Los ensayo de corrientes inducidas son un método no destructivo para inspeccionar superficies conductoras, es decir, metálicas, en busca de defectos como grietas o inclusiones.
Para las pruebas de detección de grietas, la pieza de prueba se rota mecánicamente y se escanea con una sonda estacionaria que tiene dos bobinas integradas. Alternativamente, una sonda giratoria escanea la pieza de prueba estacionaria. Mientras una bobina sirve como bobina transmisora, la otra se utiliza como bobina receptora. Una corriente alterna definida se aplica a la bobina transmisora. La corriente alterna que fluye a través de la bobina genera un campo magnético, que a su vez induce una corriente inducidas en la pieza de prueba conductora. De manera análoga, también se puede medir en sentido inverso el voltaje generado por la corriente inducidas con una bobina receptora.
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Estas interacciones electromagnéticas de alta frecuencia se utilizan para las pruebas de detección de grietas. Un instrumento de ensayo de corrientes inducidas compara la señal transmitida con la señal recibida para sacar conclusiones sobre la superficie del objeto de prueba. Por ejemplo, si hay una grieta en la superficie de la pieza de prueba, las corrientes inducidas se propagan de manera diferente. Esto conduce a un cambio en la posición de fase y en la amplitud. Es precisamente este cambio lo que el instrumento de prueba muestra gráficamente como una señal de corrientes inducidas.
Este método se puede utilizar principalmente para detectar grietas o poros cerca de la superficie. La profundidad de penetración de las corrientes inducidas depende de la:
- Conductividad eléctrica.
- Permeabilidad magnética.
- Frecuencia de prueba.
La conductividad eléctrica y la permeabilidad magnética están especificadas por el objeto de prueba. Sin embargo, la frecuencia de prueba puede influirse activamente.
Cuanto menor sea la frecuencia de prueba, mayor será la profundidad de penetración. Por lo tanto, se utilizan frecuencias altas para la detección de defectos cerca de la superficie y frecuencias bajas para defectos más profundos. A medida que se reduce la frecuencia, la sensibilidad disminuye, es decir, la resolución de los defectos se reduce mucho más para defectos profundos. Por lo tanto, existe una frecuencia de prueba óptima para cada prueba para encontrar el equilibrio entre la profundidad de penetración y la sensibilidad.
Factor influyente importante para las pruebas de detección de grietas: la calidad de la superficie
Otras propiedades también juegan un papel importante. En primer lugar, la calidad de la superficie del objeto de prueba. Las pruebas de corrientes inducidas son un tipo de prueba sin contacto, es decir, la sonda no tiene que tocar el componente a probar, sino que solo debe posicionarse de manera reproducible a una pequeña distancia. Cuanto más fina sea la superficie (por ejemplo, pulida), más cerca se puede mover la sonda para lograr una mayor resolución de los defectos. Con superficies rugosas, el elemento de la sonda puede dañarse si el sensor se acerca demasiado a la superficie de la pieza de prueba y entra en contacto con irregularidades.
Básicamente, debe tenerse en cuenta que cada superficie genera un llamado ruido de fondo. Para una detección confiable y reproducible de defectos, la señal de error generada debe ser 3 veces mayor que el ruido de fondo. Esta relación se denomina Relación Señal-Ruido (en inglés Signal-to-Noise Ratio SNR). Por las razones mencionadas anteriormente, es más fácil alcanzar un SNR de 3:1 o más alto para superficies delgadas.
Compensación de distancia y otros parámetros importantes para pruebas óptimas de detección de grietas
Sin embargo, no solo la condición de la superficie influye en la distancia de la sonda al componente, sino que también la rotación simétrica es un factor decisivo. Con una rotación inadecuada, puede suceder que la distancia no sea siempre constante durante una rotación de 360°, sino que varíe. Esto se compensa mediante la llamada compensación de distancia. Aquí, un canal de distancia adicional mide permanentemente la intensidad de la señal y, por lo tanto, puede sacar conclusiones sobre la distancia de la sonda a la pieza de prueba. Esta información se incorpora a la señal de grieta mediante un algoritmo para generar amplitudes idénticas para grietas idénticas, independientemente de la distancia de la sonda al objeto de prueba.
No obstante, con instrumentos modernos de ensayo de corrientes inducidas, como el STATOGRAPH CM / CM+ de FOERSTER, no solo es posible ajustar la frecuencia y la compensación de distancia, sino también los parámetros:
- Sensibilidad
- Filtro de paso de banda (paso alto / paso bajo)
- Posición de fase
Con la sensibilidad (sensibilidad de la prueba), la amplitud de la señal de error se puede aumentar manualmente para llevarla de manera segura por encima del valor umbral. El valor umbral define cuándo una señal de corrientes inducidas registrada es demasiado alta y el componente se declara como no apto (NO OK). La sensibilidad se configura y verifica utilizando errores de referencia artificiales o naturales antes de las pruebas. Mediante interfaces adecuadas, como PROFINET, este valor se puede transferir a un PLC, que a su vez clasifica los componentes en piezas buenas y defectuosas. Otras interfaces, como entradas y salidas digitales, también indican al operador cuándo iniciar una prueba (disparo externo) o cuánto tiempo debe durar la prueba.
Con el filtro de paso de banda, se pueden filtrar las frecuencias secundarias que interfieren para evitar indicaciones falsas en la señal de error y, por lo tanto, rechazos falsos.
La posición de fase funciona de manera similar. Aquí, las señales pueden rotarse en su posición de fase para evaluar solo la señal de error relevante mediante un valor umbral y descartar otras señales irrelevantes.
Siempre es importante que un instrumento de pruebas de corrientes inducidas se ajuste con respecto a los defectos de referencia. Esto implica que se realice una calibración. Dependiendo de si el valor umbral previamente definido se excede durante esta calibración, las piezas de prueba se agrupan en OK o no OK. Con instrumentos de alta calidad como el STATOGRAPH CM / CM+ de FOERSTER, se pueden seleccionar varios valores umbral y métodos de evaluación. Por ejemplo, se puede generar un mensaje en una etapa temprana si los componentes muestran una tendencia hacia el valor umbral de NOK. Con la ayuda de esta información, se pueden sacar conclusiones sobre todo el proceso de fabricación en una etapa temprana y se pueden realizar intervenciones, completamente en línea con la Industria 4.0.
FOERSTER ha desarrollado extensamente el STATOGRAPH para simplificar y hacer aún más intuitiva la prueba.
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