Aplicaciones EMAT

EMAT o Transductor Electro-Magnético Acústico es una técnica de Ensayo No Destructivo (END) que funciona sin contacto o acoplante. El sonido es directamente generado dentro del material contiguo al transductor. Esta característica sin acoplante hace que la técnica EMAT sea la única válida para diversas aplicaciones:

Ondas a 0 grados

Características

  • Dirección de propagación: perpendicular a la pared de entrada.
  • Configuración del sensor: Pulso Eco (transmisor=receptor) o Pitch-Catch (transmisor≠receptor).
  • Modos de onda: ondas transversales horizontales (SH) y longitudinales en rangos de frecuencia desde los 500kHz hasta los 10 MHz. A pesar de que tanto las ondas transversales horizontales como las longitudinales a cero grados se pueden generar con EMAT, son las primeras las más fáciles de generar.
  • Materiales inspeccionados: metales ferromagnéticos y no-ferromagnéticos.

Aplicaciones

  • Medición de espesor.
  • Medición de corrosión y erosión.
  • Detección de defectos tales como inclusiones, delaminaciones y pérdida de adhesión.
  • Medición de velocidades ultrasónicas.
  • Reconocimiento de la dirección de laminado.
  • Mediciones de tensiones residuales y anisotropía.
  • Medidas de nodularidad.
  • Medición de carga en pernos.

Singularidades de EMAT

  • En seco y sin contacto. La distancia de trabajo entre la pieza a inspeccionar y la bobina (lift-off) suele ser de 0-3mm. Se pueden alcanzar mayores lift-offs (de hasta 10 mm en ensayos de laboratorio) dependiendo del tipo de material, equipo y tipo de inspección. Es ideal para entornos automatizados y trabajos a altas temperaturas.
  • No le afectan las condiciones superficiales (recubrimientos, aceites, óxido).
  • Proporciona medidas consistentes incluso cuando el sensor no está paralelo a la pieza a inspeccionar. La única restricción con respecto al ángulo de la bobina/sensor viene dado por la pérdida de señal causada por el lift-off por lo que, dependiendo de la aplicación, la bobina/sensor puede inclinarse como mucho 30º con respecto a la superficie para seguir obteniendo buenas señales.
  • Capacidad para generar ondas transversales horizontales (SH). Las ondas transversales viajan a la mitad de velocidad que las ondas longitudinales proporcionando una mejor resolución en tiempo (importante cuando los defectos están cercanos a las paredes). Las ondas SH son capaces de detectar defectos totalmente perpendiculares a la dirección de propagación del sonido, sufriendo menos el fenómeno de atenuación que las ondas longitudinales.
  • Capacidad de selección de la dirección de polarización con bobinas Racetrack o Butterfly (véase la sección de bobinas RF).
  • Puesto que EMAT por definición no puede usar una línea de retardo (o una columna de agua), hay una zona muerta de aproximadamente 4μs (que equivale a 6mm de espesor en el material).
  • Esta zona muerta se puede eludir cuando las caras de la pieza a inspeccionar son paralelas basándonos en el segundo rebote de la pared para realizar la inspección.

Ondas en ángulo (incluyendo Phased Array)

Características

  • Dirección de propagación: cualquier ángulo con respeto a la pared de entrada.
  • Configuración del sensor: Pulso Eco (transmisor=receptor) o Pitch-Catch (transmisor≠receptor), incluyendo Phased Array.
  • Modos de onda: transversales horizontales (SH) y transversales verticales (SV) de 10⁰ a 80⁰ en un rango de entre 500kHz y 10MHz.
  • Materiales inspeccionados: metales ferromagnéticos y no-ferromagnéticos.

Aplicaciones

  • Detección de defectos.
  • Medidas de corrosión y erosión.
  • Detección de defectos inducidos por hidrógeno y picaduras.
  • Inspección de soldadura austenítica en espesores grandes (>13mm).
  • Inspección durante el proceso de soldadura (por ejemplo, soldadura por arco sumergido).
  • Detección de defectos volumétricos.

Singularidades de EMATs

  • Inspección en seco y sin contacto (hasta 2.5mm de lift-off dependiendo de la aplicación y la frecuencia). Ideal para entornos automatizados y aplicaciones de alta temperatura.
  • No le afectan las condiciones superficiales (recubrimientos, aceites, óxido). Capaz de llevar a cabo la inspección en superficies con muchas picaduras.
  • Mientras que la energía de los haces transversales verticales en ángulo (SV) es fácilmente generable con transductores piezoeléctricos por medio de los ángulos de refracción, la energía de los haces en ángulo transversales horizontales en ángulo viaja con mayor facilidad a través de medios acoplantes de baja densidad. La dificultad para generar estas ondas no las hace una opción en aplicaciones de escaneo.
  • La polaridad de la energía (vertical Vs horizontal) es de importancia ya que las ondas transversales no sufren conversión de modos cuando chocan con la superficie paralela a la dirección de propagación. Es por esto que las ondas transversales horizontales son especialmente apropiadas para la inspección de soldaduras austeníticas, así como otros materiales con estructura de grano dendrítica.
  • Temperaturas de inspección hasta 1,382⁰F (750⁰C).

Ondas guiadas

Caracteristicas

  • Dirección de propagación: Paralela a la pared de entrada y entre los límites marcados por las paredes superior e inferior. Limitadas a materiales de 0.5” (13mm) de espesor para detección de defectos internos.
  • Configuración del sensor: Pulso Eco o Pitch-Catch.
  • Modos de onda: ondas transversales horizontales a 90⁰, ondas Lamb y Rayleigh en rangos de frecuencia entre 50kHz y 10MHz.
  • Materiales inspeccionados: metales ferromagnéticos y no ferromagnéticos.

Aplicaciones

  • Inspección de soldadura en chapa fina (<0.5” o 13 mm)
  • Detección de defectos en chapas, tubos y barras.
  • Medición de corrosión y erosión.
  • Caracterización de propiedades de materiales (por ejemplo, medidas de velocidad)

Singularidades de EMAT

  • Inspección en seco y sin contacto (hasta 2.5mm de lift-off dependiendo de la aplicación y la frecuencia). Ideal para entornos automatizados y aplicaciones de alta temperatura.
  • No le afectan las condiciones superficiales (recubrimientos, aceites, óxido).
  • Capacidad de normalizar señales para llevar a cabo el proceso automático y continuado de calibración propia.
  • Menos sensible al posicionamiento del transductor. Es apropiado para la inspección automatizada de soldadura.
  • Capacidad de concentración de la energía en los límites (superficies) o en el centro del material para ser más o menos sensible a la detección de defectos superficiales o internos (por ejemplo, para evitar detectar defectos en la raíz y corona en inspección de soldadura).