectiva con ultrasonidos, es necesario conocer mucho más sobre el método. Las siguientes páginas presentan información sobre la ciencia involucrada en la inspección ultrasónica, el equipo que se usa comúnmente, algunas de las técnicas de medición utilizadas, así como otra información.

Fuente: NDT Resource Center