Qualitat i seguretat industrial

Els assajos no destructius (END) més comuns, reconeguts i classificats per l'ASNT (The American Society for Nondestructive Testing) en la pràctica recomanada SNT-TC-1ª, es divideixen en superficials (examen visual, líquids penetrants i partícules magnètiques) i en volumètrics (ultrasons, corrents induïdes i radiografia). També existeixen altres END menys comuns com l'emissió acústica, la termografia, l'assaig làser, les proves de fugides (bombolles, pressió, heli i espectrometria de masses), les vibracions, l'electromagnetisme de camp remot (RFEC), l'electromagnetisme de baixa freqüència (LFET) i l'ona ultrasònica guiada (GUL-LRUT).

Els beneficis dels END

L'aplicació dels END pot tenir diferents motivacions per a les empreses, però, sens dubte, han de basar-se principalment en els seus múltiples beneficis:

• Alerta primerenca
• Augment de la disponibilitat i hores de servei de components i unitats
• Disminució de fallades i parades no programades en unitats en servei
• Garantir en origen i destinació la qualitat dels productes
• Assegurar que les construccions compleixen amb el requerit per les normes i les lleis

Els END poden emprar-se per localitzar defectes (faltes de penetració, erosió-corrosió, faltes de fusió i porus), detecció i avaluació d'esquerdes, detecció de fugides, determinació de posició, mesures dimensionals (per exemple, espessors ultrasons), manteniment preventiu i predictiu, assaig sustitutorio d'altres proves, inspecció de noves construccions i inspecció en servei.

Indicacions i avaluació:

Indicació: resposta o evidència d'una discontinuïtat resultant de l'aplicació d'un END.

Avaluació d'indicacions: processo en el qual es decideix la severitat de l'estat de la part o peça, després que la indicació ha estat interpretada. De la interpretació sorgirà que la indicació és irrellevant o és una discontinuïtat, i en aquest últim cas sorgirà que és un defecte o no. Aquesta avaluació porta a decidir, llavors, si la part o peça ha de ser rebutjada, reparada o acceptada per al seu ús. Normalment s'avalua per comparació amb defectes coneguts i seguint els criteris de normes i codis aplicables durant l'examen (ASME / UNE-EN ISO).

En els éssers humans, gran part de la informació que percebem es produeix a través del sentit de la vista. A pesar que en END trobem avui dia tecnologia molt sofisticada amb enormes possibilitats de detecció, possiblement no hi ha cap màquina comparable en capacitat a l'ull humà. És per això que s'ha de posar en valor aquest mètode d'assaig, en ocasions, no apreciat suficientment per la seva senzillesa i que permet valorar l'estat de l'objecte d'examen de manera ràpida i econòmica.

Quan tenim accés a l'objecte a examinar realitzem una observació directa. En cas que no tenir accés, haurem de recórrer a l'observació remota. Per a l'observació remota ens ajudarem de miralls, endoscopios, fibroscopios, robots motoritzats, videoendoscopios o qualsevol un altre mitjà que permeti disposar de la informació necessària amb una resolució suficient. El fet que es tracti d'un examen senzill, provoca que en ocasions no es valori suficientment la qualificació i experiència de l'operador.

Es tracta d'un mètode manual, encara que es pot automatitzar quan s'aplica en sèries de fabricació. Resulta costós per a inspeccions massives de components o unitats en servei.

Passos:

• Neteja prèvia
• S'aplica el líquid
• Neteja de l'excedent
• Aplicació del revelador
• Observació final

S'empra per detectar discontinuïtats obertes a la superfície de cossos sòlids i essencialment no porosos. Podem ajustar el nivell de sensibilitat i per tant la capacitat de detecció, seleccionant entre penetrants acolorits (llum natural) o fluorescents (llum ultraviolada). És el mètode més sensible per a la detecció de defectes superficials quan les condicions de neteja són òptimes (sobretot en materials no ferro-magnètics) i en ocasions s'utilitza com a complement de mètodes volumètrics (RT o UT). En geometries difícils (per exemple, rosques) s'han de considerar altres mètodes.

Aquest mètode es duu a terme induint un camp magnètic a un material ferro-magnètic, i llavors espolvoreando en la superfície partícules de ferro (ja sigui sec o en una suspensió). Les imperfeccions superficials modifiquen el camp i les partícules de ferro es concentren en els defectes. Només aplicable en materials ferro-magnètics.

Els defectes han de ser perpendiculars a les línies de camp, per la qual cosa han de generar-se camps que permetin la localització en totes les adreces. És el mètode més sensible per a la detecció de defectes superficials quan les condicions de neteja no són òptimes. En ocasions, s'utilitza com a complement de mètodes volumètrics (RT o UT). Així mateix, ha de comprovar-se que disposem de suficient camp magnètic per apreciar les possibles discontinuïtats en el material, per a això s'utilitzen els indicadors de camp.

El mètode és d'operació ràpida i simple i les indicacions apareixen directament sobre la peça, i són un dibuix magnètic de les discontinuïtats reals. Permet l'examen massiu de components amb un cost contingut.

Examina tot el volum a examinar i l'energia del so reflectit es representa en funció del temps/distancia. Fins ara la tècnica més utilitzada era l'impuls-ressò basat en l'efecte de ressò que una heterogeneïtat o reflector produeix en ser aconseguit per un feix d'ultrasons. Destaca per la seva senzillesa d'aplicació i interpretació.

En aquest mètode l'oscil·lador, receptor, separat o formant una única unitat (palpador) amb l'emissor (cristall únic), recull el ressò del reflector transformant-ho en la indicació corresponent. Els assajos manuals són del tipus de contacte i l'operador trasllada el palpador sobre la peça per lliscament o contactes successius. Davant una indicació de defecte o altres causes, l'operador pot detenir-se i explorar més detingudament la zona sospitosa, registrant tota la informació (amplitud, forma del ressò o posició).

Un altre aspecte positiu és la ràpida engegada i senzillesa d'equip: aparell d'ultrasons, palpador, acoplante i peça patró. Com a principals desavantatges presenta: lentitud d'operació, variacions en l'acobli per diferent pressió o falta d'acoplante, i necessitat d'un operador qualificat.

Abans d'iniciar un assaig cal calibrar l'equip de manera que pugui obtenir-se informació de la posició i grandària dels defectes detectats en la peça sotmesa a assaig. Per a això cal disposar de blocs de calibratge concordes amb les normes i codis que apliquen a la inspecció. El desenvolupament dels ultrasons permet en l'actualitat disposar de tècniques com “Phased Array” o “TOFD” (Estafi of Flight Diffraction) que obren noves possibilitats com el registre digital de l'examen o la substitució de la radiografia.

L'assaig per corrents induïts (també solen cridar-se corrents paràsits o corrents de Foucault) es basa en els principis de la inducció electromagnètica i s'empra generalment per a examen tant pre-servei com a servei per veure l'estat de materials i components.

Un principi general en END és que, el material objecte de l'assaig se sotmet a l'acció de certs fenòmens físics que fan que l'energia flueixi a través del material. Les heterogeneïtats i discontinuïtats provoquen anomalies en el flux d'aquesta energia (distorsió, reflexió, absorció, etc.) que es detecten des de l'exterior de la mostra.

En el cas de les CI l'energia que es posa en joc és electromagnètica i, per tant, no es necessita cap tipus de contacte ni d'agent d'acoblament entre el generador i la mostra, la qual cosa li converteix en un mètode molt ràpid i apte per a processos continus.

Les CI són corrents elèctriques originades en un material conductor per un camp magnètic variable i que flueixen en línies tancades paral·leles a la superfície de la mostra i el seu sentit de circulació és tal que produeixen un camp magnètic oposat sempre al que les genera.

El camp magnètic inductor procedeix, la major part de les vegades, d'un solenoide pel qual circula un corrent altern, i que es pot aplicar tant en superfícies accessibles com no accessibles mitjançant sondes interiors.

Les CI s'apliquen en components no ferromagnètics i ens permeten localitzar i dimensionar la discontinuïtat localitzada. Per a materials ferro-magnètics hem de recórrer a una variable denominada electromagnetisme de camp remot (RFET) la capacitat del qual és únicament qualitativa. Una de les principals aplicacions actuals de les CI està en equips amb feixos tubulars, que permeten identificar tubs danyats i predir la vida romanent (preventiu/ predictiu). L'examen de feixos tubulars, permet detectar els diferents tipus de dany i decidir el moment adequat per executar les accions requerides (taponar, encamisar o reentubar).

És un mètode que utilitza la radiació ionitzant d'alta energia que en passar a través d'un material sòlid, part de la seva energia és atenuada a causa de diferències d'espessors, densitat o presència de discontinuïtats. Les variacions d'atenuació o absorció són detectades i registrades en una pel·lícula radiogràfica, amb la qual s'obté una imatge de l'estructura interna d'una peça o component. El principi bàsic de la inspecció radiogràfica es fonamenta en la propietat que posseeixen els materials d'atenuar o absorbir part de l'energia de radiació quan són exposats a aquesta.

La radiografia pot usar-se en materials metàl·lics i no metàl·lics, ferrosos i no ferrosos, i proporciona un registre permanent de la condició interna d'un material. A més, és fàcil poder avaluar el tipus de discontinuïtat que es detecta.

Limitacions de la radiografia:

• Difícil d'aplicar en peces de geometria complexa o zones poc accessibles.
• La peça o zona ha de tenir accés en dos costats oposats i no detecta discontinuïtats de tipus laminar.
• Es requereixen mesures de seguretat per a la protecció contra la radiació de les persones.