El transductor acústico electromagnético o EMAT es una técnica de prueba ultrasónica (UT) que genera el sonido en la parte inspeccionada en lugar del transductor.
Un EMAT induce ondas ultrasónicas en un objeto de prueba con dos campos magnéticos que interactúan. Un campo de frecuencia (RF) relativamente alta generado por bobinas eléctricas interactúa con un campo estático o de baja frecuencia generado por imanes para generar una fuerza de Lorentz similar a la de un motor eléctrico.
Esta perturbación se transfiere a la red del material, produciendo una onda elástica. En un proceso recíproco, la interacción de ondas elásticas en presencia de un campo magnético induce corrientes en el circuito de la bobina EMAT receptora.
En el caso de los conductores ferromagnéticos, la magnetostricción produce tensiones adicionales que aumentan las señales a niveles mucho más altos que los que podrían obtenerse con la fuerza de Lorentz por sí sola. Se pueden generar varios tipos de ondas utilizando diferentes combinaciones de bobinas de RF e imanes.
Como el sonido se genera en la pieza inspeccionada y no en el transductor, los EMAT tienen las siguientes ventajas en comparación con los transductores piezoeléctricos más convencionales:
EMAT es capaz de generar todos los modos de onda utilizados en las pruebas ultrasónicas, incluidos algunos modos que son muy difíciles o poco prácticos con los transductores piezoeléctricos convencionales. La siguiente tabla proporciona una guía resumida del tipo de onda y la técnica disponibles para las diferentes aplicaciones.
1 Generación restringida a EMAT por motivos prácticos
2 Especialmente adecuado para la generación con EMAT
Características
Solicitudes
Singularidad del transductor acústico electromagnético (EMAT)
Características
Solicitudes
Singularidad del transductor acústico electromagnético (EMAT)
Características
Solicitudes
Singularidad del transductor acústico electromagnético (EMAT)
Como técnica ultrasónica, EMAT se puede utilizar para cumplir con las normas ISO, AWS, API, MIL-STD y otras normas internacionales de pruebas ultrasónicas. Innerspec Technologies ya ha implementado sistemas diseñados para cumplir con lo siguiente:
La EMAT también se menciona específicamente en varias normas y códigos ultrasónicos de la EMAT, incluidas las siguientes guías de ASTM:
El transductor acústico electromagnético (EMAT) es un ensayo ultrasónico no destructivo (NDT) que funciona sin contacto ni acoplamiento. El sonido se genera directamente dentro del material adyacente al transductor. Esta función sin acoplantes hace que el transductor acústico electromagnético sea único para varias aplicaciones:
Características
Solicitudes
Singularidad del transductor acústico electromagnético (EMAT)
Características
Solicitudes
Singularidad del transductor acústico electromagnético (EMAT)
Características
Solicitudes
Singularidad del transductor acústico electromagnético (EMAT)
Las pruebas ultrasónicas son el uso de ondas sonoras de alta frecuencia para detectar imperfecciones, tomar medidas o localizar cambios en las propiedades materiales de objetos sólidos. Debido a sus capacidades y confiabilidad, la UT es una de las técnicas de ensayos no destructivos de más rápido crecimiento. Es el método preferido para aplicaciones críticas en las que se requiere una inspección volumétrica completa, especialmente cuando el acceso al objeto que se está inspeccionando es limitado.
El cristal piezoeléctrico crea una perturbación mecánica (onda ultrasónica) cuando se somete a tensión. Esta onda ultrasónica pasa del transductor al objeto para realizar la inspección. Como las ondas ultrasónicas no se transmiten fácilmente a través del aire debido a las diferencias de impedancia, es necesario que el transductor llegue al sólido que se inspecciona utilizando un líquido entre el transductor y el sólido que se inspecciona.
Un EMAT o transductor acústico electromagnético consiste en un imán y una bobina de alambre y se basa en la interacción acústica electromagnética para la generación de ondas elásticas (ultrasonidos). Al utilizar las fuerzas de Lorentz y la magnetostricción, el EMAT y la superficie metálica de ensayo interactúan y generan una onda acústica dentro del material. El material que se inspecciona es su propio transductor y no es necesario conectar el EMAT con el material, lo que constituye una de las ventajas del EMAT. Para obtener más información, consulte Tecnología EMAT.
Los eMats pueden generar fácilmente cualquier modo de onda disponible con UT piezoeléctrico (Rayleigh, creeping, shear Vertical, longitudinal) y otros que son muy difíciles de generar con los métodos convencionales (shear horizontal, Lamb). Además, los eMats pueden generar ondas cortantes en cualquier ángulo y barrer el material de 0° a 90° utilizando el mismo transductor, simplemente modificando la frecuencia. En cuanto a las frecuencias disponibles, Innerspec ha desplegado sistemas que van desde 50 kHz hasta 12 MHz.
Debido a que el sonido se genera en la pieza inspeccionada, la prueba EMAT tiene varias ventajas únicas:
Debido al movimiento específico de las partículas, la energía de corte polarizada horizontalmente es el único medio práctico para inspeccionar por ultrasonidos las soldaduras austeníticas y los materiales con estructuras de grano dendrítico (por ejemplo, soldaduras de acero inoxidable). Además, en forma de onda guiada o en placa, las ondas cortantes horizontales rellenan el espesor del material y permiten inspeccionar completamente el espesor transversal en una sola pasada del transductor.
El EMAT es especialmente adecuado para aplicaciones industriales del mundo real, donde la velocidad y la precisión de la inspección son primordiales y las condiciones del material y el proceso no siempre son las ideales debido a las ventajas de las pruebas EMAT que hemos visto anteriormente.
EMAT funciona con cualquier material que conduzca la electricidad. En general, EMAT funciona con casi todos los metales, aunque algunos metales se adaptan mejor a la técnica que otros.
La EMAT es una técnica relativamente nueva que aún no ha sido explorada por muchos usuarios potenciales. Los transductores EMAT también requieren equipos electrónicos específicos y de alta potencia que no están ampliamente disponibles. A medida que la industria descubra las ventajas de las pruebas EMAT, su uso se extenderá a un número cada vez mayor de aplicaciones.
En términos de propagación de ondas y respuesta a los defectos, los mismos estándares que se aplican a la UT convencional se aplican a la EMAT. Además de esto, existen normas ASTM reconocidas sobre la inspección EMAT. Consulte Tecnología EMAT.
Debido a que la EMAT requiere más energía para generar el ultrasonido, los instrumentos EMAT son generalmente más caros que los instrumentos UT piezoeléctricos. Sin embargo, al eliminar la entrega y la eliminación de los acopladores y al verse menos afectados por las condiciones del proceso y del material, son significativamente más rentables en los sistemas de inspección integrados. En general, los sistemas EMAT integrados suelen ser equivalentes o menos costosos que los sistemas UT piezoeléctricos.
La inspección en tiempo real a velocidades de producción es una de las ventajas más interesantes de EMAT. Actualmente contamos con sistemas de inspección de soldaduras que funcionan a 3 m/s, y algunas aplicaciones han alcanzado velocidades de inspección de 26 m/s.
Sí. No hay riesgos para la salud asociados ni con la tecnología ni con el equipo.
Sí, los transductores EMAT se pueden usar en una matriz en fase. Innerspec Technologies ha desarrollado varias aplicaciones con matrices en fase para la inspección de soldaduras y grandes volúmenes.
Diseñamos nuestros sistemas integrados para que los utilicen operadores de línea sin ningún tipo de formación específica en ultrasonidos. Nuestra instrumentación portátil es similar a la de los sistemas UT convencionales, con solo algunas características especiales que son exclusivas de EMAT.
Sí. Innerspec Technologies vende sensores y tiene capacidades de investigación para desarrollar soluciones personalizadas para aplicaciones específicas. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la mayoría de los diseños de sensores EMAT requieren instrumentación de alta potencia que no está ampliamente disponible. Para estos casos, también podemos proporcionar módulos de instrumentación específicos para cumplir con los requisitos individuales.
Póngase en contacto con nosotros con los detalles de la solicitud. Una vez que recibamos esta información, le informaremos inmediatamente si es una buena aplicación para EMAT. También es posible que le pidamos que nos envíe muestras para realizar una prueba de viabilidad o de prueba de principios. A menos que se necesite un equipo específico (por ejemplo, sensores personalizados), Innerspec Technologies realizará esta prueba inicial de forma totalmente gratuita. Si los resultados de la prueba son positivos, le proporcionaremos un presupuesto completo. Una vez que cotizemos su solicitud, el sistema final tendrá la misma garantía de rendimiento del 100% que nuestros productos existentes.
La mayoría de nuestros sistemas están disponibles en todo el mundo a través de nuestra red de oficinas y distribuidores, aunque se aplican algunas restricciones. Póngase en contacto con nosotros para solicitar información sobre la disponibilidad en su país.
