45006988 presentacion arreglo de fases

Diapositiva 1

Introduccin al Ultrasonido por Arreglo de Fases -

Soporte Tcnico

Phasor XSTutorial Bsico de Phased Array

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Introduccin

Qu es el Arreglo de Fases? -

Introduccin:

Desde los aos 80s, la tecnologa de arreglo de fases por ultrasonido ha sido transportada desde el campo mdico al sector industrial. A mediados de la dcada, los materiales compuestos se desarrollaron y permitieron la fabricacin de transductores de arreglo de fases de formas complejas.

En los aos 90s la tecnologa de arreglo de fases se incorpor como un nuevo mtodo de ensayos no destructivos (evaluacin no destructiva). La mayora de las aplicaciones desde 1980 y hasta 1992 tuvieron efecto en recipientes a presin, en el campo nuclear y componentes de turbinas.


Introduccin:

La tecnologa de arreglo de fases por ultrasonido (evaluaciones no destructivas) se ha utilizado para resolver algunos problemas como:1. Detectargrietaslocalizadasadiferentesprofundidadescondiferentesorientacionesutilizandounsoloprobadorenuna sola posicin.

2. ParadetectarpequeasgrietasproducidasporSCC(stress corrosion cracking) en algunos componentes como turbinas.

3. Dondeserequiereincrementarlaexactitudendeteccin, localizacin, tamao, y orientacin de defectos crticos.

4. Donde se requiere proporcionar reportes de fcil interpretacin e inmediata documentacin.


Qu es el arreglo de fase por ultrasonido?

Bsicamente el arreglo de fase por ultrasonido incorpora probadores con elementos mltiples (cristales) con un control por computadora de cada elemento en tiempo para obtener imgenes de tiempo real y simplificar el mtodo de prueba no destructiva.

Arreglo de Fases UT

UTConvencional


La tecnologa de arreglo de fases es la habilidad de modificar electrnicamente las caractersticas acsticas del palpador

Las modificaciones al palpador se realizan introduciendo retardos de tiempo en las seales enviadas (pulso) y recibidas (eco) por los elementos individuales de un arreglo

Cualquier tcnica ultrasnica para deteccin y medicin de defectos puede ser aplicada utilizando palpadores de arreglo de fases

- Por qu utilizar Arreglo de Fases? -

Las mayores ventajas que proporciona la tcnica de arreglo de fases por ultrasonido estn alrededor de:

1. Velocidad. La tecnologa de arreglo de fases permite barridos electrnicos, los cuales tpicamente son de mayor velocidad y exactitud que los barridos manuales.

2. Flexibilidad. Un probador de arreglo de fases, puede cubrir unaamplia gama de aplicaciones a diferencia del mtodo convencional.

3. Configuracin electrnica. Las calibraciones se cargan en forma sencilla como archivos. Los parmetros son fcilmente configurados por PC.

4. Reportes y registros. Los registros son permanentes y fcil de interpretar y se obtienen de forma inmediata.

- Por qu utilizar Arreglo de Fases? -

Se pueden realizar barridos electrnicos de alta velocidad sin que se tenga que mover la pieza Se mejoran la capacidades de inspeccin a travs del control por software de las caractersticas del haz ultrasnico Inspeccin usando mltiples ngulos con el uso de un solo palpador controlado electrnicamente Varias configuraciones: P/E, Tandem

Gran flexibilidad de inspeccin en geometras complejas

Optimizacin de la distancia de focalizacin

Optimizacin del ngulo de inspeccin

Palpadores de Arreglo deFases

La fabricacin del palpador de arreglo de fases es similar a la de un palpador convencional

Acoplamiento acstico

Material piezoelctrico

Material de respaldo

Cable de hasta 128 alambres coaxiales

- Palpadores de Arreglo de Fases -

Un palpador de arreglo de fases puede ser comparado con un palpador de un solo elemento cuya rea activa ha sido subdividida en pequeos segmentos o elementos. Cuando se conecta a un instrumento de arreglo de fase, la direccin y focalizacin del haz ultrasnico puede ser cambiado en cada repeticin de pulso por medio de la pulsacin individual de elementos a tiempos ligeramente diferentes o en un orden diferente

Por qu es diferente un palpador de arreglo de fase?

La diferencia entre el palpador de arreglo de fases y el palpador convencional es el nmero de cristales o elementos contenidos dentro del palpador. Un palpador convencional contiene un elemento y palpador de arreglo de fase tiene mltiples elementos. Cada palpador de arreglo de fase puede ser configurado de diferentes formas como:

1. Anular un anillo de elementos concentricos

2. 1D lineal plano elementos que se posiciona lado a lado en fila.3. 2D Matricial elementos posicionados lado a lado encolumnas mltiples4. Circular elementos con forma de anillo

Palpadores de Arreglo de Fases -Arreglo lineal plano

Caractersticas nicas

Arreglo de configuracin simple Direccionamiento del haz en un eje Aplicaciones

Punto focal variable

Angulo variable

Se puede montar sobre una zapata Pruebas de inmersin

Amplia cobertura del haz

Palpadores de Arreglo de Fases -

Arreglo Dual (TR)


2 arreglos lineales en una sola carcasa ngulo superior fijo (distancia focal) Aplicaciones

Inspeccin en la superficie cercana Inspeccin de materiales de grano burdo ngulo variable del haz

Palpadores de Arreglo de Fases -

Arreglo lineal curvo


Cncavo o convexo

Radio fijo o curvatura

Aplicaciones

Tuberas

Inspeccin de dimetros internos y externos Longitud focal variable

ngulo variable

- Palpadores de Arreglo de Fases -

Arreglo anular


Elementos anulares concntricos Pueden ser curvos esfericamente para obtener una pre-focalizacin Aplicaciones

Inspeccin de lingotes

Inmersin

Punto focal variable

Caractersticas del Arreglo deFases

Como funciona el Arreglo de Fases -

Arreglo de

ArregloConvenciona l

p/rretardoretardoFormacin del Hazretardo retardo

Fases

p/rp/rp/rretardoretardop/r p/r

pulsador/ receptor

versus

retardo retardo

p/r p/r

pulsador/ receptor.........retardo

p/r

p/rretardoretardo

p/r

p/rretardoretardo

p/r

p/rretardoPalpador Convencional

Arreglo de Fases


Pequeoselementos que se excitan individualmente aplicndoles un retardo de tiempo para crear el efecto deseado: focalizacin y ngulo especficos.

Tiempo

Frente de Onda


Qu es una ley focal?

Una ley focal es el clculo matemtico que determina los requerimientos de la configuracin ultrasnica ( retardo pulsador/receptor) para el ngulo de un haz especfico.

La cantidad ptima de leyes focales es el balance entre la velocidad de rastreo y la resolucin de la imagen.

El Phasor XS tiene un total de 128 leyes focales para 16 elementos activosy ofrece una gran resolucin para muchas aplicaciones industriales.Las 128 leyes focales estn disponibles en barrido lineal y sectorial y aseguran una velocidad de actualizacin de 20 cuadros/segundo la cual es la mnima para realizar una inspeccin manual.

Focalizacin del Haz Ultrasnico -

Con ultrasonido convencional para focalizar un haz ultrasnico se necesitausar un lente o elemento curvo.Y para cambiar la distancia de focalizacin se deben utilizar diferentes palpadores.

Haz ultrasnico convencional focalizado


Con el arreglo de fases para focalizar un haz ultrasnico se necesita solamente aplicar retardos de tiempo a cada uno de los elementos para formar el haz a la distancia de focalizacin deseada.

Focalizacin electrnica del haz ultrasnico


El punto focal tambin puede ser modificado electrnicamente

Variacin del ngulo del Haz Ultrasnico -

Con ultrasonido convencional para cambiar el ngulo de un haz ultrasnico se necesita usar diferentes palpadores o zapatas.

Haz ultrasnico convencional con diferentes ngulos de refraccin


Con el arreglo de fases para cambiar el ngulo de un haz ultrasnico se necesita solamente aplicar retardos de tiempo a cada uno de los elementos para generar el ngulo deseado, sin tener que cambiar la zapata o el palpador.

Generacin electrnica de diferentes ngulos del haz ultrasnico


Con el sistema de arreglo de fases se puede cambiar el ngulo del haz ultrasnico de forma electrnica

Variacin del ngulo y focalizacin del Haz Ultrasnico -

Con el sistema de arreglo de fases se pueden cambiar el ngulo del haz ultrasnico y el punto focal al mismo tiempo de forma electrnica

Barridos en Arreglo de Fases

Barrido Electrnico -

Con ultrasonido convencional para realizar el barrido ultrasnico de una pieza se debe mover fsicamente el palpador.

Movimiento del palpador para realizar el barrido de una pieza


Con arreglo de fases se puede realizar un barrido electrnico sin tener que mover fsicamente el palpador, utilizando lo que se conoce como palpador virtual.Palpador virtual : El nmero de elementos individuales excitados como un grupo para crear el haz ultrasnico con las caractersticas deseadas (apertura).

Agrupamiento de cristales para realizar un barrido electrnico


Los arreglos tambin pueden formarse para realizar barridos en superficies curvas

- Barrido Lineal -

- Barrido Sectorial -

El barrido sectorial es la habilidad para barrer un sector completo de volumen sin movimiento del transductor. til para inspecciones de geometras complejas, o aquellas con restricciones de espacio Combina las ventajas de un haz ultrasnico amplio y/o mltiples palpadores focalizados en un solo sensor de arreglo de fases

Imagen de un barrido sectorial

- Barrido Sectorial -

Aplicaciones de Inspeccin

Inspeccin de geometras complejas -

Seis zonas de un eje son inspeccionadas en un giro utilizando seis palpadores de arreglo de fases

Inspeccin de soldaduras -

Probador PA

Inspeccin de soldaduras -

- Inspeccin de turbinas -

Grietas en turbina

Races de alabes en turbina: inspeccin usando barrido sectorial y difraccin para determinar tamao de grieta

H 3

H 4

Ventajas del Detector deFallas Ultrasnico Phasor XS

- Puntos clave del instrumento -

Construido como un Krautkramer Pesa menos de 4 Kg. (8 lb.) A prueba de descargas elctricas, polvo y resistente al agua Equipo convencional Se convierte en un detector de fallas convencional con solo presionar una tecla Fcil de utilizar Los mens son sencillos como los del USN60 Pantalla VGA de alto contraste de 6.5 (diagonal ) Conector con seguro para el transductor Transductores de dialogo inteligente

Sencillo y fcil de usar

Con solo presionar esta tecla lo convierte en un equipo de ultrasonido convencional

- Permite mejorar la probabilidad de detectar defectos (POD) -

Las fallas son algunas veces optimizadas a diferentes ngulos de los tpicamente utilizados por el operador.

El Arreglo Fases disminuye la probabilidad de descartar una falla debido al error del operador.

- Mayor rapidez en la inspeccin -

Ejemplo de inspeccin de soldadura (minutos)

1845

20

El Arreglo de Fases ahorra tiempo en los barridos y las mediciones

919

7

73

AjustesBarridoMedicinTotal

Convencional

AjustesBarridoMedicinTotalArreglo de Fases

Reduzca los tiempos de inspeccin hasta un 50%

- Mediciones rpidas y precisas -

Profundida d real de un barreno lateral

YIncremento de la precisin en un 40% (basado en pruebas iniciales)YObtencin reproducible y reportable de las pruebas de clculo de la medicin.

- Mediciones rpidas y precisas -

Los parmetros son definidos por

Medicin rpida y segura Dos diferentes cursores en X-Y para la localizacin y tamao del defecto Compuertas mltiples Correccin del ngulo y del volumen Deteccin automtica del ngulo optimizado dentro de las compuertas Lecturas en tiempo real Modo de congelamiento de datos

Modificacin de la ganancia:en tiempo real para la lectura en pantalla

el usuario en los cuadros de lecturas (el ngulo del haz se muestra en nmeros pequeos

El resultado mostrado corresponde al ngulo seleccionado

El nivel III puede verificar la inspeccin

El cursor del ngulo es selecionable dependiendoel ngulo de evaluacinLas etiquetas de las reglasindican la posicin vertical yHorizontal en la prueba

- Accesorios con mayor versatilidad -

UT Convencional usando mltiples transductores

Haga ms con menos.

Equivalente a un transductor PA de 4 MHz y 16 elementos

YUn transductor de Arreglo de Fases realiza el trabajo de mltiples transductores convencionales & combinacin de zapatas.YEste mejor preparado para operaciones fuera de estndar y emergencias.

- Una imagen dice mas que mil palabras -

YPermite que el usuario administre la calidad de los datos

YCapacidad para las compaas de servicio de crear diferentes reportes que resalten efectivamente el trabajo realizado.YEl Phasor XS guarda el Barrido sectorial, el Barrido A, y otros datos de la pantalla en una imagen JPEG dentro de la tarjeta de memoria SD.

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