la tecnologia emat y sus aplicaciones en la industria del metal
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Equipos EMATTRANSCRIPT
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1 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011
La tecnologa EMAT y sus
aplicaciones en la industria
del metal
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2 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011
Innerspec Technologies
Transductores Electro-Magnticos Acsticos (EMAT)
Sistemas de Inspeccin Integrados con Tecnologa EMAT Inspeccin de Soldadura Fina (
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Innerspec Technologies
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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, adems de representantes y
distribuidores en todo el mundo
56 patentes sobre aplicaciones de END, la mayora sobre EMAT
Primer EMAT (NASA) en 1989. Primer EMAT comercial en 1994
Lder mundial en aplicaciones de ultrasonidos de alta potencia y EMAT, con ms de 250 sistemas de inspeccin integrados instalados en el
mundo, y la ms completa gama de sensores y accesorios EMAT
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Productos y Servicios:
Sistemas Integrados EMAT para inspeccin de soldaduras,
tubos, chapas, planchas,
palanquillas, barras, cilindros,
etc
Equipos EMAT porttiles para inspeccin en campo
Sensores EMAT y piezoelctricos con acoplante
seco, y una completa gama de
accesorios
I+D+i
Innerspec Technologies ofrece productos y servicios de
END avanzados, tanto para inspeccin en fabricacin como
para su uso en campo
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Transductores Electro-
Magnticos Acsticos (EMAT)
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Los transductores piezoelctricos generan el ultrasonido
en el propio palpador, mientras que un transductor EMAT
crea el sonido directamente en la pieza inspeccionada
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EMAT tiene todos los beneficios de UT, adems de otras
ventajas particulares
Tcnica de Ultrasonidos
Inspeccin volumtrica Acceso por una cara Cumple las normas UT Segura
Inspeccin en seco
(sin acoplante)
Insensible a
condiciones
superficiales
Tipos de Onda
nicos
Fcil de integrar en produccin
Sin errores producidos por el
acoplante
Altas velocidades de inspeccin
(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
Fcil disposicin
Diferentes sensores generan
la misma seal
Pequeos cambios en el ngulo del
sensor no afectan a
los resultados
Desventajas
Mayor potencia necesaria Peor relacin seal-ruido Sensores de mayor tamao
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Tipos de ondas ultrasnicas EMAT
Ondas a 0
grados
Ondas
transversales
verticales en
ngulo
Ondas
Superficiales
(Rayleigh)
Ondas guiadas
de Lamb
Ondas
transversales
horizontales
guiadas y en
ngulo
Modos Simtricos
Modos Asimtricos
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Qu puede ser una gua de onda?
Una superficie Una plancha o chapa, Una barra o tubo Otras estructuras
Los lmites afectan la formulacin de los modos de
onda
El alcance prctico de las ondas guiadas puede variar desde
pocos centmetros hasta
decenas de metros
Las Ondas Guiadas se propagan entre unos lmites o
fronteras
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Sistemas de Inspeccin Integrados
con Tecnologa EMAT
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Inspection de Soldadura Fina (
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A efectos prcticos slo 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 seal (auto-
calibracin)
Menos sensible a la posicin e inclinacin del sensor
Las Ondas Guiadas volumtricas (Transversales
Horizontales y Lamb) son ideales para inspeccionar
soldaduras de hasta 12 mm de espesor
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Las Ondas Guiadas permiten normalizar la seal
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 ste es medido por el mismo receptor, o RT (ej: RT=50 unidades)
El equipo muestra la seal normalizada en porcentaje
R
R T
El transmisor induce menos sonido debido a diferentes razones (diferente material, lift-off, variacin de tensin), el receptor mide esta cantidad (ej: DT=50 unidades)
El mismo defecto refleja menos sonido (ej: RT=25 unidades)
La seal normalizada muestra la misma respuesta frente a defectos del mismo tamao, independientemente de la cantidad de ultrasonido inducido
R
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Inspeccin en lnea y totalmente automtica
Detecta defectos internos, solapes, desalineamientos y
mala calidad de cepillado
Inspecciona durante el cepillado, sin aadir tiempo
adicional
Sistema de control de soldadora opcional
Avalado por Miebach y Taylor Winfield, se puede instalar en
cualquier soldadora
El temate Si-CJ est diseado para inspeccionar
soldaduras de bobinas de acero
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Inspeccin volumtrica de soldaduras rectas y curvas
Detecta y diferencia entre defectos planares y puntuales
Capaz de inspeccionar a 1m/s
Un nico equipo puede operar hasta tres estaciones de
inspeccin
Sistema ms utilizado y completo del mercado
El temate Si-WB (G4) es el sistema ms avanzado para la
inspeccin de Tailored Welded Blanks
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El sensor viaja paralelo a la soldadura, realizando una
inspeccin completa de la misma
Auto-calibrado
El sistema detecta y compensa automticamente cambios de aleacin y otras variaciones en el proceso
Seal Generada
(DT)
Seal Recibida
(RT)
RT/DT
Soldadura
Sensor
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Los defectos de la soldadura se pueden dividir entre
planares y puntuales
Agujero no
pasante Porosidad
interna
Defectos Puntuales
Concavidad Falta de Penetracin Falta de Fusin Desfase
Defectos Planares
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19 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011
El sistema proporciona resultados en tiempo real con el
diagnstico de la soldadura, sin necesidad de la
interpretacin por el operador
Canal Puntual Canal Planar
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Equipos instalados inspeccionando soldaduras de
bobinas de acero en lneas de
finalizado, como galvanizado,
recocido y hojalata
Detecta falta de unin parcial o completa, porosidad,
inclusiones, y otras
discontinuidades tpicas de la
soldadura por roldana
El temate Si-MWC est diseado para inspeccionar
soldaduras solapadas por roldana elctrica
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El sensor viaja paralelo a la soldadura y efecta una
inspeccin volumtrica completa de la misma
El sensor se puede situar sobre o bajo una de las chapas
Auto-calibrado. El sistema detecta y compensa automticamente cambios de aleacin y otras variaciones en el proceso
Defecto en la soldadura Sensor
temate
Si-MWC
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Aplicacin 1: Tubos ERW
Diseado para inspeccionar tubos con espesor hasta 8 mm
Detecta grietas de 25 mm de longitud y 10% de profundidad
Instalado inmediatamente despus de la soldadora
No es necesario cambiar el sensor en funcin de las
dimensiones de los tubos
Fcil instalacin y operacin
Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a
tope, sin importar la tcnica de soldeo
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23 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011
Aplicacin 2: Depsitos de
Agua
nica tcnica posible para la inspeccin volumtrica de
soldaduras por arco sumergido,
con corona y raz
Sistema de dos canales para detectar defectos planares y
puntuales independientemente
Capaz de inspeccionar a 1 m/s
Un nico equipo puede operar hasta tres estaciones de
inspeccin
Las Ondas Guiadas permiten inspeccionar soldaduras a
tope, sin importar la tcnica de soldeo
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Inspeccin Superficial y volumtrica de
espesores finos
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Permite cubrir grandes reas con pocos sensores
Transmisor y receptor separados permiten normalizar
la seal
Capaz de detectar defectos superficiales e internos
Fcil de integrar y de alcanzar grandes velocidades de
inspeccin
Las Ondas Guiadas permiten la inspeccin superficial y
volumtrica de espesores finos de tubos, chapas,
planchas y barras
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26 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011
Instalacin en lnea, justo despus del decapado
Inspeccin del 100% de la chapa
Detecta defectos superficiales e internos a velocidades tpicas
de produccin
Diseo adaptado a las necesidades de cada cliente
Inspeccin volumtrica de chapa de acero fina (
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27 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011
Compuestos laminados metlicos de hasta tres capas
Detecta delaminaciones en todas las capas
Detecta defectos internos a velocidades de produccin
(sobre 400 m/min)
Diseo adaptado a las necesidades de cada cliente
Las Ondas Guiadas tambin se pueden aplicar a
compuestos metlicos multi-capa
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28 2013 Innerspec Technologies, Inc. www.innerspec.com 2011
Instalacin tanto en lnea como fuera de lnea
Inspeccin de todo el alambre, mediante ondas guiadas que
llenan todo el volumen de la
pieza
Adaptable a diferentes tamaos de alambre
Inspeccin interna de alambre mediante Ondas Guiadas
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Tambin 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 tamaos de un 10% de la longitud de onda
Puede detectar defectos alejados del sensor hasta 1500 mm
Las Ondas Superficiales son ideales para detectar
pequeos defectos en la superficie y a poca profundidad,
cubriendo grandes distancias
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Con ultrasonidos convencionales el propio
acoplante atena las ondas
superficiales
Capaz de detectar defectos superficiales y sub-superficiales
Fcil de instalar y manejar, con bajos costes de mantenimiento
y operacin comparado con
otros mtodos alternativos
EMAT permite realizar la inspeccin superficial de tubos,
palanquillas, chapas, planchas u otras geometras, a alta
temperatura y altas velocidades
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Medicin de Espesor y Otras
Aplicaciones
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Los sensores permiten una medicin continua a
temperatura ambiente o en
caliente, hasta 650 C
Correccin por temperatura integrada para una precisin
mxima
Resolucin de hasta 0.04 mm
Integracin para medicin en una lnea, mltiples lneas o
100%
Fcil de integrar, para medicin en tubo, chapa, plancha y otras
geometras
Medicin de Espesor automatizada integrada en
fabricacin
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Posibilidad de inspeccin en lnea y fuera de lnea.
Hasta 350 sensores trabajando simultneamente en una
plancha desplazndose a 30
m/min
Posibilidad de inspeccionar en caliente
Diseado para cumplir las normas ASTM 578/A578M-96,
A435A y EN10160
Inspeccin de planchas con ondas a cero grados
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Inspeccin sin acoplante, permitiendo su instalacin inmediatamente despus de la soldadora
Inspeccin en caliente, hasta 300 C
Detecta todos los defectos tpicos de ERW, adems 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
Inspeccin de tubos ERW de alto espesor y dimetro,
inmediatamente despus del proceso de soldadura
temate BW-LT(ERW)
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Equipos EMAT Porttiles
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1. Medicin de espesor a alta temperatura
Mediciones puntuales Hasta 650C de temperatura durante 5 segundos
Mapeos de espesor Hasta 200C en continuo Alta velocidad
Insensible a condiciones superficiales
Lift-off hasta 8 mm
Contina inspeccionando si el sensor deja
de estar alineado con la superficie de la pieza
Aplicaciones EMAT Porttiles a cero grados
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2. Medicin de tensin interna
residual
2 haces a 0 grados perpendicularmente polarizados
Medicin de la tensin a partir de la diferencia de tiempos de vuelo entre
los dos haces ortogonales
Aplicaciones EMAT Porttiles a 0 grados
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Aplicaciones EMAT Porttiles Ondas Guiadas
1. Deteccin de corrosin en tuberas y
tanques
Inspeccin con temate MRUT (Ondas Guiadas de Corto Alcance)
Versiones manual y motorizada
Localiza reas con corrosin a alta velocidad
Las ondas guiadas de Lamb rellenan completamente espesores de hasta 20 mm
Tcnicas de atenuacin y reflexin
Temperatura de trabajo hasta 200 C
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Los sensores viajan axialmente por el exterior de la tubera
El transmisor enva ondas de Lamb en los dos sentidos en
direccin circunferencial
El receptor mide prdidas de amplitud del camino corto (S1) y
del camino largo (S2)
Inspeccin a velocidad de hasta 150 mm/s
til para inspeccionar zonas semi-enterradas o bajo soportes
El temate MRUT permite una deteccin rpida de reas
defectuosas
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Corrosin
T R
Tubera en buen
estado
T R
Tiempo
Tiempo
Am
pli
tud
A
mp
litu
d
El temate MRUT es 10 veces ms sensible que las ondas
guiadas de largo alcance (LRUT)
La presencia de corrosin causa cambios en el tiempo de vuelo y cadas de
amplitud de la seal
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Aplicaciones EMAT Porttiles Ondas Guiadas
2. Deteccin de corrosin bajo soportes
Inspeccin con ondas guiadas transversales horizontales (SH)
Las ondas SH no se ven afectadas por los soportes, incluso si estn soldados a la
tubera
Tcnicas de atenuacin y reflexin
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El temate TG-IS(B) est diseado para detectar prdidas
de espesor y daos por hidrgeno en tubos de caldera
Caractersticas:
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
prdidas de espesor o
presencia de defectos
Software muy completo de generacin de informes de la
inspeccin
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El temate TG-IS(B) es la herramienta de inspeccin de
calderas ms precisa y fiable del mercado
Gracias al mtodo Pitch-Catch usado, la erosin en OD o ID permite seguir midiendo con precisin el espesor remanente
Grietas por HCC, SCC y pitting severo provocan una cada en la amplitud de la seal
Los tubos tienen que ser chorreados con arena para eliminar la cascarilla suelta, sin necesidad de ninguna otra preparacin de superficie
temate TG-IS(B) EMAT for Boiler Inspection
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Investigacin y Desarrollo
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Innerspec Technologies desarrolla soluciones con sus
propias herramientas de simulacin y anlisis
Especialistas altamente cualificados en END, electrnica, software y diseo mecnico
Herramientas de software propias para simulacin de forma de haz, curvas de dispersin para chapas, tubos y barras (GWAT), y modelado por
elementos finitos
Anlisis trmico para aplicaciones EMAT en alta temperatura
Ms de 24 aos de experiencia diseando sistemas de inspeccin a medida
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Muchas
Gracias!