Control de corrosión en acero al carbono con el escáner RollerFORM

Ejemplo de un tubo en acero al carbono que puede ser controlado con el escáner

Resumen

El control de corrosión es un método de inspección que permite monitorizar la condición del acero al carbono. Olympus ofrece varios productos que emplean la tecnología de ultrasonido multielemento (Phased Array) para controlar la corrosión. Para ampliar el rango de sus soluciones, Olympus ha probado la viabilidad del escáner RollerFORM^®, acompañado de un equipo OmniScan^®, para desarrollar controles de corrosión en acero al carbono.

El escáner RollerFORM ha sido seleccionado debido al excepcional y suave material de su roldana (o rueda) que permite desarrollar ensayos por ultrasonido de alta calidad con resultados similares a los ensayos por inmersión. Requiere una cantidad mínima de acoplante y una ligera presión para asegurar un excelente acoplamiento y una fuerte señal, incluso en posiciones de escaneo difíciles.

La idoneidad del escáner RollerFORM® para el control de corrosión ha sido demostrada a través de una serie ensayos:

• Resolución cercana a la superficie
• Detección de defectos de pequeña dimensión
• Temperatura superficial máxima
• Escaneo axial en tuberías
• Inspección en muestras que presentan corrosión.

Desafíos

Debido a las limitaciones que presentan estas técnicas bien conocidas, era obvio que existía una necesidad para desarrollar un producto simple y rápido de inspección para áreas de dimensión media sin un sistema de eyección de agua.

Resultados de ensayo

Todos los ensayos fueron desarrollados en el taladro de fondo plano de 3,175 mm de diámetro con un escaneo de onda longitudinal de 0° con 4 elementos para cada ley focal. La resolución de escaneo fue de 1 mm × 1 mm con una cobertura de haz de 48,5 mm (1,91 pulg.).

Bajo óptimas condiciones de ensayo, se obtuvo una resolución cercana a la superficie de 2,75 mm (0,108 pulg.). En el caso de un uso cotidiano, se estima una resolución cercana a la superficie de 3 mm (0,118 pulg.) en acero al carbono. Es posible detectar defectos más superficiales usando la amplitud del C-scan (vea la representación a continuación). Gracias a ella, es posible visualizar la atenuación del eco de fondo generada por un defecto poco profundo. Sin embargo, para defectos críticos, se recomienda un método de inspección más preciso (como la sonda de corrosión DLA, el escáner HydroFORM o un medidor de espesores) que permita medir la profundidad.

Detección de defectos de pequeña dimensión

Generalmente, se recomienda usar frecuencias más altas para detectar defectos más pequeños. Por ejemplo, en el caso de los polímeros que tienden a filtrar las frecuencias elevadas, se determinó que el escáner RollerFORM podía operar con una sonda de hasta 5 MHz de frecuencia. Para determinar si el escáner era capaz de detectar defectos aún más pequeños, se realizaron ensayos en un bloque de calibración que integra 30 taladros de fondo plano (FBH, por sus siglas en inglés).

Con el C-scan de espesores a continuación, se detectaron los taladros de fondo plano de 1,980 mm y 3,175 mm (líneas N.º 2 y N.º 3). Sólo los taladros de fondo plano más pequeños de 1,175 mm no pudieron ser detectados mediante este método. Sin embargo, es posible detectar taladros de fondo plano de diámetro mucho más pequeño usando el método de amplitud C-scan del OmniScan®. También, es posible considerar otras técnicas (como el escáner HydroFORM® o la sonda DLA para corrosión) para escanear áreas críticas.

Detección de defectos de pequeña dimensión mediante un C-scan de espesores

Pruebas de temperatura

Inspecciones a lo largo de tuberías

Se ha confirmado como idóneo el uso del escáner RollerFORM para los escaneos que se aplican a lo largo de las tuberías en dirección axial. Gracias a la superficie suave que presenta el material de su roldana y a su rueda central ajustable, el RollerFORM puede ser usado en superficies curvas con un diámetro pequeño de hasta 102 mm (4 pulg.) que puede extenderse hasta superficies planas. El uso del software MXU 4.4 (o una versión posterior) permitió generar leyes focales directamente en el detector de defectos OmniScan. En la etapa del asistente «Pieza y soldadura», fue posible generar una superficie curva y seleccionar una orientación de escaneo axial. El detector de defectos OmniScan a continuación permitió generar automáticamente haces de ultrasonido para que permanezcan perpendiculares a la superficie.

Plan de escaneo axial provisto por el escáner RollerFORM (izquierda); inspección con el escáner RollerFORM (centro) y rueda central ajustable del escáner RollerFORM (derecha)

Inspección en muestras que presentan corrosión

Se cortó una muestra a partir de una tubería de 508 mm (20 pulg.) con un espesor de pared de 9 mm (0,35 pulg.). La muestra presentaba una corrosión avanzada en la superficie interna y una corrosión más leve en la superficie externa. Se llevó a cabo un escaneo a lo largo del eje circunferencial de la muestra (en la superficie externa). La superficie fue inspeccionada usando una resolución de 1 mm × 1 mm.

La corrosión era claramente evidente en las representaciones S-scan y C-scan (vea las representaciones a continuación). El color azul en la representación C-scan indica el espesor nominal. La gravedad de la corrosión es proyectada en base a una paleta cromática configurable que va desde el color amarillo hasta el rojo.

Conclusión

A pesar de presentar limitaciones con respecto a la resolución superficial de 3 mm y a la detección de defectos de muy pequeña dimensión (2 mm), el escáner RollerFORM es una herramienta útil para el control de corrosión en acero al carbono. Es fácil de desplazar y usar sin la necesidad de verificar un sistema de eyección de agua. También, permite ejecutar escaneos en franja («strip») en la dirección axial de las tuberías.