Medición de Espesor Alta Temperatura
La correcta selección del Equipo Medidor de espesores, Transductor y Acoplante es clave para asegurar una Medición de Espesor a Alta Temperatura confiable del objeto de inspección.
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Introducción a la ME alta temperatura
La medición de espesores por ultrasonido, es un método industrial común, que se utiliza para medir el espesor de materiales sólidos con acceso desde un lado del objeto de prueba. Su principal campo de aplicación es verificar el espesor de pared remanente de objetos sujetos a condiciones de corrosión o erosión, tales como tuberías, tanques de almacenamiento y recipientes sujetos a presión. La mayoría de las mediciones se realizan a temperaturas de hasta 60 ° C, donde se pueden utilizar equipos, accesorios y procedimientos estándar.
Sin embargo, en la industria química y energética, a menudo es necesario verificar el espesor de la pared de los componentes, que pueden alcanzar temperaturas de hasta 550 °C y por sus condiciones en servicio no pueden enfriarse durante la prueba.
Medición de espesor alta temperatura, cuando un componente está sujeto a condiciones de alta temperatura y ambientes agresivos, es posible alcanzar el punto de falla más rápido que en condiciones normales. La temperatura es uno de los factores que acelera el proceso de corrosión, por lo que la medición debe realizarse con mayor frecuencia, en comparación a componentes que no presentan estas condiciones.
Muchas refinerías y plantas químicas llevan a cabo controles periódicos del espesor de pared remanente, para evaluar adecuadamente la velocidad de corrosión y predecir los reemplazos o reparaciones necesarias. Por lo general, estas mediciones se realizan manualmente, utilizando equipos especialmente diseñados y técnicas de inspección modificadas.
Medición de Espesor alta temperatura Materiales
El transductor ultrasónico
Naturalmente es el elemento del sistema de medición más expuesto al calor. La construcción de una transductor estándar se basa en materiales piezoeléctricos y materiales de respaldo (amortiguador) que no soportan una temperatura continua superior a 60 ° C. Alrededor de la temperatura de Curie, el material piezoeléctrico se despolariza y comienza la desunión entre el elemento piezoeléctrico y el material de respaldo (amortiguador).
Debido a la contracción variable de los materiales utilizados para construir el transductor, bajo la influencia de la temperatura también pueden ocurrir otros daños. En todos los casos, el transductor estaría dañado permanentemente, por lo que se requieren materiales especiales para construir un transductor de alta temperatura.
El acoplamiento ultrasónico
En la medición de espesor alta temperatura se juega un papel importante en el proceso de medición, ya que elimina el aire entre la cara del transductor y el objeto de prueba. Asegura la transmisión efectiva de la onda ultrasónica al material de prueba. El acoplante estándar, fallará en un ambiente de alta temperatura, ya que se evapora rápidamente y pierde sus propiedades.
Para este propósito, se utilizan pastas de acoplamiento especiales qué, bajo la influencia de altas temperaturas, cambian su estado y, por lo tanto, permiten pruebas efectivas.
El rango de trabajo del acoplante para alta temperatura garantiza que no se vaporizará ni hervirá antes de que se pueda tomar la medición real y cuando finalmente se derrita, no emite vapores peligrosos o nocivos para el usuario. Antes de usar el acoplante en el objeto de prueba, se recomienda verificar la concentración de los elementos cruciales, para evitar causar corrosión local si no se limpian los residuos.
El equipo de ultrasónico
Cuando se está realizando la inspección, la señal ultrasónica aparece brevemente en la pantalla del equipo, luego disminuye gradualmente antes de desaparecer por completo. Por lo tanto, se requiere un potente equipo con visualización A-Scan y con función de retención de la lectura digital para evaluar la medición cuando cesa el contacto con la pieza de prueba, como el MXG-9DLW.
Realizar la correcta medición en objetos calientes, también requiere el conocimiento de los cambios que ocurren en el material examinado bajo la influencia de la temperatura. Un factor importante es la influencia de la temperatura en las ondas ultrasónicas. Un aumento de temperatura provoca un aumento en la atenuación del material y una disminución en la velocidad del viaje ultrasónico. Las moléculas del material comienzan a rebotar rápidamente en un movimiento aleatorio y, como resultado, la señal de ultrasonido se transmite cada vez con menor eficacia. En el acero, la disminución de la velocidad del sonido es de aproximadamente 1% por cada 55°C (100°F).
La atenuación o pérdida de energía, aumenta en materiales a alta temperatura por la misma razón se hace más difícil obtener una señal con una amplitud reconocible para la medición de espesor a alta temperatura.
Equipo Recomendado para Alta Temperatura
Equipo ME para Alta Temperatura
La medición de espesor alta temperatura es difícil debido a los factores mencionados anteriormente. Por lo tanto, el medidor de espesores debe tener las siguientes características:
- Potente generador de pulsos: transmisor de pulso cuadrado de al menos 120 V que pueda proporcionar suficiente energía al transductor para compensar las pérdida debido al aumento en la atenuación de los materiales calientes.
- Dispositivo de alta ganancia y baja relación señal ruido con filtros digitales: La señal recibida, que generalmente sólo aparece por un corto tiempo, debe tener una calidad decente para una evaluación precisa.
- Función de visualización y retención de medición: Un tamaño razonable de la pantalla para la evaluación A-Scan, así como una función de mantener la medición aun sin estar acoplado el transductor sobre la pieza de inspección
- Temperatura máxima de funcionamiento: Dado que la radiación de calor será un factor importante, la temperatura máxima de funcionamiento del dispositivo también es importante, ya que muchos dispositivos pueden apagarse repentinamente durante las mediciones debido al sobrecalentamiento de la batería.
- Las funciones de software dedicadas: Ajuste a cero automático del transductor, la compensación de la velocidad de la onda en el material, así como funciones dedicadas a compensar el aumento del tiempo de viaje de la onda ultrasónica como resultado del calentamiento del objeto, son funciones que aumentan la precisión de las mediciones obtenidas.
Transductor para Alta Temperatura
- Ciclo de trabajo más bajo posible para la temperatura de medición (tiempo máximo de contacto con el objeto caliente más el tiempo de enfriamiento antes del próximo uso).
- Sensibilidad del Transductor a la temperatura de aplicación (muchos transductores afectan su rendimiento rápidamente a alta temperatura, a pesar de tener la clasificación de alta temperatura)
- Algunos transductores ultrasónicos especializados ofrecen la posibilidad de funcionamiento continuo hasta 538 °C. Así como ciclos de operación significativamente extendidos incluso llegando a permitir el acoplamiento continuo. El tiempo máximo de enfriamiento entre las mediciones es de 1 minuto, ya que la carcasa del transductor y sus accesorios permiten disipar el calor, lo que significa que el operador no tiene que preocuparse por un enfriamiento prolongado. Esto se traduce en una pausa mínima entre mediciones.
Acoplante para Alta Temperatura
Se deben considerar los siguientes factores al seleccionar un acoplante adecuado para mediciones a alta temperatura:
- Composición química, sí la corrosión local es un problema
- Temperatura de trabajo
- Factor de transmisión estable a altas temperaturas
- Vapor, sí humea al derretirse
- Fácil de limpiar y aplicar
Conclusiones
La correcta selección del sistema ultrasónico es clave para asegurar una Medición de Espesor a Alta Temperatura confiable del objeto de prueba, especialmente en este caso, en el que se inspeccionan componentes en condiciones de alta temperatura. Lo que se traduce en una estimación real de la velocidad de corrosión y vida remanente.
Izhar García
Ingeniero en Metalurgia y Materiales
Nivel II SNT-TC-1A / NII UT
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