Instrumentos de corrientes inducidas: ventajas, aplicaciones y capacidades para la detección de defectos

Ensayo por corrientes inducidas. El ensayo por corrientes inducidas es un método de ensayo no destructivo de materiales conductores para detectar defectos superficiales como grietas, poros o inclusiones. Para ello, se desplaza una sonda sin contacto sobre la pieza de ensayo. Dentro de la sonda hay dos bobinas. Una de las bobinas se utiliza como bobina transmisora, a la que se suministra una corriente alterna.

Esta corriente alterna genera un campo magnético alterno (campo primario) que induce corrientes inducidas en la pieza de ensayo. Estas corrientes inducidas generan también un campo magnético (campo secundario), que según la ley de Lenz contrarresta el cambio temporal del campo primario. Una bobina receptora mide la tensión inducida del campo magnético resultante.

Fig.1: principio de ensayo de corrientes inducidas

Las interacciones electromagnéticas de alta frecuencia se utilizan para la detección de grietas (Fig. 2). Una electrónica adecuada puede analizar las señales de recepción durante el escaneado de las piezas de prueba para obtener información sobre las condiciones de la superficie. Si no hay homogeneidades en la superficie, las corrientes inducidas pueden fluir homogéneamente en el material. Cuando el flujo eléctrico se ve perturbado por una resistencia (grietas, poros), las corrientes inducidas tienen que fluir de forma diferente, lo que provoca un cambio de la amplitud en la fase de la señal receptora.

Fig.2: Interacciones electromagnéticas

En función de los requisitos, estos cambios pueden reconocerse y evaluarse manual o automáticamente.

En condiciones óptimas, son posibles resoluciones de defectos de hasta 30 µm. Dado que la prueba se realiza sin contacto, las superficies no se dañan ni se ensucian con la inspección por corrientes inducidas.

Las modernas soluciones de sensores, electrónica y software ofrecen una amplia gama de opciones de aplicación y evaluación, incluido el uso móvil para pruebas de mantenimiento.

El consumo de medios y los costes de mantenimiento son tan bajos que el ensayo de corrientes inducidas es uno de los métodos de ensayo no destructivo más económicos y respetuosos con el medio ambiente, por lo que también se utiliza ampliamente para realizar pruebas al 100% en los procesos de producción. Además, gracias a las altas velocidades de ensayo y a la posibilidad de automatizar el ensayo, el proceso de producción no se ve perturbado.

En la variante de prueba automatizada, las piezas defectuosas, denominadas piezas No OK., se detectan automáticamente debido a la señal diferente en comparación con las piezas buenas. La electrónica de prueba envía entonces un impulso al PLC, que clasifica las piezas malas. De este modo, se puede hacer un seguimiento del número de piezas rechazadas y mantener estadísticas sobre la tasa de defectos. Con un C-escáner, en el que la superficie de la pieza se visualiza como una imagen 2D, se puede mostrar la posición exacta del defecto. Si estas imágenes 2D se almacenan adicionalmente con una identificación inequívoca, análoga a la del componente (por ejemplo, código QR), se puede garantizar una trazabilidad completa. El software STATOVISION de FOERSTER ofrece este tipo de visualización y documentación.

Fig.3: STATOVISION software

Si se conoce bien un patrón de defectos, la electrónica de prueba puede ajustarse específicamente a estas fisuras definidas para clasificar sólo las piezas con estos defectos. De este modo se evitan pseudo rechazos no deseados, es decir, la selección de componentes debido a otros defectos conocidos e inocuos, como superficies rugosas o contaminación. Además, las sondas pueden adaptarse especialmente y fabricarse de forma individual para la detección de estos defectos, lo que afecta, por ejemplo, al número de arrollamientos o a la geometría de la sonda. También son posibles las sondas flexibles, denominadas Flexprobes, que se adaptan al contorno del objeto de ensayo, o las Array Probes con varios elementos sensores para escanear grandes superficies. Esto hace que la detección de grietas por corrientes inducidas sea flexible y aplicable a una amplia variedad de componentes.

La detección de grietas cercanas a contornos de interferencia también puede realizarse en los modernos ensayos por corrientes inducidas mediante filtros de software inteligentes. Un contorno de interferencia de este tipo, por ejemplo, un orificio en un pistón o en un disco de freno, se percibe en principio como una grieta grande debido a la transición de metal a aire y a la señal generada por ello. Por lo tanto, en el pasado no era posible detectar defectos en las proximidades de estos agujeros porque las señales de una grieta no podían distinguirse de las señales de un agujero. Sin embargo, si se enseñan los contornos de interferencia y las señales resultantes se suprimen deliberadamente mediante filtros digitales, las grietas y otros defectos también pueden detectarse con fiabilidad en estas zonas. Además, el reconocimiento de patrones puede utilizarse para comprobar si los contornos de interferencia intencionados tienen el tamaño o el número correctos. El reconocimiento de patrones y la posibilidad de ajustar los filtros también están incluidos en el software STATOVISION de FOERSTER.

Fig.4: STATOGRAPH familia de productos

Debido a la creciente digitalización en el futuro y a la consiguiente supervisión inteligente de los procesos de fabricación, también se impondrán nuevos requisitos a las inspecciones de calidad. Así, no sólo deben servir para clasificar las piezas buenas y malas, sino que también deben utilizar activamente los resultados de las mediciones para detectar e informar activamente de los cambios en el proceso de fabricación. Por ejemplo, el desgaste de las herramientas y el consiguiente deterioro de la superficie. Este cambio en las señales medidas y la aproximación al umbral de clasificación pueden detectarse con soluciones de software inteligentes. Esto permite una intervención temprana en el proceso de fabricación y evita la producción de piezas defectuosas desde el principio. De este modo, la detección de grietas por corrientes inducidas pasa de la mera clasificación a la supervisión inteligente del proceso, es decir, al mantenimiento predictivo.

Las ventajas de la detección de grietas por corrientes inducidas de un vistazo:

• Alta velocidad de ensayo y rendimiento
• Buena capacidad de automatización
• Capacidad de inspección al 100%
• Evaluación objetiva de los resultados
• Alta reproducibilidad de la prueba
• Documentación y registro de los resultados de las pruebas
• No se requieren medios de acoplamiento
• Posibilidad de resolución de pequeños defectos
• Aplicación flexible
• Posibilidad de filtros inteligentes y reconocimiento de patrones
• Posibilidad de supervisión del proceso
  
  

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