Qué esperar de las pruebas ultrasónicas

A primera vista:

  • La prueba ultrasónica es un método de prueba no destructivo que detecta la radiación eléctrica y las condiciones mecánicas en el equipo.
  • La inspección predictiva y proactiva de equipos rotativos se ha vuelto más fácil y simple con soluciones de control de calidad y monitoreo remoto y en línea.
  • Es concebible que la tecnología de monitoreo remoto pueda algún día superar los métodos de prueba de campo. Hasta entonces, las tecnologías iban de la mano, dice Sean Miller, gerente de operaciones canadiense de UE Systems.

Cuando se cuestiona la integridad del diseño de un dispositivo, también se cuestiona la confiabilidad del dispositivo.

Esta declaración puede ser realizada por un ingeniero de confiabilidad o un ingeniero de integridad mecánica. Después de todo, ambas disciplinas de ingeniería toman en serio los principios de diseño e instalación y utilizan este conocimiento para analizar en detalle cómo el diseño y las condiciones de operación minimizan el riesgo.

Los ingenieros también podrían agregar que el hecho de que una máquina funcione no significa que partes de la máquina no hayan comenzado a fallar. Además, los defectos, las grietas o los problemas de calidad no detectados pueden dificultar el mantenimiento del equipo a lo largo del ciclo de vida del activo.

Los métodos de pruebas no destructivas (NDT), como las pruebas ultrasónicas, están diseñados para probar con precisión la integridad de los activos y encontrar defectos antes de que ocurran. Las pruebas ultrasónicas y el análisis de datos ultrasónicos permiten que las tecnologías detecten anomalías e incluso extiendan el tiempo hasta la falla. Esto podría ser en la etapa de diseño, podría ser cuando se almacenan las piezas de repuesto, o incluso durante la instalación, dice Sean Miller, Gerente de Operaciones de Canadá. sistema UE , fabricante de instrumentos ultrasónicos y proveedor de soluciones de capacitación con sede en Elmsford, NY

La inspección ultrasónica a menudo se combina con estrategias de mantenimiento preventivo. Este método de inspección se utiliza en una amplia variedad de industrias para evaluar la calidad, las características de defectos anormales o latentes de materiales, componentes y estructuras sin dañar la pieza. La industria aeronáutica lo utiliza para buscar desgaste y anomalías internas en los aviones. La industria ferroviaria lo utiliza para inspeccionar los rieles en busca de signos de daño. En la fabricación industrial, los componentes como cojinetes, bombas, compresores, tuberías y tuberías se pueden inspeccionar en busca de signos de desgaste.

Las pruebas ultrasónicas utilizan ondas sonoras de alta frecuencia para medir la estructura interna de los componentes. Las pruebas pueden ocurrir en cualquier etapa del desarrollo del producto y durante todo el ciclo de vida de un dispositivo, desde el diseño y la instalación hasta las fallas potenciales y reales del dispositivo.

El ciclo de vida de un rodamiento es una manera conveniente de describir los efectos de la inspección ultrasónica, dijo Miller, quien ha enseñado y vendido tecnología ultrasónica en todo Canadá durante los últimos 15 años. Recomienda que los estudiantes consideren dos preguntas sobre la integridad de los rodamientos al determinar si el ciclo de vida de un rodamiento se ha acortado: ¿Cómo sabemos que un rodamiento es «bueno» cuando se instala?Y, ¿cómo sabemos si un activo o rodamiento está correctamente lubricado?

Mire la curva PF del cojinete para ver cómo los instrumentos digitales ultrasónicos pueden respaldar el mantenimiento de precisión, dijo Miller. Una curva PF es un gráfico que analiza el estado de los activos y mide las fallas funcionales y potenciales de un componente según los datos históricos o el momento en que se detectó una falla por primera vez. Según Miller, un cojinete «bueno» es aquel que llega del OEM sin defectos o que no se ha mantenido en el estante de repuestos durante años.

El ultrasonido es excelente para determinar si un rodamiento es adecuado para su propósito porque es una forma de determinar si el historial de un rodamiento puede no haber sido documentado y lubricado adecuadamente desde el principio, dijo Miller.»Esto afectará la vida útil de los cojinetes porque también sabemos que el modo de falla más grande para los defectos de los cojinetes es la lubricación inadecuada», señaló.

Ultrasonido 101

UE Systems se especializa en ultrasonido aerotransportado y estructural, dijo Miller. Dijo que era una herramienta de mantenimiento predictivo que brindaba una forma de detectar fugas (fugas de aire comprimido o gas comprimido), inspecciones eléctricas (incluidas corona seguimiento y formación de arcos de equipos activos), supervisión y lubricación del estado de los rodamientos, y pruebas de trampas de vapor y válvulas. Además de los últimos avances en software, control de movimiento y robótica, existe una gama de instrumentos de inspección por ultrasonidos disponibles para aplicaciones en entornos industriales.

La prueba ultrasónica es adecuada para medir la fricción, el impacto y la turbulencia. El ultrasonido aerotransportado y estructural utiliza aire o estructura para escuchar la condición del activo. Esencialmente, las ondas de sonido de alta frecuencia se utilizan para caracterizar o mapear el grosor o la estructura interna de un activo. La detección ultrasónica utiliza frecuencias o tonos mucho más allá de los límites del oído humano, que van desde 500 KHz a 20 MHz.

Los transductores de ultrasonido conectados a las máquinas de diagnóstico se agitan sobre el activo que se está inspeccionando. También se puede usar un acoplante como el aceite para separar el transductor del activo. Los transductores envían pulsos a través de los objetos. Una vez que el sonido o el eco llega a una interfaz, como la pared trasera de un activo, se envía de vuelta al dispositivo. Los resultados se traducen en una máquina de diagnóstico y se muestran por magnitud que representa la intensidad del reflejo y la distancia, que se deriva del tiempo de llegada del reflejo. La presencia de defectos depende de la cantidad de sonido reflejado.

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En comparación con los dispositivos portátiles básicos, las herramientas ultrasónicas no destructivas han recorrido un largo camino. La rápida expansión del Internet industrial de las cosas (IIoT) está impulsando este cambio. En UE Systems, señaló Miller, la pandemia de COVID-19 ha afectado aún más la necesidad de métodos de monitoreo de condiciones, incluido el monitoreo remoto.

«Con COVID-19 y los bloqueos, estamos comenzando a ver un cambio más grande en el monitoreo remoto», dijo Miller.»Esto es especialmente cierto en el caso de nuestro nuevo sistema, en el que el sistema basado en la nube supervisa eficazmente el desgaste de los rodamientos, pero también tiene conectado un lubricador de un solo punto». Los técnicos ahora recibirán notificaciones en sus teléfonos móviles, avisándoles que los rodamientos necesitan lubricación. Con el clic de un botón, pueden lubricar cojinetes desde cualquier lugar.

La adopción de soluciones en línea que utilizan lubricadores de un solo punto o sensores remotos para comunicarse con software basado en la nube está lista para crecer porque permite la responsabilidad, dijo Miller. Agregue a eso la aplicabilidad y el uso potencial de la inteligencia artificial (IA), especialmente para tareas repetitivas de ultrasonido.

Miller recuerda que en el estudio de caso del autoclave, UE Systems trabajó con socios de la industria para implementar su tecnología. El objetivo es comprender qué está haciendo la máquina y cómo deben comportarse sus algoritmos. Miller dijo que la misma tecnología de sensores ahora se está desarrollando para ayudar a establecer una línea de base, que luego generará análisis, proporcionará información e informará acciones correctivas, como cuando un rodamiento necesita lubricación o cuando se descubre un defecto.

Miller señaló que es un error pensar que el uso de ultrasonido en implementaciones de IA requiere grandes cantidades de datos. Esto se debe al simple diagnóstico de la salud del rodamiento. El análisis ultrasónico demostrará la salud del rodamiento en función del sonido del rodamiento.

«En primer lugar, los rodamientos tienen las mismas propiedades, sean grandes o pequeños, rodamientos de alta o baja velocidad», explica Miller.»En segundo lugar, utilice las tendencias históricas», dijo. En otras palabras, la frecuencia se puede probar periódicamente para probar rodamientos y desarrollar tendencias. A medida que se desarrolla esta tendencia, los técnicos pueden establecer alertas en los niveles apropiados y tomar medidas.

Establecer la línea de base es simple: marque estableciendo la primera lectura. La mayoría de las veces, dijo Miller, los ingenieros encontrarán que sus rodamientos están bien, y si se acostumbran y el sonido desaparece, pueden tomar medidas correctivas inmediatas. Los instrumentos ultrasónicos pueden grabar sonido y permitir que los ingenieros realicen análisis espectrales que indiquen defectos como armónicos, anillo interior, anillo exterior, frecuencias de paso de bola y desalineación.

En tercer lugar, dijo Miller, el método de comparación (comparar el sonido de un rodamiento con el sonido de otro rodamiento) también se puede utilizar para comprender la salud del rodamiento.

Capacitación en línea de ultrasonido

Otra ventaja del monitoreo remoto es la capacidad de trabajar en línea brindando soporte técnico en línea (en lugar de presencial) y desarrollando capacitación en línea. El confinamiento ha obligado a empresas como UE Systems a acelerar el desarrollo de cursos de capacitación en línea, lo que según Miller permite que una gama más amplia de estudiantes tome los cursos de certificación de UE System.»El enorme impacto de la COVID-19 tiene que ver con el problema de las ‘personas'», dijo Miller.»Todo el mundo tiene poco personal en este momento, sin importar en qué industria se encuentre».

Uno de los obstáculos que enfrentan las instalaciones es encontrar empleados capaces de realizar pruebas ultrasónicas, por lo que el monitoreo remoto puede ayudar a abordar eso, dijo Miller. Las sesiones de capacitación que normalmente se realizan en persona se han trasladado en línea.»Ya estámos Primaria y secundaria , y la pandemia nos ha dado un impulso adicional para implementarlo”, dijo Miller, y agregó que observó un aumento en la adopción de cursos en línea/híbridos y una disminución en el interés por la capacitación en persona.

Lo que es poco probable que cambie a corto plazo es que la industria seguirá dependiendo del mantenimiento preventivo y seguirá utilizando instrumentos portátiles para recopilar datos.»Aún se necesita a alguien que apoye o use ultrasonido o cualquier otra tecnología predictiva o tecnología de monitoreo basada en condiciones para realizar el análisis», argumenta Miller.

«Formulamos dos resoluciones: resolución de dispositivo y resolución espectral. Es el factor humano, y nunca desaparece. «

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