Los medidores ultrasónicos de espesor de pared (medidores de espesor por ultrasonidos, comprobadores de espesor por ultrasonidos, medidores UT, etc.) miden el espesor de las paredes de materiales como el acero, el plástico y otros, utilizando tecnología ultrasónica. Los medidores ultrasónicos de espesor son ideales para medir los efectos de la corrosión o la erosión en tanques, tuberías o cualquier estructura cuyo acceso esté limitado a un solo lado. Los modelos de eco múltiple a través de la pintura (UTG M) miden el espesor del metal de una estructura pintada sin tener que remover el revestimiento.
Las técnicas de medición ultrasónicas de espesores se utilizan para medir una amplia gama de sustratos y aplicaciones para la pérdida de espesor del material debido a la corrosión o la erosión. Los medidores de espesor por ultrasonidos están diseñados para medir el espesor de sustratos metálicos (hierro fundido, acero y aluminio) y no metálicos (cerámica, plásticos y vidrio) y cualquier otro conductor de ondas ultrasónicas, siempre que tenga las superficies superior e inferior relativamente paralelas.
Un medidor ultrasónico de grosor facilita la inspección rápida de grandes estructuras metálicas a pequeños intervalos de medición, proporcionando un mapa detallado de los grosores de la superficie explorada. Cuando sólo se puede acceder a un lado del sustrato, la medición de espesores de pared por ultrasonidos es la forma más eficaz de controlar los efectos de la erosión o la corrosión y es fundamental tanto para la garantía como para el control de calidad.
Las sondas para corrosión miden el espesor de pared de materiales como acero, plástico y otros. Los medidores ultrasónicos de espesor son ideales para evaluar los efectos de la corrosión o erosión en depósitos, tuberías o estructuras a las que solo se puede acceder por un lado.
PosiTector UTG C
Corrosión con sonda con cable
PosiTector UTG CA
Corrosión con sonda integrada
PosiTector UTG CX
Corrosión con sonda Xtreme
El medidor ultrasónico de espesor cuenta con la capacidad de atravesar la pintura para medir con rapidez y precisión el espesor del metal de una estructura pintada, sin tener que retirar el revestimiento. También es ideal para medir materiales limpiados por chorro abrasivo y otras aplicaciones que requieren una cara de desgaste más duradera.
Las sondas ultrasónicas de espesor de baja frecuencia miden el espesor de pared de materiales atenuantes, como hierro fundido o dúctil, aluminio fundido y zinc fundido.
Los medidores ultrasónicos de espesor de precisión están diseñados para realizar mediciones de alta resolución y en materiales finos, como metales y plásticos. El modo automático Multi-Echo garantiza la mejor precisión en metales finos.
La erosión es el proceso en el que un revestimiento protector o un sustrato se desgasta debido a la fricción de la interacción mecánica repetitiva. Las causas típicas de la erosión son la cavitación, el impacto de partículas líquidas o sólidas y el movimiento relativo contra superficies sólidas o fluidos en contacto.
La corrosión es el proceso por el cual un sustrato y sus propiedades se ven dañados o desgastados por una acción o cambio químico. En los metales, el deterioro atribuido a la corrosión suele estar causado por un proceso de oxidación.
El uso de métodos de inspección no destructivos minimiza los problemas de seguridad, garantiza el cumplimiento de los códigos y reduce la frecuencia de las reparaciones importantes (y, por tanto, los costos). Por ejemplo, las aplicaciones marinas tienen un riesgo significativo de fallo catastrófico del sustrato debido a la corrosión o erosión no detectada del mismo. Sin embargo, los costos asociados a los daños por corrosión o erosión pueden ser más sutiles. Consideremos el caso de una pala de hélice que ha sufrido desgaste o daños. Un impacto probable es la disminución de la eficiencia de la hélice, que se traduce directamente en una disminución de la potencia y un aumento de la turbulencia (vibración). Esto se traduce en una disminución de la velocidad máxima y un aumento del consumo de combustible. Además, la cavitación causada por la hélice dañada crea un entorno que es aún más perjudicial para la propia hélice.
Para obtener más información sobre los ensayos ultrasónicos de espesor, lea nuestro artículo «Medición de los efectos de la erosión y la corrosión» aquí.
Con medidores ultrasónicos de espesor puede medirse con precisión el espesor de pared restante de un sustrato en tuberías, recipientes a presión, depósitos de almacenamiento, calderas u otros equipos propensos a la erosión o corrosión.
Aunque muchas industrias se ven afectadas por la erosión y la corrosión, la atmósfera marina es uno de los ambientes de corrosión más agresivos. Los índices de corrosión se ven afectados por varios elementos, como el agua de mar, la humedad, el viento, la temperatura, los contaminantes del aire y los organismos biológicos. La erosión también es común en las aplicaciones marinas debido a la abrasión por el impacto del agua y las partículas contaminantes, el impacto debido a la turbulencia en los líquidos de alta velocidad, y la cavitación debido a las ondas de presión producidas por las burbujas de aire. La erosión no sólo afecta al propio sustrato, sino que también puede dañar los revestimientos protectores, aumentando la probabilidad de corrosión del sustrato. Los barcos, las marinas, las tuberías submarinas, las estructuras en alta mar y las plantas de desalinización son sistemas que están sujetos a distintos niveles de erosión y corrosión marina.
La sonda de eco simple del medidor ultrasónico de espesor PosiTector UTG C (corrosión) utiliza un transductor de doble elemento, una trayectoria en V enfocada y compensación de esa trayectoria para medir con precisión el espesor de metales con corrosión intensa o picaduras. La sonda UTG C de eco simple no ignora el espesor del recubrimiento exterior: para obtener la mejor precisión, puede ser necesario retirar el recubrimiento presente en el punto de medición.
La sonda del medidor ultrasónico de espesor PosiTector UTG M (eco múltiple) utiliza un transductor de un solo elemento para medir con precisión el espesor del metal de una estructura nueva o ligeramente corroída, ignorando el espesor de los revestimientos protectores. El haz de ultrasonidos se desplaza en una trayectoria recta hacia la pared posterior del material a 90° con respecto a la superficie. Cuando se detectan tres ecos consecutivos de la pared posterior, la sonda realiza un cálculo basado en el tiempo para eliminar el grosor del revestimiento de la lectura del medidor.
La sonda del medidor ultrasónico de espesor PosiTector UTG P (precisión) utiliza un transductor de un solo elemento con línea de retardo para medir con precisión el espesor de materiales finos, incluidos plásticos y metales. Cambia automáticamente entre los modos de eco simple y eco múltiple según el material y el espesor.
La siguiente tabla enumera las velocidades de ultrasonidos de ondas longitudinales a través de algunos materiales comunes que suelen medirse con medidores de espesor por ultrasonidos. Las velocidades específicas de los materiales pueden variar debido a la temperatura, la composición, el grano y otros factores. Para una mayor precisión, compruebe la velocidad en una muestra de espesor conocido.
Seleccione de una lista de velocidades preprogramadas para materiales comunes o introduzca sus propios valores fácilmente.
Las sondas ultrasónicas de espesor PosiTector UTG transmiten un pulso ultrasónico al material que se va a medir. Este pulso atraviesa el material hacia el otro lado. Al encontrar una interfaz, como aire (pared posterior) u otro material, el pulso se refleja y vuelve a la sonda. El medidor ultrasónico de espesor mide el tiempo de propagación del pulso por el material, representado a continuación como t1 y t2.
Las sondas PosiTector UTG C de eco simple tienen un transductor de doble elemento con compensación automática de la trayectoria en V. El espesor se determina midiendo t1 (sin recubrimiento) o t2 (con recubrimiento), dividiendo entre dos y multiplicando por la velocidad del sonido en ese material (acero). Véase la figura 1.
Figura 1
En materiales sin recubrimiento, t1 se relaciona directamente con el espesor del material. Cuando el material está recubierto, el tiempo de propagación aumenta y se representa arriba como t2.
En recubrimientos como la pintura, la velocidad del sonido es menor que en el metal. Por tanto, la técnica de eco simple produce un espesor mayor que la suma real de los espesores de recubrimiento y metal. El resultado incluye un valor de espesor de pintura considerablemente mayor y desconocido. Por eso, no basta con medir el espesor de la pintura y restarlo del resultado de la medición de eco simple.
Las sondas ultrasónicas de espesor PosiTector UTG M y UTG P, en modo de eco múltiple, determinan el espesor midiendo el tiempo entre al menos tres ecos consecutivos de la pared posterior.
Figura 2
En la figura 2, el modo de eco múltiple mide solo el tiempo entre ecos. Tanto si el acero está recubierto como si no, todos los tiempos entre ecos son iguales. En este modo, el medidor determina el espesor midiendo t1 + t2 + t3, dividiendo la suma entre seis y multiplicándola por la velocidad del sonido en ese material. Por tanto, el cálculo del instrumento mide con precisión únicamente el espesor del acero, sin incluir el espesor del recubrimiento.
La velocidad del sonido se expresa en pulgadas por microsegundo o en metros por segundo. Es diferente para todos los materiales. Por ejemplo, el sonido viaja más rápido a través del acero (~0,233 pulgadas/µs) que a través del plástico (~0,086 pulgadas/µs).
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