Cómo elegir el acoplante ultrasónico adecuado para cada aplicación

El objetivo de un buen acoplante ultrasónico es:

1. Llevar la mayor cantidad de energía acústica del transductor a la pieza a ensayar.
2. Recuperar la mayor parte de la energía acústica reflejada por un defecto en el transductor.

La energía del sonido se ve afectada por la densidad del material a través del cual viaja, no viaja bien entre el aire (baja densidad) y los sólidos (alta densidad). Entonces, para que la energía acústica pase del transductor (un sólido) a la pieza de ensayo (otro sólido), es necesario usar un acoplante ultrasónico.

En este artículo, revisamos cinco preguntas que debes hacerte y te ofrecemos recomendaciones para seleccionar el mejor acoplante ultrasónico para cualquier aplicación.

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1. ¿Qué piezas se están inspeccionando?

Textura de la superficie

Una pieza con una superficie rugosa dificulta el paso de la energía acústica. Un acoplante más viscoso rellenará mejor los huecos y las crestas de la superficie de la pieza.

Sin embargo, en superficies de ensayo lisas, no se necesita un acoplante de alta viscosidad. Aquí, un acoplante menos viscoso es ideal para ayudar a que un transductor se deslice fácilmente sobre la superficie lisa o mecanizada de la pieza.

Tipo de metal / material

La clave para cualquier prueba no destructiva es que el material no sufra alteraciones después del ensayo, por eso es fundamental utilizar un acoplante que no dañe la pieza de ensayo de ninguna manera.

A diferencia de algunos materiales no aprobados que se utilizan comúnmente como gel acoplante (grasa para altas temperaturas, vaselina, aceite de motor, gel para el cabello, etc.), un acoplante END tiene que pasar una serie de ensayos para garantizar que sea seguro de usar en cualquier material.

Algunos acoplantes son mejores en la inhibición de la corrosión, otros son seguros para usar en plástico y fibra de vidrio, y otros están aprobados para aleaciones aeroespaciales. Asegúrate de saber para qué materiales está aprobado el acoplante.

Tamaño

Si la pieza o el área de ensayo es relativamente grande, es importante utilizar un acoplante que sea autonivelante para minimizar la cantidad de tiempo empleado en aplicarlo. Además, un acoplante con buenas características de humectación ayudará a garantizar una transmisión ininterrumpida durante una inspección UT.

2. ¿Cuáles son las condiciones del ensayo?

Ángulo de inspección

¿La superficie a inspeccionar es horizontal, vertical o por encima de la cabeza?

Para una inspección vertical o por encima de la cabeza, es mejor usar un acoplante con una viscosidad más alta que se adhiera a la superficie de ensayo y que ayude a que la energía acústica viaje entre el transductor y la superficie.

Temperatura

Para los ensayos ultrasónicos de alta temperatura, es importante utilizar un acoplante específicamente formulado para resistir altas temperaturas, ya que uno de uso general no transmitirá la energía acústica y puede quemarse o incendiarse.

Al seleccionar un acoplante de alta temperatura, presta especial atención a la temperatura de autoignición, que es la temperatura más baja a la que se encenderá espontáneamente en una atmósfera normal sin una fuente externa de ignición, como una llama o chispa. Asegúrate de no utilizar nunca un acoplante de alta temperatura a una temperatura superior a la temperatura de autoignición.

Se necesita una atención especial cuando se hacen mediciones de espesor en piezas con aislamiento, la acción de la mezcla del acoplante con el aislamiento puede crear una temperatura de ignición más baja, por lo que se necesita precaución adicional en estas aplicaciones.

Además, las lecturas de espesor ultrasónicas a menudo se realizan en un entorno "cerrado" donde los vapores o el humo pueden acumularse cuando el acoplante comienza a descomponerse debido a la exposición al calor. Esto reduce el punto de inflamación del acoplante, por lo que no debes usar un acoplante en el extremo superior de su rango de temperatura recomendado en estas situaciones. Asegúrate siempre de consultar la hoja de datos del producto antes de usarlo en una aplicación de alta temperatura.

Para las pruebas ultrasónicas a bajas temperaturas, un acoplante base de agua no es la mejor opción porque es más probable que se congelen cuando la temperatura desciende. Una mejor opción a bajas temperaturas es utilizar un acoplante con base de silicona o glicol. Sin embargo, algunos acoplantes a base de agua se pueden "acondicionar para el invierno" agregando propilenglicol al acoplante. Asegúrate de consultar con el fabricante antes de agregar propilenglicol, o cualquier otro material, a un acoplante.

Otra consideración para las inspecciones UT en temperaturas extremas es que la viscosidad del acoplante aumentará (se hará más espesa) a temperaturas más bajas y bajará (adelgazará) a temperaturas más altas. Por lo tanto, elige un acoplante que te dé la viscosidad que deseas durante la inspección.

3. ¿Qué tipo de inspección UT?

Detección y dimensionamiento de defectos

Estos tipos de ensayos ultrasónicos generalmente solo necesitan de unos minutos y generalmente se limitan a un área predeterminada, por lo que una amplia gama de acoplantes son compatibles con estas aplicaciones de inspección UT.

Medición de espesores

Este tipo de ensayo a menudo involucra tuberías de alta temperatura o puede requerir un acoplante que sea resistente a la sal. Esto se debe a que algunos de los espesantes que se usan para controlar la viscosidad de un acoplante se degradarán muy rápidamente si se usan en presencia de sal (como en algunos puentes o calderas).

Control de grandes áreas

El control de grandes áreas requiere un acoplante que no se seque con el tiempo. Para estas aplicaciones, elige un acoplante a base de glicol o silicona con excelentes propiedades de protección contra la corrosión a largo plazo.

Onda cortante

Un acoplante de alta viscosidad es esencial para estas aplicaciones.

4. ¿Qué aprobaciones / especificaciones / autorizaciones requieres?

Al igual que otros tipos de ensayos no destructivos, muchas especificaciones de la industria tienen requisitos claramente establecidos para el uso de acoplantes. Algunas de estas especificaciones se definen en los estándares API, ASME, BPVC y AWS.

Los acoplantes utilizados en las inspecciones UT para la industria nuclear deben cumplir con niveles muy bajos de contenido de halógeno y azufre.

Los acoplantes aprobados para el sector aeroespacial deben probarse de forma independiente para garantizar que no causen corrosión, agrietamiento por tensión o fragilización por hidrógeno en una amplia gama de metales, aleaciones y otros materiales.

Asegúrate de tener en cuenta todas las piezas que necesitas controlar y asegúrate también de seleccionar uno o más acoplantes que cumplan con todas las especificaciones de los fabricantes.

5. ¿Otros requisitos / factores a considerar?

Volumen de inspección

Si estas inspeccionando muchas piezas, es más importante seleccionar un acoplante que sea fácil de aplicar y quitar, que si solo inspeccionas unas pocas piezas, ya que la aplicación y la eliminación pueden afectar el tiempo total empleado en una inspección de UT.

Protección contra la corrosión

Algunos acoplantes ultrasónicos son mejores que otros en la inhibición de la corrosión, especialmente durante períodos de tiempo prolongados, así que asegúrate de utilizar un acoplante que satisfaga tus necesidades de protección contra la corrosión.

Precio

La clave para encontrar el mejor acoplante para cada aplicación es equilibrar precio y rendimiento. Para inspeccionar piezas costosas, críticas o de precisión, es esencial utilizar un acoplante END aprobado y de un fabricante confiable.

Consideraciones finales a tener en cuenta

Debes considerar cuidadosamente la realización de un cambio en cualquier proceso de END, por lo que tiene sentido dedicar unos minutos a considerar tu situación actual antes de comenzar a buscar un nuevo acoplante ultrasónico.

Quizás quieras hacerte un par de preguntas más:

1. ¿Qué producto estás usando actualmente?
2. ¿Qué le gusta de su acoplante UT actual?
3. ¿Qué no le gusta de su acoplante UT actual?
4. ¿Por qué intentas cambiarlo?

Una tengas las respuestas a las preguntas anteriores, puedes evaluar si estas realizando un cambio por las razones correctas y estarás mejor preparado para tomar la decisión correcta para tu negocio.