Inspección por ultrasonido

Equipo portátil de inpección por ultrasonidos. A la derecha del equipo, unido por un cable, se puede observar el palpador (en donde se aloja el transductor).

La inspección por ultrasonido se define como un procedimiento de inspección no destructivo de tipo mecánico, y su funcionamiento se basa en la impedancia acústica, la que se manifiesta como el producto de la velocidad máxima de propagación del sonido y la densidad del material. Cuando se inventó este procedimiento, se medía la disminución de intensidad de energía acústica cuando se hacían viajar ondas supersónicas en un material, requiriéndose el empleo de un emisor y un receptor. Actualmente se utiliza un único aparato que funciona como emisor y receptor, basándose en la propiedad característica del sonido de reflejarse al alcanzar una interfase acústica.

Los equipos de ultrasonido que se utilizan actualmente permiten detectar discontinuidades superficiales, subsuperficiales e internas, dependiendo del tipo de palpador utilizado y de las frecuencias que se seleccionen dentro de un rango que va desde 0.25 hasta 25 MHz. Las ondas ultrasónicas son generadas por un cristal o un cerámico piezoeléctrico denominado transductor y que tiene la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. Al ser excitado eléctricamente el transductor vibra a altas frecuencias generando ultrasonido. Las vibraciones generadas son recibidas por el material que se va a inspeccionar, y durante el trayecto la intensidad de la energía sónica se atenúa exponencialmente con la distancia del recorrido. Al alcanzar la frontera del material, el haz sónico es reflejado, y se recibe el eco por otro (o el mismo) transductor. Su señal es filtrada e incrementada para ser enviada a un osciloscopio de rayos catódicos.

Normas

Deutsches Institut für Normung (DIN)

• DIN EN 583, Zerstörungsfreie Prüfung - Ultraschallprüfung
• DIN EN 1330-4, Zerstörungsfreie Prüfung - Terminologie - Teil 4: Begriffe der Ultraschallprüfung
• DIN EN 1712, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen - Ultraschallprüfung von Schweißverbindungen - Zulässigkeitsgrenzen
• DIN EN 1713, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen - Ultraschallprüfung - Charakterisierung von Anzeigen in Schweißnähten
• DIN EN 1714, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen - Ultraschallprüfung von Schweißverbindungen
• DIN EN 10160, Ultraschallprüfung von Flacherzeugnissen aus Stahl mit einer Dicke größer oder gleich 6 mm (Reflexionsverfahren)
• DIN EN 10228-3, Zerstörungsfreie Prüfung von Schmiedestücken aus Stahl - Teil 3: Ultraschallprüfung von Schmiedestücken aus ferritischem oder martensitischem Stahl
• DIN EN 10228-4, Zerstörungsfreie Prüfung von Schmiedestücken aus Stahl - Teil 4: Ultraschallprüfung von Schmiedestücken aus austenitischem und austenitisch-ferritischem nichtrostendem Stahl
• DIN EN 12223, Zerstörungsfreie Prüfung - Ultraschallprüfung - Beschreibung des Kalibrierkörpers Nr 1
• DIN EN 12668, Zerstörungsfreie Prüfung - Charakterisierung und Verifizierung der Ultraschall-Prüfausrüstung
• DIN EN 12680, Gießereiwesen - Ultraschallprüfung
• DIN EN 14127, Zerstörungsfreie Prüfung - Dickenmessung mit Ultraschall
• DIN EN 15617, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen - Beugungslaufzeittechnik (TOFD) - Zulässigkeitsgrenzen
• DIN EN ISO 7963, Zerstörungsfreie Prüfung - Ultraschallprüfung - Beschreibung des Kalibrierkörpers Nr. 2
• DIN EN ISO 10863, Schweißverbindungen - Anwendung der Beugungslaufzeittechnik (TOFD) für die Prüfung von Schweißverbindungen

andere Institute

• SEP 1923, Ausgabe: 12/1990, Ultraschallprüfung von Schmiedestücken mit höheren Anforderungen, insbesondere für Bauteile in Turbinen- und Generatorenanlagen
• ÖNORM M 3002, Ausgabe: 1. Juli 2004, Ultraschallprüfung von Umformprodukten (geschmiedet, gewalzt) mit höheren Anforderungen aus Stahl und anderen metallischen Legierungen - Durchführung, Prüfumfang, Güteklassen
• CCH 70-3 UT 70-3, Pflichtenheft für die Abnahme von Stahlgußstücken für hydraulische Maschinen
• AD-Merkblatt HP 5/3, Ausgabe: 01/2002
• AD-Merkblatt HP 5/3 Anlage 1, Ausgabe: 01/2002
• AD2000-Merkblatt HP 5/3, Ausgabe: 02/2007
• AD2000-Merkblatt HP 5/3 Anlage 1, Ausgabe: 02/2007

Damit die durchgeführten Prüfungen auch anerkannt werden, sollten die Prüfer mindestens nach folgenden Normen zertifiziert sein: Europa: EN 473; USA: ASNT - SNT-TC-1A bzw. ISO 9712

Literatura

• Herbert Krautkrämer, Josef Krautkrämer, und Otto Rüdiger: Ein Ueberschallgerät zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, Verlag Stahleisen, 1949
• Josef Krautkrämer: Ultraschallprüfung im Dienste der Unfallverhütung, 1957
• Josef Krautkrämer: Fehlergrössenermittlung mit Ultraschall in: Bericht des Werkstoffausschusses des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute Nr. 1211, Verlag Stahleisen, 1959
• Josef Krautkrämer, Herbert Krautkrämer: Werkstoffprüfung mit Ultraschall,Springer, Berlin, 5. Aufl., 1986, ISBN 3-540-15754-9
• Josef Krautkrämer, Herbert Krautkrämer: Ultrasonic Testing of Materials, Springer, Berlin 4. edición, 1990, ISBN 978-3-540-51231-8, o también New York: Springer-Verlag, 1990. ISBN 3-540-51231-4.
• Albert S. Birks, Robert E. Green, Jr., technical editors ; Paul McIntire, editor. Ultrasonic testing, 2nd ed. Columbus, OH : American Society for Nondestructive Testing, 1991. ISBN 0-931403-04-9.
• J.C. Drury. Ultrasonic Flaw Detection for Technicians, 3rd ed., UK: Silverwing Ltd. 2004. (See Chapter 1 online (PDF, 61 kB)).
• Nondestructive Testing Handbook, Third ed.: Volume 7, Ultrasonic Testing. Columbus, OH: American Society for Nondestructive Testing.
• Detection and location of defects in electronic devices by means of scanning ultrasonic microscopy and the wavelet transform measurement, Volume 31, Issue 2, March 2002, Pages 77-91, L. Angrisani, L. Bechou, D. Dallet, P. Daponte, Y. Ousten