ES2254911T3 - Metodo para determinar el perfil de una superficie de un objeto. - Google Patents
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Abstract
Un método de determinar un perfil superficial de un objeto conductor eléctrico (2), usando una sonda (4) incluyendo un transmisor (6) que está adaptado para inducir corrientes parásitas transitorias en el objeto, y un receptor (8) que está adaptado para proporcionar una señal indicativa de la intensidad de un campo magnético o cambios de la intensidad de un campo magnético, formando el transmisor (6) y el receptor (8) un dispositivo transmisor/receptor, incluyendo el método los pasos de: (a) seleccionar un punto de calibración (20) en la superficie, y seleccionar un número de posiciones de calibración (22a, 22b, 22c) del dispositivo transmisor/receptor (8) con relación al punto de calibración (20); (b) determinar un conjunto de valores de calibración determinando, para cada una de las posiciones de calibración (22a, 22b, 22c), un valor característico de la señal generada en el receptor en respuesta a corrientes parásitas transitorias inducidas en el objeto por el transmisor, donde el valorcaracterístico se refiere a la amplitud de la señal; (c) determinar una función de calibración que relaciona los valores de calibración con la posición relativa de posición de calibración (22a, 22b, 22c) y el punto de calibración (20); (d) seleccionar un conjunto de puntos de inspección (30a, 30b, 30c, 30d) en la superficie del objeto, y seleccionar un conjunto de posiciones de inspección (32a, 32b, 32c, 32d) del dispositivo transmisor/receptor en correspondencia al conjunto de puntos de inspección (30a, 30b, 30c, 30d); (e) determinar un conjunto de valores de inspección determinando, para cada una de las posiciones de inspección (32a, 32b, 32c, 32d), un valor característico de la señal generada en el receptor en respuesta a corrientes parásitas transitorias inducidas en el objeto por el transmisor (6); y (f) determinar el perfil superficial interpretando el conjunto de valores de inspección, donde la función de calibración se toma en cuenta, y donde se deriva la posición relativa de puntos de inspección (30a, 30b, 30c, 30d) y las posiciones de inspección correspondientes (32a, 32b, 32c, 32d).
Description
Método para determinar el perfil de una
superficie de un objeto.
La presente invención se refiere a un método de
determinar un perfil superficial de un objeto conductor eléctrico.
En el método se utiliza una sonda, que incluye un dispositivo
transmisor/receptor, donde el transmisor está adaptado para inducir
corrientes parásitas transitorias en el objeto, y donde el receptor
está adaptado para proporcionar una señal indicativa de la
intensidad de un campo magnético o de cambios de la intensidad de
un campo magnético. Las corrientes parásitas transitorias son
inducidas generalmente cuando el objeto conductor eléctrico se
somete a un campo magnético cambiante de forma no estable, tal como
el generado por una bobina que se energiza por un pulso de
corriente. Las corrientes parásitas transitorias cambian con el
tiempo después de la excitación, decayendo en general a cero en
ausencia de excitación adicional, y por ello la señal recibida en
el receptor.
Los métodos de corrientes parásitas transitorias
son técnicas de inspección útiles, y ejemplos de objetos que pueden
ser inspeccionados adecuadamente con el método según la presente
invención son chapas metálicas o paredes de medios de contención,
tal como tubos, recipientes o envases, que tienen un radio de
curvatura que es mayor que el grosor del objeto. El material
conductor eléctrico puede ser cualquier material conductor
eléctrico, por ejemplo acero al carbono o acero inoxidable.
El término perfil superficial se utiliza en las
reivindicaciones y en la descripción para hacer referencia a una
representación de la distancia más corta a una superficie desde
puntos de referencia conocidos, que están dispuestos, por ejemplo,
a lo largo de una línea o en un plano sustancialmente paralelo a la
superficie a inspeccionar. Un perfil superficial puede revelar
aspereza superficial, y anomalías tales como una disminución local
del grosor del objeto, disminución que se produce, por ejemplo, por
corrosión.
Un parámetro especialmente importante que se
puede derivar de un perfil superficial es la profundidad de una
anomalía. Al inspeccionar tubos, por ejemplo, la profundidad de un
punto de corrosión es un parámetro crítico para la evaluación de la
integridad, puesto que se refiere al grosor de pared restante.
Los métodos convencionales para determinar un
perfil superficial se basan en mediciones ultrasónicas en puntos de
inspección seleccionados. Las mediciones ultrasónicas no pueden
diferenciar entre un objeto conductor eléctrico a investigar, y
materiales no conductores que cubren el objeto, por ejemplo
aislamiento térmico, pintura, o productos de corrosión. Por lo
tanto, generalmente hay que quitar dichos materiales no conductores,
por ejemplo por limpieza con chorro de granalla. Para tubos y
recipientes que operan a altas presiones, esto requiere
generalmente quitar el equipo del servicio, puesto que las
consideraciones de seguridad impiden frecuentemente toda
preparación superficial en servicio. Puede ser especialmente
peligroso quitar productos de corrosión, puesto que esto puede
disparar un escape. Se necesita nuevos métodos de inspección no
invasivos, que permitan una operación continuada.
La memoria descriptiva de la patente europea
número 321 112 describe un método de determinar el grosor de unos
medios de pared de contenedor bajo aislamiento. En el método
conocido, se utiliza una sonda incluyendo una bobina transmisora
para inducir corrientes parásitas en el objeto, y un sistema
receptor para obtener una señal indicativa de los cambios de la
intensidad de un campo magnético. El método conocido incluye inducir
corrientes parásitas transitorias en el objeto; recibir una señal
indicativa de la corriente parásita, y comparar la decadencia de la
señal recibida en un período de tiempo con una decadencia de
referencia indicativa de un grosor de pared conocido, por lo que el
grosor de la porción de pared de los medios de contenedor se puede
inferir.
Al inspeccionar un objeto en busca de corrosión,
con frecuencia es no necesario determinar realmente el grosor del
objeto o de su pared. Más bien, con frecuencia será suficiente
inspeccionar la superficie que es accesible con un instrumento de
medición en busca de irregularidades y anomalías. Esto es
especialmente interesante para objetos que tienen un perfil
superficial sustancialmente liso al tiempo de la instalación, como
es por lo general el caso con paredes de tubos o contenedores.
Midiendo un perfil superficial más tarde, los puntos de corrosión
pueden ser detectados.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un nuevo método para determinar el perfil superficial
de un objeto conductor eléctrico.
Para ello el método de determinar un perfil
superficial de un objeto conductor eléctrico, usando una sonda
incluyendo un transmisor que está adaptado para inducir corrientes
parásitas transitorias en el objeto, y un receptor que está
adaptado para proporcionar una señal indicativa de la intensidad de
un campo magnético o cambios de la intensidad de un campo
magnético, formando el transmisor y receptor un dispositivo
transmisor/receptor, según la presente invención incluye los pasos
de:
(a) seleccionar un punto de calibración en la
superficie, y seleccionar un número de posiciones de calibración
del dispositivo transmisor/receptor con relación al punto de
calibración;
(b) determinar un conjunto de valores de
calibración determinando, para cada una de las posiciones de
calibración, un valor característico de la señal generada en el
receptor en respuesta a corrientes parásitas transitorias inducidas
en el objeto por el transmisor, donde el valor característico está
relacionado con la amplitud de la señal;
(c) determinar una función de calibración que
relaciona los valores de calibración con la posición relativa de
posición de calibración y el punto de calibración;
(d) seleccionar un conjunto de puntos de
inspección en la superficie del objeto, y seleccionar un conjunto
de posiciones de inspección del dispositivo transmisor/receptor en
correspondencia al conjunto de puntos de inspección;
(e) determinar un conjunto de valores de
inspección determinando, para cada una de las posiciones de
inspección, un valor característico de la señal generada en el
receptor en respuesta a corrientes parásitas transitorias inducidas
en el objeto por el transmisor; y
(f) determinar el perfil superficial
interpretando el conjunto de valores de inspección, donde se toma
en cuenta la función de calibración, y donde se deriva la posición
relativa de los puntos de inspección y las posiciones de inspección
correspondientes.
La invención se basa en la idea del Solicitante
de que la amplitud general de una señal recibida por una sonda en
respuesta a corrientes parásitas transitorias en un objeto, se puede
usar para cuantificar la distancia entre la sonda y el objeto.
Realizando mediciones sistemáticamente en un número de posiciones de
inspección seleccionadas, se puede obtener un perfil
superficial.
El dispositivo transmisor/receptor puede incluir
otro (segundo) receptor, separado del primer receptor, y los
valores de calibración y los valores de inspección se determinan en
este caso a partir de las señales generadas en los receptores
primero y segundo en la posición respectiva del dispositivo
transmisor/receptor. Tal dispositivo transmisor/receptor es
especialmente útil cuando está orientado de tal manera que los
receptores primero y segundo estén espaciados sustancialmente a lo
largo de la normal a la superficie al punto a investigar, y cuando
los valores de calibración y los valores de inspección se refieren a
una relación de valores característicos de las señales generadas en
los receptores primero y segundo.
Cuando los valores de inspección se obtienen para
más de una posición de inspección del dispositivo
transmisor/receptor, o para más de una posición de un receptor,
correspondiente a un punto de inspección, los valores de inspección
se pueden interpretar para determinar un parámetro que es una medida
de una propiedad electromagnética del objeto en el punto de
inspección.
Adecuadamente, el método de la presente invención
se puede usar para determinar una corrección para mediciones de
grosor de pared convencionales, donde un grosor de pared se ha
determinado a partir de una característica de la señal en
cualquiera de las posiciones de inspección correspondientes al punto
de inspección, donde en la corrección se toma en cuenta el
parámetro determinado que es una medida de una propiedad
electromagnética del objeto en el punto de inspección.
En aplicaciones prácticamente muy importantes de
la presente invención, el objeto conductor eléctrico está cubierto
con productos de corrosión en uno o varios puntos de inspección, y
se está interesado en el verdadero perfil superficial del objeto
debajo de los productos de corrosión. Por consiguiente, la presente
invención también proporciona un método para determinar el perfil
superficial debajo de productos de corrosión, donde el método
incluye además obtener una señal que representa la respuesta
generada por productos de corrosión aislados en el receptor a la
energización pulsada del transmisor; y aplicar una corrección para
explicar la contribución de señal de los productos de corrosión a
la señal total recibida en una posición de inspección
correspondiente al punto de inspección corroído.
La corrección incluye adecuadamente comparar la
señal total y la señal que representa productos de corrosión
aislados a un tiempo o en un intervalo de tiempo donde la
contribución de señal de los productos de corrosión domina la señal
total. Se puede obtener una señal corregida perteneciente al punto
de inspección corroído, en cuya señal corregida la contribución de
los productos de corrosión se ha eliminado, de manera que el valor
de inspección perteneciente al punto de inspección corroído se puede
determinar determinando el valor característico de la señal
corregida.
La publicación de la Solicitud de Patente
Internacional número WO 02/16921, que no estaba publicada en la
fecha de prioridad de la presente solicitud, describe un método de
inspeccionar un objeto conductor eléctrico para detectar la
presencia de una anomalía, donde señales de corrientes parásitas
pulsadas se adquieren con respecto a un número de puntos de
inspección en el objeto. El método proporciona una indicación
cualitativa de la presencia de una anomalía, si un valor
característico de una de las señales difiere considerablemente de
una norma. En un artículo "Conformable array for mapping corrosion
profiles" de A. E. Crouch y P.C. Porter, artículo tomado de
Internet el 3 de octubre 2002, y que se refiere al 14th Annual
Pipeline Pigging, Integrity Assessment & Repair Conference,
Houston, 23-24 enero 2002, se describe una serie de
bobinas sensoras conformables, que se pueden usar para inspección
de tubos. La operación de la serie no se basa en corrientes
parásitas transitorias de excitación y seguir la señal acompañante
con el tiempo como en la presente invención. Más bien, las bobinas
sensoras son activadas por una corriente alterna de una frecuencia
seleccionada, durante un período de tiempo prolongado, generando
por ello corrientes parásitas de estado estable en el objeto
inspeccionado. Analizando la impedancia compleja de las bobinas, se
podría detectar defectos prefabricados en un objeto de prueba de
acero. No se explica la influencia de los productos de corrosión en
las mediciones.
La presente invención se describirá ahora a modo
de ejemplo con más detalle con referencia a los dibujos anexos,
donde
La figura 1 muestra esquemáticamente una primera
realización de la invención.
La figura 2 muestra esquemáticamente señales
generadas en un receptor para diferentes posiciones verticales de
un dispositivo transmisor/receptor encima de un objeto.
La figura 3 muestra esquemáticamente un ejemplo
de una curva de calibrado que representa una función de
calibración.
La figura 4 muestra un perfil superficial del
objeto representado en la figura 1.
La figura 5 muestra un ejemplo de señales
registradas para un tubo de acero (a), un tubo de acero con
productos de corrosión (b), y productos de corrosión solos (c).
Y la figura 6 muestra un ejemplo de perfiles
superficiales determinados en un defecto en un tubo de acero, que
en un caso (A) no estaba lleno y en el otro caso (B) estaba lleno de
productos de corrosión.
Se hace referencia ahora a la figura 1. El objeto
de material conductor eléctrico se designa con el número de
referencia 2 y la sonda se designa con el número de referencia 4. La
sonda 4 incluye un dispositivo transmisor/receptor que tiene una
bobina transmisora 6 para transmitir un campo electromagnético y una
bobina receptora 8. La bobina transmisora 6 está conectada a un
dispositivo (no representado) para energizar la bobina transmisora
y el receptor está conectado a un dispositivo (no representado) para
registrar las señales del receptor.
La distancia entre un punto seleccionado en la
sonda 4 y la superficie 12 del objeto 2 se designa por L, y parte
del espacio entre la sonda 4 y el objeto 2 está, por ejemplo, llena
de pintura, o con una capa de aislamiento (no representada) que
cubre la superficie 12. La superficie 12 es la superficie del objeto
más próxima a la sonda. El objeto 2 tiene una anomalía en la
superficie 12, anomalía a la que se hace referencia con el número
de referencia 15.
Para determinar el perfil de la superficie, en
primer lugar se lleva a cabo una calibración. Para ello se
selecciona un punto de calibración 20 en la superficie 12,
adecuadamente en una zona de la superficie sin anomalías. Un
conjunto de posiciones de calibración de la sonda 4 incluyendo el
dispositivo transmisor/receptor se seleccionan con relación al
punto de calibración 20, adecuadamente a distancias diferentes L a
lo largo de la normal de la superficie. En la figura se indican
tres posiciones de calibración 22a, 22b, y 22c, que se separan a lo
largo de la normal 25 mediante la superficie al punto de calibración
20. Una forma adecuada de disponer la sonda en las diferentes
posiciones de calibración es por ejemplo poner espaciadores de
plástico o pilas de espaciadores de plástico de grosor conocido en
la superficie, y poner la sonda en su parte superior.
A continuación se determina un conjunto de
valores de calibración correspondientes al conjunto de posiciones
de calibración. Para determinar un valor de calibración, la sonda 4
se coloca en una de las posiciones de calibración, por ejemplo en
la posición 22b, que tiene una distancia L_{b} de la superficie
12. Las corrientes parásitas son inducidas en el objeto energizando
la bobina transmisora 6 con una corriente I durante un intervalo de
tiempo finito. Adecuadamente, el intervalo de tiempo se elige tan
largo que desaparezcan las corrientes parásitas generadas debido a
la activación de la corriente I. Después de que la corriente ha sido
desactivada, se generan de nuevo corrientes parásitas en el objeto
2, y producen un campo magnético cambiante en la posición de la
bobina receptora 8, induciendo por lo tanto un voltaje V en la
bobina receptora.
La figura 2 muestra esquemáticamente señales 52a,
52b, 52c que se puede obtener cuando el voltaje V, medido en la
bobina receptora 8 se registra en función del tiempo t después de
que la corriente I ha sido desactivada, cuando la sonda 4 está en
las posiciones de calibración 22a (distancia L_{a}), 22b
(distancia L_{b}), y 22c (distancia L_{c}), respectivamente. La
figura ilustra, en una representación logarítmica doble, que la
amplitud general de la señal aumenta con la distancia decreciente
entre la bobina receptora 8 en la sonda 4 y la superficie 12, es
decir, que durante un tiempo seleccionado cuanto más intensa es la
señal, más cerca está la bobina receptora de la superficie. Las
señales representadas en la figura 2 exhiben una tasa de decadencia
que es más lenta en la parte inicial de la curva, y más rápida
durante tiempos superiores a un tiempo crítico t_{c}. El tiempo
crítico t_{c} refleja el tiempo que tardan las corrientes
parásitas en difundirse de una superficie de la pared a la otra, y
por lo tanto es una medida del grosor del objeto 2.
En general no es necesario adquirir la señal de
tiempo completa como se representa en la figura 2 para determinar
un valor característico que se refiere a la magnitud general
(amplitud) de la señal. La magnitud general de la señal puede
haberse derivado ya de la parte inicial de la señal, mucho antes del
tiempo crítico t_{c} (que es del orden de algunos 10 más para
objetos de acero de varios milímetros de grosor). De modo que para
determinar un perfil superficial no es necesario en general que las
corrientes parásitas se difundan a través del objeto. Las
mediciones del grosor de pared siempre requieren tiempos de medición
suficientemente largos para que las corrientes parásitas se
difundan a través del objeto. Por lo tanto, si solamente se utiliza
la parte inicial de la señal, el método tiene la ventaja adicional
de tiempos de medición más cortos en comparación con las mediciones
del grosor de pared. También se ha hallado que, analizando la
amplitud de la señal recibida, se puede analizar anomalías
superficiales más pequeñas que con mediciones del grosor de
pared.
Los expertos entenderán que hay varias formas en
las que se puede determinar un valor característico, que se refiere
a la amplitud de la señal. Por ejemplo, el voltaje V(t_{1})
en un seleccionado tiempo t_{1} puede registrarse,
preferiblemente en la parte inicial de la señal donde la señal es
más intensa. Después, un valor característico adecuado \theta se
puede definir como:
(1)\theta \ =
\
\frac{V(t_{1})}{I},
donde I es la corriente de
excitación de la bobina transmisora. En toda la memoria descriptiva
y las reivindicaciones las unidades para voltajes son voltios, las
unidades para corrientes son amperios, y las unidades para tiempos
son segundos, las unidades para distancias son
metros.
También es posible registrar la señal de voltaje
V(t_{i}) en tiempos diferentes ti (i = 1, ..., n), y
sustituir V(t_{1}) en la ecuación (1) por una suma
\sum\limits_{i=1}^{n} \
V(t_{i}),
o por una integración del voltaje
en un intervalo de tiempo seleccionado de la señal. En todos los
casos, se obtiene un valor característico que se refiere a la
amplitud general de la
señal.
La figura 3 muestra un gráfico de los valores
característicos \theta_{a}, \theta_{b}, \theta_{c}
determinados para las posiciones de calibración 22a, 22b, 22c de la
figura 2, en dependencia de las distancias correspondientes de la
superficie. Será claro que se puede obtener más valores de
calibración en otras posiciones de calibración. La curva en línea
continua representada en la figura 3 es una representación de la
función de calibración, que relaciona el valor característico con
la posición relativa del punto de calibración y la posición de
calibración.
Volviendo ahora a la explicación de la figura 1,
después de que los valores de calibración han sido determinados, se
seleccionan varias posiciones de inspección en la superficie 12. Por
razones de claridad, la figura 1 muestra solamente cuatro puntos de
inspección 30a, 30b, 30c, y 30d en una disposición lineal en la
superficie 12. Deberá ser claro que en la práctica se puede
seleccionar más puntos y otras disposiciones tal como una
disposición de matriz.
Correspondiendo a los puntos de inspección, se
seleccionan varias posiciones de inspección del dispositivo
transmisor/receptor. En la figura 1 se indican cuatro posiciones
32a, 32b, 32c, 32d de la sonda 4 incluyendo el dispositivo
transmisor/receptor, posiciones que están dispuestas a lo largo de
una línea, cuya proyección normal sobre la superficie 12 coincide
sustancialmente con el recorrido que conecta los puntos de
inspección.
Para cada una de las posiciones de inspección se
determina un valor de inspección. Adecuadamente, la energización
del transmisor, la recepción de la señal y el cálculo del valor de
inspección de un valor característico de la señal recibida se
realizan de la misma manera que para determinar los valores de
calibración. Como el valor de calibración, el valor de inspección
también se refiere a la amplitud de la señal respectiva.
Usando la función de calibración previamente
obtenida, como se representa por la figura 3, para cada una de las
posiciones de inspección se puede determinar la distancia, calculada
desde un punto seleccionado en la sonda, encima del punto de
inspección respectivo. Esto puede hacerse, por ejemplo, por
interpolación lineal. Puesto que se conocen la posición y
orientación del dispositivo transmisor/receptor en la posición de
inspección correspondiente en el espacio, derivar la distancia
corresponde a derivar la posición relativa de punto de inspección y
la posición de inspección correspondiente.
La figura 4 muestra el perfil superficial
resultante, donde los puntos de inspección se indican en la
abscisa, y la distancia determinada entre puntos de inspección
correspondientes y posiciones de inspección en la ordenada. Para
derivar un perfil superficial cuantitativo, se toma en cuenta la
posición conocida relativa de las posiciones de inspección una con
respecto a otra.
Ahora se explicarán varias modificaciones y
realizaciones adecuadas de la invención esbozadas anteriormente.
La función de calibración se puede representar
adecuadamente por una función analítica, para facilitar evaluación
con un ordenador. La función analítica puede determinarse en
particular en base a un acercamiento teórico; éste tiene la ventaja
de que hay que determinar menos valores de calibración.
Se ha derivado una expresión teórica bajo el
supuesto de que el objeto tiene una superficie plana, y que las
corrientes parásitas generadas en el objeto rodean la normal a la
superficie al punto de calibración dentro de un radio R, de tal
manera que la intensidad de las corrientes parásitas I_{ec}, en
dependencia del radio r de la normal, es I_{ec}(r) =
I_{ec0} para r \leq R e I_{ec}(r) = 0 para r > R,
donde I_{ec0} es una corriente parásita constante. Entonces, el
valor característico 0 definido en la ecuación (1) obedece a la
relación siguiente:
(2)\theta(z) \ = \
\alpha\left[log\left(\frac{R \ + \ \sqrt{R^{2} \ + \
z^{2}}}{|z|}\right) \ - \ \frac{R}{\sqrt{R^{2} \ + \
z^{2}}}\right],
donde
z es la distancia de la sonda (receptor) del
punto de calibración a lo largo de la normal a la superficie, y
\alpha es un constante de proporcionalidad
adimensional que explica factores instrumentales tal como tamaño y
número de vueltas de la bobina receptora, y la ganancia de
amplificadores electrónicos en el receptor, y que es además una
medida de propiedades electromagnéticas del objeto de prueba, en
particular del producto \sigma \cdot \mu de la conductividad
eléctrica \sigma (unidades Ohmio^{-1}.m^{-1}) y la
permeabilidad magnética \mu (unidades V.s.A^{-1}.m^{-1}) del
material del objeto.
Se halló que hay bueno acuerdo entre los valores
de calibración determinados según la ecuación (1) en experimentos
prácticos y la expresión teórica (2), si se eligen valores adecuados
para R y \alpha. R y \alpha pueden ser determinados, por
ejemplo, por un ajuste de cuadrados mínimos de la ecuación 2 a un
número limitado de valores de calibración, junto con las distancias
conocidas entre posiciones de calibración y el punto de
calibración. La ecuación (2) se puede invertir de tal manera que la
distancia z se pueda determinar en dependencia de un valor de
inspección medido en una posición de inspección.
En los ejemplos explicados anteriormente, el
dispositivo transmisor/receptor está formado por una sola bobina
transmisora y una sola bobina receptora, apiladas paralelas entre
sí. También se pueden utilizar diferentes disposiciones de
transmisor/receptor. La bobina receptora se puede orientar
perpendicular a la bobina transmisora, y pueden estar lateralmente
espaciadas con respecto a la superficie del objeto a investigar.
También es posible usar una sola bobina que sirve inicialmente como
transmisor de un pulso magnético, y después como un receptor del
campo magnético generado por las corrientes parásitas.
Una disposición de transmisor/receptor
especialmente útil incluye dos receptores separados. La figura 1
indica en el número de referencia 38 una segunda bobina receptora,
que está dispuesta paralela y coaxial a la primera bobina receptora
8. La señal total generada en el receptor en este caso incluye la
señal generada en la primera bobina receptora 8 y la señal generada
en la segunda bobina receptora 38. Las bobinas receptoras están
separadas adecuadamente una distancia en el orden del diámetro de
las bobinas receptoras.
Disponiendo dos receptores separados, es posible
medir una propiedad del campo magnético, producido por las
corrientes parásitas en el objeto 2, a distancias diferentes de la
superficie 12. En particular, cuando dos receptores sustancialmente
idénticos están dispuestos de manera que estén espaciados a lo largo
de la normal a la superficie, el gradiente de la propiedad del
campo magnético se puede determinar a partir del gradiente en las
señales recibidas en los dos receptores. Cuando los receptores son
bobinas receptoras, la distancia de la bobina receptora que está
más próxima a la superficie de la superficie se selecciona de manera
que sea aproximadamente del orden del diámetro de las bobinas
receptoras.
Adecuadamente, en este caso se evalúa la relación
de valores característicos primero y segundo \theta' y \theta''
de las señales generadas en el receptor primero y segundo,
respectivamente. Por ejemplo, cuando un valor característico para
cada una de las señales se determina según la ecuación (1) usando el
mismo tiempo t_{1}, se obtiene
(3)\frac{\theta'}{\theta''} \ = \
\frac{V'(t_{1})}{V''(t_{1})},
donde V'(t_{1}) y V''(t_{1})
son los voltajes medidos en el tiempo t_{1} en las bobinas
receptoras primera y segunda, respectivamente. Será claro que
también es posible registrar señales de voltaje V'(t_{i}) y
V''(t_{i}) en tiempos diferentes t_{i} (i = 1 m..., n), y
sustituir V'(t_{1}) y V''(t_{1}) en la ecuación (1) por una
suma de los voltajes registrados, o por una integración en un
intervalo de tiempo
seleccionado.
Tal relación de valores característicos se puede
usar para determinar los valores de calibración y los valores de
medición en el método de la presente invención. Cada uno de los
valores característicos está relacionado con la amplitud de señal
de la señal generada en los receptores primero o segundo. Los
expertos entenderán que no hay que determinar explícitamente los
valores característicos primero y segundo por separado. Es
suficiente para el método de la presente invención que estén
implícitamente representados en los valores de calibración y los
valores de inspección que se determinan, por ejemplo cuando se
utiliza un circuito electrónico que realiza una división de
voltajes V'(t_{1}) y V''(t_{1}).
La relación de los valores característicos
representa un gradiente en una propiedad del campo magnético, por
ejemplo la intensidad del campo magnético o el cambio en el tiempo
de la intensidad del campo magnético. Será claro que un gradiente
también puede ser definido de forma diferente, por ejemplo como una
diferencia de las señales dividida por la distancia de las bobinas
receptoras.
El hecho de que dicho gradiente se pueda usar
para determinar la distancia de la sonda a la superficie se puede
explicar como sigue. Con referencia de nuevo a la figura 1, cuando
se lleva a cabo una medición de calibración con la sonda encima del
punto de calibración 20, el campo magnético debido a las corrientes
parásitas en el objeto 2 es más intenso cerca de la superficie 12,
y disminuye gradualmente a cero muy lejos del objeto 2. Por lo
tanto, el gradiente del campo magnético es mayor cerca de la
superficie, y menor a distancias más grandes. Cuando la sonda está
en posición de calibración 22a, las dos bobinas receptoras están
cerca del objeto, y la diferencia en el campo magnético entre las
dos posiciones de las bobinas receptoras es relativamente grande.
Como resultado, habrá gran diferencia entre las señales generadas en
las dos bobinas receptoras, y por lo tanto una gran relación de
valores característicos \theta'/\theta''. Por otra parte, cuando
la sonda se coloca en la posición 22c, el gradiente del campo
magnético es mucho más pequeño, de modo que los dos receptores se
expondrán (casi) a la misma intensidad de campo y por lo tanto
recibirán casi la misma señal. Una función de calibración se puede
obtener con referencia a la relación de valores característicos
\theta'/\theta'' a la distancia de la superficie, parecido a la
función de calibración representada por la figura 3. Usando esta
función de calibración, se puede derivar una distancia desconocida
entre una posición de inspección y un punto de inspección.
También en el caso de dos receptores es posible
determinar una expresión analítica para la función de calibración,
por ejemplo para el caso descrito en relación a la ecuación (2) se
obtiene:
(4)\frac{\theta' (z \ + \
\Delta)}{\theta'' (z)} \ = \ \frac{\left[log\left(\frac{R \ +
\ \sqrt{R^{2} \ + \ (z \ + \ \Delta)^{2}}}{|z \ + \ \Delta|}\right)
\ - \ \frac{R}{\sqrt{R^{2} \ + \ (z \ + \
\Delta)^{2}}}\right]}{\left[log\left(\frac{R \ + \
\sqrt{R^{2} \ + \ z^{2}}}{|z|}\right) \ - \ \frac{R}{\sqrt{R^{2} \ +
\
z^{2}}}\right]},
donde \Delta es la distancia
entre los receptores, y donde los otros símbolos tienen el mismo
significado que el definido
anteriormente.
La ecuación (4) ya no contiene la constante de
proporcionalidad \alpha. Esto ilustra una ventaja importante de
la medición usando dos bobinas receptoras, a saber que las
mediciones son mucho menos dependientes de las propiedades
electromagnéticas del objeto de prueba. Las propiedades
electromagnéticas de un objeto a verificar, en particular el
producto \sigma \cdot \mu como se define antes, puede variar
entre diferentes puntos de inspección y el punto de calibración.
Esto es una fuente de error en métodos de inspección basados en
corrientes parásitas transitorias, que en general limita la
exactitud de las mediciones cuantitativas. El método de la presente
invención, donde se utilizan dos receptores separados y donde se
evalúa el gradiente del campo magnético debido a corrientes
parásitas, permite determinar el perfil superficial con mayor
precisión, donde se toma en cuenta la influencia de las propiedades
electromagnéticas cambiantes.
Se hace notar que el factor R en las ecuaciones
(2) y (4) puede variar algo con las propiedades electromagnéticas y
la geometría del espécimen de prueba. Este efecto puede tomarse
también en cuenta cuando se disponen una o varias bobinas
receptoras adicionales, separadas de las bobinas receptoras primera
y segunda. Combinando pares de valores característicos determinados
utilizando las bobinas receptoras individuales, se puede obtener
dos o más ecuaciones independientes análogas a la ecuación (4), a
partir de la que se pueden resolver R y z.
El método de la presente invención se puede usar
para determinar un parámetro que se refiere a una propiedad
electromagnética del objeto en el punto de la superficie que se está
inspeccionando. Se ha explicado con referencia a la figura 2 cómo
se puede determinar el parámetro \alpha a partir de mediciones en
diferentes posiciones de calibración del conjunto de
transmisor/receptor correspondiente a un punto de calibración.
Igualmente, en base a la ecuación 2 también se pueden evaluar
mediciones donde la bobina transmisora se mantiene estacionaria, y
donde se obtienen valores característicos de las señales a
distancias diferentes de un receptor del punto en la
superficie.
Cuando se ha determinado el valor del parámetro
\alpha para un punto de calibración en la superficie, donde
\alpha = \alpha_{cp}, y para un punto de inspección, donde
\alpha = \alpha_{ip}, estos valores se pueden usar para
determinar un grosor de pared corregido en el punto de inspección.
Esto se explicará más adelante.
Al medir un grosor de pared desconocido, hay tres
espesores de pared, (1) el grosor de pared real o grosor de pared
verdadero, (2) el grosor de pared medido (antes de la corrección) y
(3) el grosor de pared corregido. La corrección del grosor de pared
medido se realiza para obtener un grosor de pared que es más próximo
al grosor de pared real que el grosor de pared medido antes de la
corrección.
Se conoce en la técnica cómo un grosor de pared
se puede determinar a partir de una característica de las señales
generadas en cualquiera de los receptores explicados anteriormente,
señales que en general tienen la forma representada en la figura
1.
En un método conocido, el tiempo crítico de las
señales que ya se explicó con referencia a la figura 1, es evaluado
cuantitativamente. Otro método incluye calcular la integral de las
señales en el tiempo entre dos tiempos predeterminados y obtener
información sobre el grosor del valor calculado. Otro método se basa
en determinar el tiempo que tarda la señal en disminuir de un
primer valor a un segundo valor y obtener el grosor a partir de una
relación entre grosor de pared y dicho tiempo.
Todos estos métodos se basan en una calibración
usando mediciones en un objeto con un grosor de pared conocido, y
como tales proporcionan un grosor de pared medido WT_{m} en el
punto de inspección que no se corrige por la influencia de
diferentes propiedades electromagnéticas en el punto de calibración
y en el punto de inspección.
Un grosor de pared corregido WT_{c} en el punto
de inspección, donde se toma en cuenta la influencia de las
diferentes propiedades electromagnéticas, puede determinarse
adecuadamente a partir de la relación
(5)WT_{c} \ =
\ WT_{m} \
\frac{\sqrt{\alpha_{ip}}}{\sqrt{\alpha_{cp}}}\hskip0,1cm.
Según otro aspecto de la presente invención,
puede tomarse en cuenta la influencia de productos de corrosión.
Este aspecto de la invención es especialmente importante cuando es
indeseable quitar los productos de corrosión, por ejemplo por
limpieza con chorro de granalla. Por ejemplo, si se ha de
inspeccionar un objeto de acero corroído que opera a presión
interna alta, la extracción mecánica de los productos de corrosión
puede debilitar más la integridad estructural antes de haber
evaluado la gravedad de la corrosión. En tales situaciones se
requiere un método que pueda medir el perfil superficial verdadero
del objeto conductor eléctrico debajo de los productos de
corrosión. Se ha hallado que los productos de corrosión de acero,
cuando se someten a una medición por corrientes parásitas
transitorias, producen una señal en el receptor aunque no sean
conductores. Por lo tanto, los productos de corrosión son una
fuente de error en las mediciones por corrientes parásitas de
objetos corroídos. La señal de los productos de corrosión contribuye
a la señal total del objeto corroído, mientras que uno normalmente
sólo está interesado en la señal de la parte no corroída del objeto,
para determinar un perfil superficial, o su grosor de pared.
La figura 5 ilustra la contribución de señal de
productos de corrosión. Se muestran señales de corrientes parásitas
transitorias en unidades arbitrarias en función del tiempo t. La
curva a) muestra la señal recibida de una muestra de acero de 6,5
mm de grueso, donde la sonda estaba situada 22 mm encima de la
superficie más próxima de la muestra. La curva b) muestra la señal
total que se recibe cuando se deposita una capa de 12 mm de grosor
de productos de corrosión en la muestra de acero, donde la distancia
entre la sonda y la superficie de la muestra de acero así como
todas las otras condiciones de medición se mantienen constantes con
respecto a la medición de la curva a). La distancia entre la sonda
y la superficie próxima de la capa de productos de corrosión en
este experimento era por lo tanto 22 mm-12 mm = 10
mm. La curva c) muestra la señal que se recibe de una capa de 12 mm
de grosor de productos de corrosión sola, cuando la sonda está
situada 10 mm encima de la superficie próxima de la capa. Se halla
que la suma de las curvas a) y c) corresponde a la curva b).
En general, se halló que la forma general de la
señal recibida de productos de corrosión de acero es relativamente
independiente de la composición química exacta, el grosor y la forma
de los productos de corrosión.
La figura 5 muestra que los productos de
corrosión contribuyen a la amplitud general de la señal. La
contribución a la señal total en la curva b) es relativamente más
pequeña en la parte inicial, y más fuerte en las porciones de
tiempo tardías, más allá del tiempo crítico. Desde aproximadamente
30 ms hacia adelante en la figura 5, la señal de productos de
corrosión es la contribución dominante a la señal total. Las
porciones de tiempo tardías pueden usarse por lo tanto para adaptar
el método de la presente invención para corregir la señal por la
influencia de productos de corrosión, de manera que se pueda obtener
el verdadero perfil subyacente de la superficie conductora
eléctrica (acero). Esto se realiza adecuadamente comparando la señal
total de una superficie corroída con una señal que representa
productos de corrosión aislados en un tiempo o en un intervalo de
tiempo donde la contribución de señal de productos de corrosión
domina la señal total. De esta forma se puede determinar la
contribución de productos de corrosión a la señal total, y se puede
determinar una señal corregida donde se ha eliminado la
contribución de productos de corrosión. Adecuadamente, por lo
tanto, cuando hay productos de corrosión en una o varias de las
posiciones de inspección en las que se ha de determinar un perfil
superficial, tal señal corregida determinada para cada una de los
posiciones de inspección, y los valores característicos de las
señales corregidas se utilizan para determinar los valores de
inspección y por lo tanto el perfil superficial. La señal corregida
se puede calcular como una diferencia entre la señal total y la
señal que representa la respuesta generada por productos de
corrosión aislados multiplicada con un factor de ponderación. El
factor de ponderación se puede determinar por comparación de la
señal total y la señal que representa productos de corrosión
aislados, en un tiempo o en un intervalo de tiempo donde la
contribución de señal de productos de corrosión domina la señal
total.
Ahora se explicará una forma adecuada de hacer
esto. En este ejemplo se supone que se utiliza un dispositivo
transmisor/receptor con una sola bobina receptora. La señal total de
un objeto conductor y productos de corrosión se mide como voltaje
V(t_{i}) en la bobina receptora, en varios momentos t_{i}
entre los tiempos t_{1} y t_{2} en la parte inicial de la señal
dominada por el campo magnético de las corrientes parásitas en el
objeto conductor, y entre t_{3} y t_{4} en la porción de tiempo
tardía, donde la señal total está dominada por la contribución de
señal de productos de corrosión, porción de tiempo tardía que está
normalmente más allá del tiempo crítico. Un ejemplo de los tiempos
t_{1}, t_{2}, t_{3} y t_{4} se representa en la figura 5.
El valor característico de la señal se calcula después como
(6)\theta \ =
\ \frac{\frac{1}{t_{2} \ - \ t_{1}} \ \sum\limits_{t_{1}}^{t_{2}} \
V(t_{i}) \ - \ \frac{\lambda}{t_{4} \ - \ t_{3}} \
\sum\limits_{t_{3}}^{t_{4}} \
V(t_{i})}{I},
donde \lambda es un parámetro sin
dimensión que se explicará a continuación, y donde los otros
símbolos tienen el mismo significado que el indicado
anteriormente.
El parámetro \lambda sirve para corregir la
influencia de los productos de corrosión. El parámetro se determina
a partir de una señal que representa la señal obtenida de productos
de corrosión aislados. La señal de los voltajes V_{c} (donde el
índice c indica productos de corrosión) es generalmente parecida a
la curva c) en la figura 5. Generalmente es posible en la práctica
quitar un pequeño fragmento de productos de corrosión del objeto
para tal medición de referencia, lo que se realiza adecuadamente de
forma análoga a la medición de la señal total descrita
anteriormente. Si esto no es posible, se puede usar en principio
una medición de referencia obtenida en otros productos de corrosión
de acero. El parámetro \lambda se calcula después usando la
ecuación
(7)\lambda \ =
\ \frac{(t_{4} \ - \ t_{3}) \ \sum\limits_{t_{1}}^{t_{2}} \
V_{c}(t_{i})}{(t_{2} \ - \ t_{1}) \ \sum\limits_{t_{3}}^{t_{4}} \
V_{c}(t_{i})}\hskip0,1cm.
Utilizando este \lambda, la contribución del
producto de corrosión se cancela en la determinación del valor
característico \theta en la ecuación (6).
Será claro que el método de corregir la señal
total por la contribución debida a productos de corrosión, como se
ha descrito anteriormente, puede aplicarse en general a señales de
corrientes parásitas transitorias, independientemente del método
para determinar un perfil superficial.
Ejemplo
Se determinó el perfil superficial en un defecto
corroído naturalmente (anomalía) en un tubo de acero. El defecto es
aproximadamente redondo y tiene un diámetro en la superficie de
acero de aproximadamente 35 mm. Inicialmente, se extrajeron
productos de corrosión del defecto. La profundidad del defecto se
determinó posteriormente con mediciones ultrasónicas, y se
consideró 7,9 mm.
Se utilizó una sonda como la representada en la
figura 1, incluyendo una sola bobina receptora.
El parámetro \lambda se determinó a partir de
la medición en los productos de corrosión solos, de forma parecida
al ejemplo representado en la figura 5, curva c), para los
intervalos de tiempo [t_{1},t_{2}] = [2 ms, 3 ms] y
[t_{3},t_{4}] = [60 ms, 160 ms]. Con la ecuación (7) se
determinó que \lambda era \lambda = 260.
Se seleccionó un punto de calibración en una zona
no corroída del tubo, y los valores de calibración se determinaron
para 8 posiciones de calibración, seleccionados entre 22 mm y 51 mm
encima del punto de calibración. Los valores de calibración se
calcularon como el valor característico según la ecuación (6), donde
\lambda se estableció a \lambda = 0 (sin productos de corrosión
en el punto de calibración), y se representó contra las distancias
de calibración para obtener una curva de calibrado como
representación gráfica de la función de calibración.
Después se puso una regla de madera sobre la
superficie exterior del tubo, cruzando la zona del defecto de la
que se habían quitado productos de corrosión. La sonda se movió
sobre una pluralidad de posiciones de inspección en la regla, donde
la señal (voltaje en la bobina receptora) se midió en los intervalos
de tiempo [t_{1},t_{2}] = [2 ms, 3 ms] y [t_{3},t_{4}]
=
[60 ms, 160 ms]. Un primer conjunto de valores de inspección (conjunto A) se determinó según la ecuación (6), donde \lambda se estableció a \lambda = 0 (sin productos de corrosión presentes).
[60 ms, 160 ms]. Un primer conjunto de valores de inspección (conjunto A) se determinó según la ecuación (6), donde \lambda se estableció a \lambda = 0 (sin productos de corrosión presentes).
Después, el defecto se llenó artificialmente de
productos de corrosión, de manera que se creó una superficie
exterior lisa. La sonda se movió de nuevo sobre una pluralidad de
posiciones de inspección en la regla, donde la señal se midió de
nuevo de la misma forma y en los mismos intervalos de tiempo. A
partir de esta señal se determinaron otros dos conjuntos de valores
de inspección usando la ecuación (6), donde \lambda se estableció
a \lambda = 0 para un conjunto (conjunto B, por lo tanto sin
corrección del efecto de productos de corrosión), y a \lambda =
260 para el otro conjunto (conjunto C, con corrección del efecto de
productos de corrosión).
Usando cada conjunto de valores de inspección, se
determinó un perfil superficial usando la curva de calibrado. Los
resultados para los conjuntos A y B se muestran en la figura 6,
donde la coordinada x en la abscisa se refiere a la posición de la
sonda en la regla, y donde la coordinada d en la ordenada se refiere
a la profundidad del lado de la regla que contacta la superficie.
La profundidad del defecto determinada para el caso de que no
hubiese productos de corrosión en el defecto ("conjunto A") es
7,2 mm, en buena consonancia con la medición ultrasónica. Cuando
hay productos de corrosión, pero no se aplica corrección, la
profundidad del defecto se determina como 5,9 mm. Por lo tanto, la
profundidad del defecto se subestima considerablemente en este
caso. Cuando el perfil superficial se determina en base a un
conjunto C, se obtiene un perfil superficial que solapa la curva
marcada A en la figura 6, y que en consecuencia no se ha
representado en la figura por razones de claridad. Así se ha
corregido el efecto de productos de corrosión, y en este caso se
determinó una profundidad del defecto de 7,4 mm.
Se entenderá que también es posible determinar un
grosor de pared corregido, donde se toma en cuenta el efecto de
productos de corrosión en la señal.
Será claro que para el método de la presente
invención se puede usar una sonda, que incluye una pluralidad de
disposiciones de transmisor/receptor, de manera que la medición en
varias posiciones de inspección (o posiciones de calibración) se
puede llevar a cabo más eficientemente que desplazando la sonda cada
vez.
Los receptores para uso con la presente invención
pueden ser adecuadamente bobinas. En este caso la propiedad del
campo magnético que se representa en la señal del receptor es el
cambio de la intensidad del campo magnético con el tiempo.
Alternativamente, los receptores pueden ser transductores de efecto
Hall. Cuando los receptores son transductores de efecto Hall, o
cuando las señales de las bobinas se integran con el tiempo, las
señales son indicativas de la intensidad del campo magnético.
Claims (14)
1. Un método de determinar un perfil superficial
de un objeto conductor eléctrico (2), usando una sonda (4)
incluyendo un transmisor (6) que está adaptado para inducir
corrientes parásitas transitorias en el objeto, y un receptor (8)
que está adaptado para proporcionar una señal indicativa de la
intensidad de un campo magnético o cambios de la intensidad de un
campo magnético, formando el transmisor (6) y el receptor (8) un
dispositivo transmisor/receptor, incluyendo el método los pasos
de:
(a) seleccionar un punto de calibración (20) en
la superficie, y seleccionar un número de posiciones de calibración
(22a, 22b, 22c) del dispositivo transmisor/receptor (8) con relación
al punto de calibración (20);
(b) determinar un conjunto de valores de
calibración determinando, para cada una de las posiciones de
calibración (22a, 22b, 22c), un valor característico de la señal
generada en el receptor en respuesta a corrientes parásitas
transitorias inducidas en el objeto por el transmisor, donde el
valor característico se refiere a la amplitud de la señal;
(c) determinar una función de calibración que
relaciona los valores de calibración con la posición relativa de
posición de calibración (22a, 22b, 22c) y el punto de calibración
(20);
(d) seleccionar un conjunto de puntos de
inspección (30a, 30b, 30c, 30d) en la superficie del objeto, y
seleccionar un conjunto de posiciones de inspección (32a, 32b, 32c,
32d) del dispositivo transmisor/receptor en correspondencia al
conjunto de puntos de inspección (30a, 30b, 30c, 30d);
(e) determinar un conjunto de valores de
inspección determinando, para cada una de las posiciones de
inspección (32a, 32b, 32c, 32d), un valor característico de la señal
generada en el receptor en respuesta a corrientes parásitas
transitorias inducidas en el objeto por el transmisor (6); y
(f) determinar el perfil superficial
interpretando el conjunto de valores de inspección, donde la función
de calibración se toma en cuenta, y donde se deriva la posición
relativa de puntos de inspección (30a, 30b, 30c, 30d) y las
posiciones de inspección correspondientes (32a, 32b, 32c, 32d).
2. Método según la reivindicación 1, donde el
receptor forma un primer receptor (8), donde se ha previsto además
un segundo receptor (38) separado del primer receptor (8), formando
el transmisor (6) y los receptores primero y segundo (8, 38) el
dispositivo transmisor/receptor, y donde los valores de calibración
y los valores de inspección se determinan a partir de las señales
generadas en los receptores primero y segundo (8, 38) en la
posición respectiva del dispositivo transmisor/receptor.
3. Método según la reivindicación 2, donde el
dispositivo de transmisor/receptor está orientado de tal manera que
los receptores primero y segundo (8, 38) estén espaciados
sustancialmente a lo largo de la normal (25) a la superficie (12)
en el punto a investigar, y donde los valores de calibración y los
valores de inspección se refieren a un gradiente en una propiedad
del campo magnético producida por las corrientes parásitas
transitorias.
4. Método según la reivindicación 3, donde el
gradiente se determina como una relación de los valores
característicos de las señales generadas en los receptores primero y
segundo (8, 38).
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, donde los valores de
inspección se obtienen para más de una posición de inspección (32a,
32b, 32c, 32d) del dispositivo transmisor/receptor, o para más de
una posición de un receptor (8), correspondiente a un punto de
inspección (30a, 30b, 30c, 30d), y donde los valores de inspección
son interpretados para determinar un parámetro que es una medida de
una propiedad electromagnética del objeto en el punto de inspección
(30a, 30b, 30c, 30d).
6. Método según la reivindicación 5, donde la
propiedad electromagnética es el producto de la conductividad
eléctrica y la permeabilidad magnética.
7. Método según la reivindicación 5 o 6,
incluyendo además los pasos de determinar para cada punto de
inspección (30a, 30b, 30c, 30d) un grosor de pared a partir de una
característica de la señal en cualquiera de las posiciones de
inspección (32a, 32b, 32c, 32d) correspondientes al punto de
inspección (30a, 30b, 30c, 30d), donde se toma en cuenta el
parámetro determinado que es una medida de una propiedad
electromagnética del objeto en el punto de inspección (30a, 30b,
30c, 30d).
8. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde la superficie (12) del objeto
conductor eléctrico (2) a inspeccionar se cubre con productos de
corrosión en un punto de inspección corroído (30a, 30b, 30c, 30d),
y donde el método incluye además:
- obtener una señal que representa la respuesta
generada por productos de corrosión aislados en el receptor (8) a
la energización pulsada del transmisor (6); y
\newpage
- aplicar una corrección para considerar la
contribución de señal de productos de corrosión a la señal total
recibida en una posición de inspección (32a, 32b, 32c, 32d)
correspondiente al punto de inspección corroído (30a, 30b, 30c,
30d).
9. Método según la reivindicación 8, donde se
obtiene una señal corregida perteneciente al punto de inspección
corroído (30a, 30b, 30c, 30d), señal corregida en la que se ha
eliminado la contribución de productos de corrosión, y donde el
valor de inspección perteneciente al punto de inspección corroído
(30a, 30b, 30c, 30d) se determina determinando el valor
característico de la señal corregida.
10. Método según la reivindicación 8 o 9, donde
la corrección incluye comparar la señal total y la señal que
representa productos de corrosión aislados en un tiempo o en un
intervalo de tiempo donde la contribución de señal de productos de
corrosión domina la señal total.
11. Método según la reivindicación 10, donde la
señal corregida se calcula como una diferencia entre la señal
total, y la señal que representa la respuesta generada por productos
de corrosión aislados multiplicada con un factor de ponderación,
donde el factor de ponderación se determina a partir de la
comparación de la señal total y la señal que representa productos
de corrosión aislados.
12. Método según la reivindicación 10 o 11, donde
el tiempo o el intervalo de tiempo está en la porción de tiempo
tardía de las señales.
13. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 10-12, donde el tiempo o el
intervalo de tiempo es posterior a aproximadamente 20 ms después de
que el transmisor ha sido desactivado.
14. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 8-13, donde un valor característico
\theta de la señal total se calcula como
\theta \ = \
\frac{\frac{1}{t_{2} \ - \ t_{1}} \ \sum\limits_{t_{1}}^{t_{2}} \
V(t_{i}) \ - \ \frac{\lambda}{t_{4} \ - \ t_{3}} \
\sum\limits_{t_{3}}^{t_{4}} \
V(t_{i})}{I},
donde
T_{k} (k = 1, ..., 4) son tiempos después de
que el transmisor ha sido desactivado, donde t_{1} < t_{2}
están en la parte inicial de la señal, y t_{3} < t_{4} están
en la porción de tiempo tardía de la señal;
V(t_{i}) son voltajes que representan la
señal total en el receptor en varios momentos en el tiempo durante
los intervalos de tiempo [t_{1},t_{2}] y [t_{3},t_{4}];
I es la corriente por la que se energiza el
transmisor;
\lambda \ = \
\frac{(t_{4} \ - \ t_{3}) \ \sum\limits_{t_{1}}^{t_{2}} \
V_{c}(t_{i})}{(t_{2} \ - \ t_{1}) \ \sum\limits_{t_{3}}^{t_{4}} \
V_{c}(t_{i})};
y V_{c}(t_{i}) son
voltajes que representan la señal en el receptor debida a productos
de corrosión aislados en varios momentos en el tiempo durante los
intervalos de tiempo [t_{1},t_{2}] y
[t_{3},t_{4}].
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6703831B1 (en) * | 1999-11-12 | 2004-03-09 | Quantech, Inc. | Dual eddy current probe for detecting geometrical differences especially as related to threaded apertures and studs |
US7696748B2 (en) * | 2003-10-10 | 2010-04-13 | Jentek Sensors, Inc. | Absolute property measurements using electromagnetic sensors |
JP4394415B2 (ja) * | 2003-10-24 | 2010-01-06 | 非破壊検査株式会社 | 電磁波パルスによる板厚相対比較方法及び板厚相対比較装置 |
US8013599B2 (en) * | 2004-11-19 | 2011-09-06 | General Electric Company | Methods and apparatus for testing a component |
FR2900471B1 (fr) | 2006-04-26 | 2008-12-26 | Snecma Sa | Mesure des epaisseurs de paroi, notamment d'aube, par courants de foucault |
FR2904694B1 (fr) * | 2006-08-03 | 2008-11-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de controle par courants de foucault a fonctions emission/reception separees d'une piece electriquement conductrice |
AU2007298991B2 (en) | 2006-09-21 | 2011-05-26 | Tuv Rheinland Sonovation Holding B.V. | Device and method for detecting an anomaly in an assembly of a first and a second object |
GB2450112B (en) * | 2007-06-12 | 2010-12-08 | Ge Inspection Technologies Ltd | Automatic lift-off compensation for pulsed eddy current inspection |
JP5017038B2 (ja) * | 2007-09-26 | 2012-09-05 | 株式会社日立製作所 | 渦流検査装置及び渦流検査方法 |
JP5200513B2 (ja) * | 2007-11-30 | 2013-06-05 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接部の非破壊検査装置、及び溶接部の非破壊検査方法 |
US9109330B2 (en) * | 2009-03-09 | 2015-08-18 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for measuring properties of unstabilized moving sheets |
JP5387718B2 (ja) * | 2011-05-30 | 2014-01-15 | Jfeスチール株式会社 | 磁気特性測定方法および磁気特性測定装置 |
CN102445567B (zh) * | 2011-10-12 | 2013-06-26 | 上海华力微电子有限公司 | 一种电子扫描显微镜环境磁场的监测方法 |
JP5299800B2 (ja) * | 2011-10-25 | 2013-09-25 | 新日鐵住金株式会社 | 浸炭検知方法 |
GB201203717D0 (en) * | 2012-03-02 | 2012-04-18 | Speir Hunter Ltd | Fault detection for pipelines |
US9091664B2 (en) * | 2012-06-07 | 2015-07-28 | Thomas Krause | Pulsed eddy current sensor for precision measurement at-large lift-offs on metallic surfaces |
CA2906711C (en) * | 2013-03-15 | 2018-08-21 | Commercial Coating Services International, Llc | Pipe outer surface inspection apparatus |
JP6271336B2 (ja) * | 2014-05-22 | 2018-01-31 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 渦電流検査装置及び渦電流検査方法 |
FR3025306B1 (fr) * | 2014-08-29 | 2020-07-10 | Safran | Procede non-destructif de mesure de l'epaisseur de barriere thermique et/ou de mur en superalliage d'aube creuse de turbomachine |
US20170241953A1 (en) * | 2014-11-21 | 2017-08-24 | Konica Minolta, Inc. | Magnetic flaw detection device and magnetic flaw detection method |
CN106247171B (zh) * | 2015-06-12 | 2019-10-22 | 宁波市鄞州磁泰电子科技有限公司 | 管道缺陷检测方法、管道缺陷检测装置和管道缺陷检测设备 |
CN106707392B (zh) * | 2016-12-07 | 2019-02-01 | 友达光电(昆山)有限公司 | 彩色滤光片及其膜层厚度测量方法 |
GB2566548B (en) | 2017-09-19 | 2022-04-13 | Elcometer Ltd | Surface profile measuring instrument and method |
EP3647714B1 (de) * | 2018-11-01 | 2021-01-27 | Airbus Defence and Space GmbH | Sensoreinrichtung, einfangeinrichtung, bestimmungsverfahren und einfangverfahren zum bestimmen einer relativen position bzw. einfangen eines objektes im weltraum |
CN113984887B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-02-09 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种利用涡流自动检测系统在线获取盘件轮廓的方法 |
KR102663363B1 (ko) * | 2023-07-21 | 2024-05-08 | 대한민국 | 벽체의 면 외 방향 변위 측정장치 및 측정방법 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2112944A (en) * | 1982-01-05 | 1983-07-27 | James C Taylor | Calibration of thickness gauges |
US4843320A (en) * | 1987-12-17 | 1989-06-27 | Atlantic Richfield Company | Transient electromagnetic method for detecting corrosion on conductive containers |
US5200704A (en) * | 1991-02-28 | 1993-04-06 | Westinghouse Electric Corp. | System and method including a buried flexible sheet target impregnated with ferromagnetic particles and eddy current probe for determining proximity of a non-conductive underground structure |
US5854553A (en) * | 1996-06-19 | 1998-12-29 | Skf Condition Monitoring | Digitally linearizing eddy current probe |
US6291992B1 (en) * | 1996-07-12 | 2001-09-18 | Shell Oil Company | Eddy current inspection technique |
US6285183B1 (en) * | 1996-09-30 | 2001-09-04 | Mcdonnell Douglas Corporation | Method and system for measuring the volume loss of a metal substrate |
US6037768A (en) * | 1997-04-02 | 2000-03-14 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Pulsed eddy current inspections and the calibration and display of inspection results |
DE19860487A1 (de) * | 1998-12-28 | 2000-07-06 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur räumlichen Vermessung einer Inhomogenität an einer Oberfläche eines Kernreaktorbauteils und Anwendung des Verfahrens zur Vermessung einer elektrisch praktisch nicht leitenden Schicht |
US6344741B1 (en) * | 2000-06-20 | 2002-02-05 | Her Majesty The Queen As Represented By The Minister Of National Defence In Right Of Canada | Pulsed eddy current method for detection of corrosion in multilayer structures using the lift-off point of intersection |
US6570379B2 (en) * | 2000-08-24 | 2003-05-27 | Shell Oil Company | Method for inspecting an object of electrically conducting material |
-
2003
- 2003-02-26 US US10/375,804 patent/US6734670B2/en not_active Expired - Lifetime
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---|---|
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