El objetivo de este proyecto era investigar las capacidades de las pruebas de ultrasonidos para detectar fallos tempranos en los pernos y registrar los datos junto con la ubicación del perno. El cliente estaba especialmente interesado en los pernos a lo largo de activos lineales, como las vías férreas.
Las causas de los fallos de los pernos en la industria pesada incluyen la corrosión y el apriete excesivo. El fallo comienza en el punto más débil, normalmente justo debajo de la cabeza del tornillo. El resultado es que la cabeza del tornillo acaba por romperse, dejando el tornillo inservible. Se necesita un método de inspección para detectar cualquier defecto lo antes posible, antes del fallo final.
En el caso de los activos lineales, en particular, es importante poder identificar de qué perno se tomó un conjunto de datos de inspección, especialmente cuando hay cientos o miles de pernos idénticos.
Bolt in-situ.
La solución propuesta consiste en utilizar la tecnología de pulso-eco por ultrasonidos para comprobar de forma no destructiva el estado del material, sin causar ningún daño ni molestia al perno existente. Se pueden utilizar dos tipos de tecnología de pulso-eco por ultrasonidos. La primera es la prueba ultrasónica convencional, que proporciona al inspector un A-scan (gráfico de amplitud-tiempo) que debe ser interpretado por un experto. La segunda opción, más avanzada, es la prueba phased array, que proporciona al inspector una imagen del interior del perno. Esto es mucho más fácil de interpretar, inmediatamente in situ.
Phased array probe being held on a bolt. The bolt is ex-situ for the 'proof of concept' project but an identical testing method can be used with the bolt in-situ
Para probar la solución propuesta, se simuló un defecto mediante un corte de 2 mm, justo debajo de la cabeza del tornillo. Se utilizó la prueba phased array para obtener imágenes de los dos pernos: uno sin cortes y otro con el corte de 2 mm. En las imágenes se pueden identificar las roscas y la base del tornillo. Y en el perno con el corte de 2 mm, se aprecia una indicación adicional del corte de 2 mm. Se realizaron más pruebas y se concluyó que la tecnología de matriz ultrasónica es un enfoque adecuado para probar y sentenciar pernos in situ.
Bolt with a 2mm depth cut to simulate a defect.
Para este proyecto, se utilizó el Proceq FD100 de Screening Eagle Technologies, que cuenta con capacidades convencionales de ensayo por ultrasonidos y phased array y muchas funciones para mejorar la eficiencia, como los asistentes de calibración y los informes automáticos.
Phased array images from a bolt with no cut (left hand side) and a bolt with a 2mm cut (right hand side)
La plataforma de software INSPECT de Screening Eagle Technologies se utilizó para registrar el informe de inspección junto con la ubicación del perno correspondiente. La ubicación del perno se registra automáticamente con el iPad y también se pueden adjuntar al informe de inspección otros datos, como fotos y números de serie. Además, se dispone de un panel de control para obtener una rápida visión general del estado completo del activo, por ejemplo, cuántos pernos se han inspeccionado, cuántos pueden estar dañados, etc.
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