Promedio de A–Scan y ruido de la señal.

Con el promedio de un mayor número de A–Scan se puede mejorar la calidad de la señal de salida, en particular para señales débiles de TOFD. Aunque la mejora es solo posible cuando el ruido se presenta de manera aleatoria, porque el promedio de A–scan disminuye los efectos de ruidosos en la señal resultante. Generalmente, se recomienda aumentar el promedio de la señal, si está disponible en el equipo, para mejorar los niveles de ruido. [11] Así, en señales débiles provenientes de inspecciones a 15 MHz de frecuencia se elevó el promedio de A–scan de 16 frames a 128 frames para observar los efectos sobre la imagen B–scan resultante, véase la Figura 5.14 a continuación.

Figura 5.14. Imágenes B–scan obtenidas para un promedio de señal de 16 y 128 frames. Superior, B–scan de la técnica de TOFD para PL1409. Inferior, Imágenes B–scan de la técnica de TOFD para PL1411. Montaje TANDEM

con palpadores de 15 MHz, 6 mm y zapatas de 60º.

En la Figura 5.14.a se tiene una borrosa imagen B–Scan a 16 frames, característica de una baja ganancia de la señal de salida. Dicha ganancia debió ser controlada a causa del ruido que se presenta en la señal A–Scan producto de la atenuación, específicamente fenómenos de absorción,

a 15 MHz de frecuencia. Al elevar el promedio de señales a 128 frames se obtiene la Figura 5.14.b que presenta no solo una mejor definición de las discontinuidades señalas, sino la intensificación de la onda lateral y el eco de fondo. Para la probeta PL1411 ocurre el mismo efecto de intensificación de las señales debido al aumento del promedio de A–Scan. Teniendo en la Figura 5.14.c, logradas para 16 frames, señales débiles que derivan en una imagen borrosa; y la Figura 5.14.d, elaborada a 128 frames, señales más intensas que muestran discontinuidades, onda lateral y eco de fondo mucho más definidos. Así como el aumento del promedio de A–Scan deriva en menores señales aleatorias de ruido, también se producirá un aumento de la resolución de las imágenes resultantes y en la sensibilidad de la técnica.

Sin embargo, se justifica el uso de 16 frames para la inspección de piezas de acero al carbono con espesores de una pulgada con varias razones. Primeramente, las señales que se obtienen para frecuencias inferiores o iguales a 10 MHz se encuentran libres de ruidos y no se afectan con la atenuación en gran medida, obteniendo imágenes claras y de alta resolución. Segundo, con 128 frames los barridos tardarán 8 veces más tiempo, porque el equipo promedia a una velocidad constante las señales recibidas; esta tardanza resulta impráctica en inspecciones para equipos en servicio, líneas de fabricación o donde sea necesario realizar paradas planificadas de equipos en funcionamiento. Tercero, la demora utilizando 128 frames también tiene consecuencias en barridos manuales arrastrando un nivel de imprecisión superior que en barridos de 16 frames a causa de la baja velocidad con que el inspector debe mover el arreglo TANDEM.

VI. CONCLUSIONES.

1. La técnica de mapeo de corrosión y erosión permitió diferenciar y revelar con gran resolución y sensibilidad, las variaciones de espesor y las morfologías causadas por los efectos corrosivos y erosivos en las secciones de las tres tuberías inspeccionadas.

2. La tubería Nº 1 se presenta como una sección uniformemente desgastada por la corrosión. La tubería Nº 2 se muestra como una sección afectada por picaduras aleatoriamente. En la tubería Nº 3 dominan las marcas de erosión en la dirección del flujo.

3. Los espesores más críticos reportados fueron, para la tubería Nº 1 cercanos a los 6 mm, para la tubería Nº 2 de unos 3,30 mm y para la tubería Nº 3 de 5,4 mm.

4. La técnica de mapeo de corrosión permitió ubicar las dos discontinuidades presentes en la probeta plana, con profundidades de 8,45 y 19 mm, respectivamente.

5. Las imágenes en 3D de mapeo de corrosión confirman la representatividad que se puede alcanzar incluso si las tuberías se encontraran en servicio.

6. Se confirmó que la separación de los palpadores recomendada por los estándares británicos en TOFD permite obtener imágenes con mayor resolución y sensibilidad de las probetas soldadas de 25 mm (1") de espesor. El aumento de la separación crean una distorsión del eco de fondo en la imagen B–Scan resultante.

7. Se obtuvo que la cobertura del haz de las ondas longitudinales para arreglos TANDEM con ángulos de 45° está orientada hacia la raíz del cordón de soldadura en la pieza de 1" de espesor, con ángulos de 60° se enfoca hacia una zona más central del cordón, y para 70° se sitúa hacia la superficie o cresta de la soldadura.

8. El arreglo angular de 60° resultó el más apropiado en base a resolución y sensibilidad para la detección de discontinuidades en todo el espesor de 25 mm (1") de las probetas soldadas, en comparación con los de 45° y 70°.

10. Los palpadores con 6 mm de diámetro y frecuencia de 2 y 5 MHz, y los palpadores de 12 mm y 5 MHz, aportan una cobertura suficiente en todo el espesor de la pieza y una menor zona muerta de TOFD.

11. Los palpadores de 5 MHz presentaron la mejor resolución y sensibilidad, mostrando imágenes más apropiadas con una buena definición de las discontinuidades, el eco de fondo y la onda lateral.

12. Comparando las imágenes B–Scan obtenidas para los diámetros de palpador de 12 mm y 6 mm, este último presentó la cobertura más amplia en todo el espesor de 25 mm (1") de la plancha, así como la mejor resolución y sensibilidad en la detección de las discontinuidades.

13. Las imágenes B–scan tomadas con arreglos TANDEM de 15 MHz, 60° y 6 mm a un promedio de A–scan de 128 frames mostraron mayores niveles de resolución con respecto al mismo arreglos TANDEM tomadas a 16 frames.

14. Los promedios de 128 frames resultan imprácticos en inspecciones de campo debido a tiempos de barridos muy prolongados.

15. Los promedios de 16 frames resultan los más adecuados para la inspección de equipos y piezas en servicio o en líneas de fabricación con cortos tiempos de barrido.

16. El arreglo TANDEM recomendado según los resultados obtenidos para la inspección de planchas soldadas de acero al carbono con un espesor de 25 mm (1"), son zapatas de 60° de ángulo, y palpadores de 5 MHz de frecuencia y 6 mm de diámetro.

VII. RECOMENDACIONES.

1. Se recomienda el uso de un encoder o unidad motorizada para comparar los niveles de exactitud de los barridos manuales durante el ensayo de TOFD empleado para verificar los efectos de los promedios de A–scan a 128 frames y 15 MHz de frecuencia.

2. Se recomienda utilizar probetas planas soldadas de diferentes espesores, a fin de determinar cómo influye la variación de los espesores en los parámetros del arreglo TANDEM (frecuencia, ángulo y diámetro).

3. También se recomienda realizar barridos a diferentes off–set, utilizando un arreglo TANDEM de 5 MHz, 60° y 6 mm (frecuencia, ángulo y diámetro de los palpadores, respectivamente) en una probeta soldada de 25 mm. Esto permitiría establecer cómo influye la posición del arreglo durante los barridos en la sensibilidad de las imágenes obtenidas.