Nuestra tecnología de procesamiento de imágenes por coherencia de fase (PCI), cuyas claras representaciones nos muestran hoy defectos históricamente difíciles de detectar (p. ej., defectos de tipo gancho, grietas de gancho, agrietamiento fino por corrosión bajo tensión [SCC]), forma parte integral de cada modelo de nuestro detector de defectos OmniScan™ X4.

El PCI, introducido a través de una actualización gratuita para el  software MXU (5.13), fue acogido inicialmente por el detector de defectos OmniScan™ X3 64. Sólo el modelo OmniScan X3 64 tenía la capacidad de procesamiento requerida para tratar las leyes focales y algoritmos complejos que implica la generación de imágenes usando el PCI. Sin embargo, ahora, nuestra línea completa OmniScan X4 cuenta con la potencia para generar imágenes con el PCI, conjugada a una sensibilidad no vista antes para con defectos pequeños.

¿Cómo funciona el PCI y cómo difiere de otras técnicas ultrasónicas?

El PCI es una técnica exenta de amplitud. el procesamiento de las señales recibidas se basa de forma exclusiva en la información de fase que llevan los A-scan elementales a fin de generar una representación TFM.

Su funcionamiento:

• Primero, las representaciones A-scan adquiridas son normalizadas.
• Después, la distribución de fase de cada A-scan es comparada en cada posición dentro de la zona TFM.
• Con respecto a una posición específica, cuanto más alto es el nivel de coherencia entre los A‑scan, mayor es la respuesta de la señal para tal posición (con un valor máximo del 100 %).
• Las reflexiones y las difracciones provenientes de los defectos se traducen en una respuesta coherente, en contraste con la respuesta incoherente que producen las señales adquiridas a partir de un ruido de fondo de alta frecuencia. Esto permite identificar los defectos de forma extremadamente fácil, en especial cuando se trata de defectos pequeños presentes en materiales ruidosos o atenuantes.

A lo largo de nuestros ensayos, el PCI ha brindado excelentes resultados en varios casos desafiantes, como también resultados optimizados en los casos más comunes, como las inspecciones de soldaduras. A continuación, se expondrán cinco ventajas que destacan la potencia de esta técnica de inspección.

1. Imágenes 2D en vivo con información de fase de señal

Es posible que los usuarios de ensayos por ultrasonido estén más familiarizados con el uso de la información de fase de señal para identificar y dimensionar los defectos mediante técnicas, como la difracción del tiempo de vuelo (TOFD). Estas técnicas son efectivas para identificar defectos que son muy pequeños o, de acuerdo con la orientación, emiten una señal deficiente con la técnica Phased Array (PA) convencional.

Ahora bien, la técnica TOFD tiene dos principales desventajas:

• Es imposible identificar un defecto en el eje de indexación si no se escanean varias posiciones de índice.
• Se sigue requiriendo la amplitud para identificar visualmente los cambios de fase a fin de dimensionar los defectos.

El PCI es una técnica potente que permite identificar defectos con una orientación problemática o muy pequeños, tales como el ataque por hidrógeno a alta temperatura (HTHA); sin embargo, evita los problemas asociados a la técnica TOFD. Dado que el método de focalización total adquiere los datos volumétricos, los defectos pueden ser localizados y dimensionados en todas las direcciones. La representación final, que usa el PCI, también es totalmente independiente de la amplitud.

Esto permite que el análisis sea más fácil, ya que elimina la necesidad de escanear múltiples puntos de indexación. Además, como el PCI genera representaciones en vivo en el detector de defectos OmniScan X4, no requiere los datos completos sin tratar para el procesamiento de adquisición posterior.

2. Señales sin saturación en absoluto

Uno de los desafíos que plantean las técnicas de amplitud es la saturación de señal. A pesar de las calibraciones y los ajustes de ganancia durante la configuración, puede que ciertos reflectores lleguen a saturar una señal. Esto puede deberse a la dimensión, el tipo o la orientación si se trata de un taladro lateral (SDH) en un bloque de calibración o de otro reflector conocido.

Visto que el PCI se basa en la coherencia de la variación estadística que porta la fase de cada A-scan elemental, el nivel de coherencia entre los A-scan no puede exceder el 100 %. Es decir, si la señal del A-scan elemental está saturada, ésta no tendrá efecto en los datos finales del PCI puesto que sólo la información de fase es considerada y accesible.

Por consiguiente, la preparación de una inspección deviene mucho más fácil y rápida, ya que la calidad del escaneo es menos sensible a la configuración. De ese modo, todo estará listo para poder iniciar la inspección tras la selección de los grupos de ondas y la tensión determinada en 160 Vpp (tensión de pico a pico).

3. Ninguna necesidad de predeterminar la ganancia en un reflector conocido

El PCI es una técnica completamente exenta de amplitud. Esto significa que el paso en la configuración para ajustar la ganancia, con respecto al uso de un reflector conocido del bloque de calibración, se vuelve innecesaria. Si selecciona el modo de «Coherencia de fase» en los parámetros de configuración del OmniScan X4, podrá apreciar que el parámetro de ganancia está bloqueado; esto se debe a que la amplitud no interviene en los datos finales del PCI.

Con la eliminación de este ajuste de ganancia, el tiempo y el esfuerzo requeridos para crear una configuración, que proporcione representaciones de alta calidad, disminuyen en gran medida. Asimismo, el reajuste de la ganancia en escaneos basados en el tipo de reflector tampoco es necesaria con esta técnica. Por lo tanto, podrá experimentar una reducción en la repetición de los escaneos TFM que tenía como objetivo validar los datos adquiridos.

La precisión del dimensionamiento a partir de una configuración PCI puede validarse, pero con una muestra de muesca. La altura del defecto puede ser medida con los cursores al usar el pico en la respuesta de difracción de punta proveniente de la muesca.

4. Resultados más uniformes y dimensionamiento más fácil

Dado que es más fácil y rápido crear las configuraciones a través del PCI, con menos parámetros que determinar por el inspector, la técnica favorece la uniformidad entre las inspecciones y los diferentes inspectores. Sin la saturación de señal durante el escaneo, debido a la carente repercusión de la ganancia en la señal, el inspector será expuesto a una menor cantidad de manipulaciones susceptibles a alterar el resultado durante su análisis.

Para dimensionar un defecto, el inspector sólo requiere hallar las áreas de focalización a partir de las difracciones de punta y ubicar el cursor en el nivel máximo de dichas áreas. Las lecturas resultantes proporcionan la dimensión del defecto, y no se requieren ajustes previos a cada dimensionamiento. El proceso es ágil y, al mismo tiempo, mucho más fácil.

Si se usa la misma sonda, la dimensión del defecto permanecerá igual en cada escaneo.

5. Menos grupos requeridos para la misma zona de cobertura

La herramienta Mapa de influencia acústica (AIM), dedicada al plan de escaneo, todavía se usa con el PCI. La ventaja del PCI, en comparación con el TFM convencional, es que la variación de la amplitud de señal que se proyecta en el AIM no tiene efectos. En donde la herramienta AIM mostrará una distribución de señal parcial, el PCI proporcionará buenos resultados, incluso si la amplitud de retorno es baja.

Este es un efecto secundario de la naturaleza exenta de amplitud del PCI. La coherencia puede ser evaluada incluso si la amplitud es débil; esto se debe a que la señal es normalizada antes de que la fase sea evaluada. Pero, más importante aún, es que la posición de un defecto entre la zona TFM tendrá menos efectos en la coherencia de la señal que la amplitud.

Al usar el método PA o el TFM convencional, las difracciones de punta pueden perderse frecuentemente en el ruido de fondo. En cambio, el PCI hace destacar estas difracciones, lo que las hace sobresalir incluso si con los métodos PA o TFM no serían obvias.

Todos estos factores reunidos significan menos grupos requeridos para la misma zona de cobertura.

Puesto que el PCI no es una técnica de amplitud, se necesitará modificar el planteamiento al seleccionar la configuración y los parámetros asociados. Es diferente a otros métodos UT que pueda estar acostumbrado a usar. Consulte nuestra guía de procedimiento inicial relativa al procesamiento de imágenes por coherencia de fase para conocer las prácticas recomendables; asimismo, no dude en consultar las preguntas frecuentes acerca del PCI, o contacte con su representante de ventas industrial de Evident para concertar una demostración.

Artículo original publicado el 21 de julio de 2022; actualización: 24 de octubre de 2024.

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