ES2306656T3 - Ensayo mediante corrientes de foucault con una configuracion compacta. - Google Patents
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Abstract
Método de detección de fallos en un material conductor que va a ensayarse utilizando corrientes parásitas, comprendiendo el método las etapas de: a) proporcionar un cabezal de sonda que tiene una disposición de bobinas (12) dispuestas sobre una superficie de la sonda para inducir corrientes parásitas en el material conductor que va a ensayarse, en el que la disposición permite que la sonda cubra un área transversal a una dirección de desplazamiento del cabezal de sonda durante la inspección; b) excitar selectivamente una de las bobinas (12) con una fuente de CA para inducir una corriente parásita en el material, donde las bobinas excitadas para transmitir están separadas de una bobina de recepción por una bobina no utilizada en la presente medición del flujo de corriente parásita; c) medir el flujo de corriente parásita en el material conductor que va a ensayarse utilizando al menos una de dichas bobinas (12); d) repetir las etapas b) y c) para cubrir el área transversal a la dirección de desplazamiento en diferentes configuraciones de medición en las que se utiliza por lo menos una de las alternativas i, ii, iii, iv y v: i. una de las bobinas utilizada como dicha bobina de recepción se reutiliza como una bobina accionada; ii. de las bobinas, la excitada se reutiliza como dicha bobina de recepción; iii. una de dos o más bobinas utilizadas como bobinas de recepción en un modo diferencial se utiliza como una bobina de recepción con otra bobina de recepción diferente; iv. dicha disposición de bobinas (12) puede conectarse a un único conductor de señal de transmisión (20), donde dicha etapa b) comprende además conmutar la bobina excitada al conductor de señal de transmisión (20); y v. dicha disposición de bobinas (12) puede conectarse a uno o más conductores de recepción (22), donde dicha etapa c) comprende además conmutar una de las al menos una de las bobinas a uno de dichos uno o más conductores de recepción (22).
Description
Ensayo mediante corrientes de Foucault con una
configuración compacta.
La presente invención se refiere a ensayos no
destructivos de materiales conductores, concretamente a ensayos por
corriente parásita. Más en particular, la invención se refiere a
métodos de utilización de sondas de ensayo por corriente parásita
(ECT, Eddy Current Testing) y a las propias sondas, por
ejemplo del tipo adecuado para inspeccionar tubos de intercambiador
de calor.
Las sondas de ECT son bien conocidas en la
técnica, y tienen diversas configuraciones dependiendo de la
naturaleza del material que está ensayándose. Algunas sondas de ECT
están adaptadas para ensayar superficies planas, otras para ensayar
tubos. En el caso de tubos, puede ensayarse tanto el interior como
el exterior, y las sondas por consiguiente se adaptan
adecuadamente. Las sondas de ECT, en el caso de sondas de inspección
de tubos de intercambiador de calor para inspeccionar los
interiores de tubos de intercambiador de calor, tienen un cabezal
de sonda con bobinas para inducir y detectar corrientes parásitas en
el material conductor que está ensayándose. Las bobinas pueden
configurarse en disposiciones conocidas como "brazaletes" de
bobinas, concretamente series de bobinas en la superficie
circunferencial del cabezal de sonda. Un brazalete puede
proporcionarse como bandas circunferenciales que consisten en muchas
bobinas.
La instrumentación para ECT está constituida por
la sonda que incluye el cabezal de sonda que tiene las bobinas, el
equipo generador y receptor de señales, el cableado que conecta la
sonda al equipo generador y receptor de señales, y el equipo
analizador de señales para analizar los datos y proporcionar una
indicación de fallos en el material que está ensayándose. La sonda
y el cableado están normalmente sometidos a entornos industriales
extremos que someten al equipo a una tensión física considerable. En
el caso de inspección de tubos, el cableado incluye frecuentemente
un tubo o barra flexible para insertar la sonda en los tubos de
intercambiador de calor, y los conductores de señal eléctrica deben
por tanto ser duraderos, fiables y tan delgados como sea posible
para ajustarse dentro de la barra flexible, y también para disminuir
la carga de manipulación de cable del equipo de procesamiento de
señal y la sonda.
Una técnica de ECT habitual para inspeccionar
tubos es utilizar una bobina con devanadera. Este tipo de sonda
examina la totalidad de una sección transversal del tubo de una vez.
La dificultad es detectar defectos de pequeño volumen, defectos
según el eje longitudinal, y defectos circunferenciales, en
cualquier lado o bien en el interior o bien en el exterior del
tubo, y especialmente donde los tubos se expanden.
Una técnica mejorada para detectar los defectos
descritos anteriormente es el uso de sondas que utilizan una o unas
pocas bobinas giratorias pequeñas, que exploran la superficie del
tubo. La bobina o bobinas pequeñas sólo consideran una pequeña
parte de la superficie del tubo en cualquier momento dado,
aumentando la sensibilidad. Debido a la rotación mecánica, tales
sondas normalmente son lentas.
El uso de una serie de bobinas, tal como un
brazalete, garantiza que sólo se inspeccionen pequeñas áreas de
superficie con cada bobina, dando como resultado una sensibilidad
similar a la de las sondas giratorias, pero sin requerir rotación
mecánica. Las sondas en serie, cuando se acoplan con sistemas de
captación de datos adecuados proporcionan una sensibilidad
excelente con velocidades muy superiores a las de las sondas
giratorias.
El uso de detección por corriente parásita se
muestra en el documento JP 05 133941 A de Kunihiro et al.,
particularmente utilizándola con un dispositivo de detección de
defectos ultrasónico para hacer un seguimiento del cordón de
soldadura. Un cabezal detector de perfil de cordón que tiene gran
número de bobinas dispuestas densamente sobre el mismo de una
manera lineal o en zigzag se conecta a un camión autopropulsado que
explora a lo largo de la dirección de movimiento del camión. Se
utiliza un patrón de conmutación específico por el que se excitan
determinadas bobinas y otras se utilizan para detectar una corriente
parásita en el material con el fin de hacer un seguimiento del
cordón de soldadura para permitir que el camión se desplace a lo
largo de una línea de soldadura para situar el equipo de ensayo
ultrasónico.
En la patente U.S. No. 5.049.817 de Cecco et
al. se muestra una sonda de ensayo por corriente parásita. La
sonda utiliza una pluralidad de medios de medición de corriente
parásita, haciéndose funcionar cada uno en diferentes puntos de
funcionamiento sobre un diagrama de impedancia. Haciendo funcionar
más de uno de tales medios de medición de corriente parásita
simultáneamente, puede hacerse que los ruidos por, por ejemplo,
variación de permeabilidad de un material ferromagnético y depósito
magnético interno, tengan menor influencia.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar una sonda de ECT que supere muchos de los
inconvenientes asociados con las sondas de ECT conocidas.
\newpage
Más en particular, es un objeto de la presente
invención proporcionar una sonda de ECT que utiliza una disposición
de bobinas con diferentes configuraciones de medición que impliquen
la reutilización de bobinas. Por "reutilización de bobinas",
se entiende que al menos una bobina de una configuración de medición
se utiliza también en otra configuración de medición con al menos
algunas bobinas diferentes. Según este aspecto de la invención puede
utilizarse una bobina durante una medición como una bobina de
transmisión, y durante una medición posterior como una bobina de
recepción. Asimismo, una de dos bobinas en una configuración de modo
diferencial durante una medición puede utilizarse en una medición
posterior en una configuración de modo diferencial con otra bobina
diferente, o como una bobina absoluta. Preferiblemente, se
proporciona una serie de bobinas dispuestas de manera próxima y las
bobinas se utilizan en diferentes configuraciones de medición para
detectar fallos en la superficie del material que está ensayándose
en un mayor número de posiciones (es decir, una mayor densidad de
cobertura de inspección), y posiblemente direcciones.
Preferiblemente, el número de conductores que
conectan las bobinas de sonda a la instrumentación se reduce
conectando selectivamente bobinas a conductores en el extremo de
sonda (o encaminando señales de bobina a conductores).
Preferiblemente, tal conexión selectiva se realiza utilizando un
conmutador multiplexor controlado por una señal de selección.
Utilizando conmutadores de estado sólido son posibles altas tasas de
selección, y es posible exploración a alta velocidad.
En un aspecto, la presente invención proporciona
un método de detección de fallos en un material conductor que va a
ensayarse utilizando corrientes parásitas según la reivindicación 1.
En otro aspecto, la presente invención proporciona una sonda de
ensayo por corriente parásita según la reivindicación 18.
La invención se comprenderá mejor por medio de
la siguiente descripción detallada de una realización preferida con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques
esquemático del sistema de sonda de ECT según el modo de realización
preferida;
la figura 2 es un diagrama que ilustra la
distribución de bobinas según la realización preferida que incluye
una ilustración de un primer fallo o grieta axial o longitudinal en
la superficie del material que está inspeccionándose, así como un
segundo fallo o grieta lateral o tangencial;
la figura 3 es una vista en perspectiva de un
cabezal de sonda adaptado para inspeccionar tubos de caldera,
teniendo el cabezal de sonda dos filas de bobinas;
la figura 4 es una vista en perspectiva de un
cabezal de sonda similar a la figura 3, excepto porque tiene una
fila;
la figura 5 es una vista en perspectiva de un
cabezal de sonda similar a la figura 3, excepto porque tiene tres
filas;
la figura 6 es una vista en perspectiva de un
cabezal de sonda similar a la figura 5, excepto porque la última
fila está al tresbolillo respecto a la segunda fila;
la figura 7 es una vista en perspectiva de un
cabezal de sonda similar a la figura 5, excepto porque la fila
intermedia tiene bobinas más grandes que las filas primera y
tercera;
la figura 8 es un diagrama de bloques de un
circuito de conmutación que conecta bobinas de transmisión a un
único conductor de transmisión y bobinas de recepción a un único
conductor de recepción;
la figura 9 es un diagrama de bloques de un
circuito de conmutación que conecta una fila de bobinas a un único
conductor de transmisión y también a un único conductor de
recepción;
la figura 10 es un diagrama de bloques de un
circuito de conmutación que conecta una fila intermedia de bobinas
a un único conductor de transmisión y a dos conductores de
recepción, y también las filas superior e inferior de bobinas a
conductores de recepción de filas superior e inferior;
la figura 11 es un diagrama de bloques de un
procesador de señales que calcula una señal seudodiferencial de una
señal de bobina de recepción almacenada y una señal de bobina de
recepción obtenida posteriormente;
la figura 12 es un diagrama de señales que
ilustra la señal de transmisión, la primera señal de bobina de
recepción almacenada, la señal de bobina de recepción obtenida
posteriormente, y la señal seudodiferencial calculada; y
la figura 13 es una vista en planta de una
disposición de bobinas según un modo de realización alternativa.
\newpage
En la realización preferida se combinan varias
de características ventajosas proporcionadas según la invención en
un único sistema de sonda de ECT. En la realización preferida, la
sonda es una sonda de inspección de tubos de intercambiador de
calor, aunque la invención puede aplicarse a otros tipos de sondas
de ECT tal como será evidente para los expertos en la técnica.
La figura 1 ilustra un diagrama de bloques de
sistema de una sonda que tiene una configuración según la invención.
Las bobinas están dispuestas según la figura 2 en una disposición
de brazalete que tiene tres filas de 16 bobinas designadas por el
número de referencia 12. En la realización preferida, las bobinas 12
son bobinas circulares que tienen un eje central. Los hilos de
filamento de las bobinas son pequeños y las bobinas están montadas
en el cuerpo de sonda de modo que las bobinas están protegidas
frente a la rotura de filamento debido a un golpe. Se apreciará que
bobinados de núcleo no circulares pueden sustituir a las bobinas en
determinadas aplicaciones sin afectar de manera negativa a la
inducción de corrientes parásitas en el material que está
ensayándose. En las realizaciones preferidas, las bobinas están
dispuestas paralelas a la superficie, es decir, sus ejes son
perpendiculares a un plano de la superficie del material. Cada
bobina 12 puede conectarse al conductor de señal de transmisión 20
o al conductor de recepción 22 a través del dispositivo de
conmutación multiplexor del controlador de transmisión 14 o del
amplificador y dispositivo de conmutación multiplexor de señal de
recepción 16, respectivamente. En el modo de realización preferida,
el bus de cable que conecta el cabezal de sonda a la
instrumentación contiene cables coaxiales separados para los
conductores 20 y 22, así como una línea de alimentación de CC de 5V
y de tierra, un bus de selección de bobina de transmisión 24, y un
bus de selección de bobina de recepción 26. Se hace un haz con estos
conductores en una cubierta de conexión protectora y se insertan en
una barra de tubo flexible de la sonda.
Los buses de selección 24 y 26 son
preferiblemente cables de bus serie de hilos individuales. En el
modo de realización preferida, los buses 24 y 26 comprenden un
único cable de control de impulso o basculante. En el caso de un
bus serie, se prefiere dotar al cabezal de sonda de un controlador
que tiene una interfaz serie, combinando así los buses 24 y 26 en
uno. Cuando la electrónica en el cabezal de sonda necesita reducirse
para ahorrar espacio, un control de impulso puede ser más adecuado.
En control de impulso, la señal de selección actúa como una señal
de reloj para un circuito digital simple que tiene como salida una
señal en cada una de las 16 señales de puerta de selección de
bobinas, secuencialmente de una en una. Los buses 24 y 26 pueden
alternativamente comprender múltiples hilos para proporcionar un bus
paralelo. El bus paralelo puede ser un bus de control estático en
el que las señales lógicas en los hilos controlan los dispositivos
de conmutación directamente. Los hilos en los buses 24 y 26 pueden
ser más pequeños que los conductores de señal 20 y 22 puesto que
llevan señales lógicas o señales de CA de frecuencia más baja.
Tal como se muestra en la figura 2, algunas de
las bobinas 12 funcionan tanto como bobinas de recepción como
bobinas de transmisión en diferentes momentos para diferentes
mediciones. Las bobinas 12 se disponen en la superficie
circunferencial de la sonda cilíndrica para ser sustancialmente
paralelas a la superficie del material conductor que está
inspeccionándose. La bobina de transmisión (o bobinas de transmisión
separadas) induce una corriente en el material que está
ensayándose, corriente que circula en el material alrededor del
centro de la bobina de transmisión. La corriente alterna en el
material induce entonces una corriente en bobinas de recepción
próximas. Una grieta o un fallo en el material normalmente ocasiona
propiedades de conductividad eléctrica diferentes, y es posible la
detección de fallos debido a este fenómeno. La corriente en el
material pasa alrededor de las grietas y, por consiguiente, es más
fácil detectar una grieta alargada utilizando corriente que fluye
transversalmente a la grieta. La corriente dirigida en la dirección
de una grieta estrecha rodea la grieta con poca resistencia. Por
este motivo, la detección de la corriente parásita se realiza en dos
direcciones diferentes, concretamente axial y circunferencialmente.
Para detectar una grieta axial 18, las bobinas de recepción se
seleccionan para ser adyacentes circunferencialmente entre sí, y las
bobinas de recepción se hacen funcionar preferiblemente en un modo
diferencial o seudodiferencial. Para detectar una grieta
circunferencial 19, se seleccionan las bobinas de recepción para
ser adyacentes axial o longitudinalmente.
También es posible proporcionar una bobina
orientada con su eje paralelo al plano de la superficie del material
que está ensayándose. Este modo de realización alternativa se
ilustra en la figura 13 en vista en planta, en la que se ilustra
una disposición cerrada de bobinas con ángulos rectos entre sí. La
corriente inducida en el material fluye entonces a lo largo de un
segmento que se extiende adyacente al borde de la bobina próximo a
la superficie, y después se ramifica en dos lóbulos laterales que
conectan los extremos del segmento. En tal configuración, una
obstrucción al flujo de corriente en el área del segmento da como
resultado un cambio de impedancia en la bobina, y la detección de
la obstrucción se consigue comparando la impedancia de la bobina en
diferentes orientaciones. Esto puede realizarse o bien girando la
bobina (no mostrado), o proporcionando bobinas en diferentes en
diferentes orientaciones fijas sustancialmente dentro de la misma
región de la sonda, tal como se muestra en la figura 13. En esta
realización, los elementos 16 y 22 mostrados en la figura 1 no se
utilizan, y en su lugar la instrumentación que genera la señal de CA
de transmisión 20 mide la impedancia de las bobinas 12
directamente.
Tal como puede verse a partir de la figura 2, la
elección de la bobina de transmisión y de la bobina de recepción de
la matriz de bobinas 12 se selecciona libremente mediante las
señales de selección 22 y 24. En el modo de realización preferida,
la bobina de recepción es una única bobina en lugar de un par de
bobinas de recepción. Por tanto, la señal de bobina de recepción se
lee y se almacena para una primera de dos bobinas de recepción, y
entonces la señal de selección 24 se utiliza para seleccionar la
otra de las dos bobinas de recepción cuya señal se lee. En lugar de
utilizar dos bobinas de recepción conectadas de manera diferencial,
la invención permite que cada una de las dos bobinas pueda leerse
por separado en el tiempo, y entonces obtener una señal
seudodiferencial mediante procesamiento en la instrumentación. Se ha
descubierto que la detección de señal seudodiferencial es
satisfactoria. De manera alternativa, el dispositivo de conmutación
16 podría realizarse para conectar dos bobinas simultáneamente en
modo diferencial a su amplificador. El número de conmutadores de
bobinas puede duplicarse o puede continuar siendo el mismo
dependiendo de la geometría de disposición de bobinas y la
flexibilidad del sistema. También es posible tener dos señales de
salida separadas para dos bobinas de recepción, y conectar tales
señales de salida en un modo diferencial simultáneo en la
instrumentación.
Según la invención, la instrumentación controla
las señales de selección de bobina para medir corrientes parásitas
utilizando una configuración de medición particular durante un breve
periodo de tiempo antes de cambiar electrónicamente las bobinas
seleccionadas a una nueva configuración de medición. Todas las
configuraciones de medición deseadas se emplean así para tomar
mediciones de la superficie del material que está ensayándose en un
periodo de tiempo relativamente corto. Este periodo de tiempo es
suficientemente corto, en comparación con la velocidad de
desplazamiento de la sonda y el tamaño de los defectos, de modo que
se realizan un conjunto de mediciones en sustancialmente la misma
ubicación axial en el tubo. Por tanto, no se requiere la rotación
del cabezal de sonda. Tanto las grietas axiales como las
circunferenciales se detectan porque las configuraciones de medición
cubren ambas direcciones de las bobinas de recepción. Debido a que
las bobinas cubren un área suficientemente pequeña, cualquier
grieta significativa no pasará desapercibida. Debido a la
reutilización de bobinas, se proporciona una densidad de detección
más alta que con sistemas de brazalete de bobinas
convencionales.
En la realización preferida mostrada en la
figura 2, la fila intermedia contiene las bobinas que pueden
accionarse o excitarse para transmitir y también conectarse
selectivamente para recibir. La fila A exterior está alineada en la
dirección axial de la sonda con la fila B, mientras que la fila C
está desplazada y compactada próxima con respecto a la fila B
intermedia. Cuando la fila A transmite, la fila C recibe, y
viceversa, tal como se muestra mediante las flechas. En el modo
para detectar grietas o fallos axiales, una bobina accionada de la
fila A emite mientras un par de bobinas en la fila C reciben, o una
bobina accionada de la fila C emite mientras que un par de bobinas
en la fila A reciben. En esta disposición, las bobinas de recepción
están separadas de la bobina de transmisión por una bobina.
Asimismo, en el modo circunferencial, se selecciona una bobina de
transmisión de la fila B y se toma una bobina de recepción como la
segunda bobina en la misma fila, tal como se muestra mediante las
flechas. Por supuesto, pueden leerse simultáneamente dos bobinas de
recepción, una desde cada lado. Cada bobina de la fila B puede
utilizarse para transmitir y cubrir con el mayor detalle la
superficie del material que está inspeccionándose. Se apreciará que
puede utilizarse también un par de bobinas diferencial para
detectar grietas circunferenciales19, y de hecho el número de
configuraciones de detección de bobinas es muy grande.
En la realización preferida, hay múltiples
conductores de recepción 22, y se excita más de una bobina para
transmitir al mismo tiempo. Es importante que las bobinas excitadas
se separen una buena distancia para evitar influencia inductiva
entre las mismas. Sin embargo, dependiendo de la capacidad de la
instrumentación para procesar múltiples señales y de las
dimensiones de la sonda, es deseable excitar tantas bobinas que no
interfieren como sea posible para medir corrientes parásitas tan
rápido como sea posible.
Se apreciará que son posibles diversas
configuraciones de cabezal de sonda según la presente invención. En
la realización de la figura 3, se muestra un cabezal de sonda que
tiene dos filas de bobinas en el que la segunda fila está al
tresbolillo con respecto a la primera fila. La segunda fila está
conectada únicamente mediante un conmutador multiplexor al
conductor de transmisión 20, y por tanto está dedicada a la
transmisión. La primera fila está conectada mediante un conmutador
multiplexor a un único conductor de recepción 22, y por tanto está
dedicada a la recepción. El diagrama de bloques de circuito para
esta realización se ilustra en la figura 8.
En la realización de la figura 4, se proporciona
una única fila de bobinas que está conectada mediante el
multiplexor 14' al conductor 20 y mediante el multiplexor 16' al
conductor 22. Esta realización ilustra una configuración más
sencilla que conlleva tanto la reutilización de bobinas como el uso
de un único conductor 20 y 22 para todas las bobinas. El diagrama
de bloques de circuito para esta realización se ilustra en la figura
9.
El modo de realización de la figura 5 hace uso
de tres filas de bobinas 12, en el que el multiplexor de transmisión
14' está conectado a la fila intermedia, y el amplificador y
multiplexor de recepción 16 comprende un primer multiplexor 16a
para la primera fila superior de bobinas, los multiplexores segundo
y tercero 16b y 16c para la fila intermedia, y un cuarto
multiplexor 16d para la fila inferior. Esto permite una
configuración de medición que consiste en una bobina de transmisión
central rodeada por cuatro bobinas de recepción. Cada bobina en la
fila intermedia se utiliza como bobina de transmisión, una tras
otra, para ensayar la totalidad de la circunferencia interior del
tubo. El diagrama de bloques de circuito para esta realización se
ilustra en la figura 9.
En el modo de realización de la figura 6, la
última fila está al tresbolillo y se utiliza para la detección
diferencial de grietas axiales. Dos multiplexores de recepción están
conectados por tanto a la última fila para tener como salida dos
señales de recepción en los conductores 22 y 22'. La señal de
transmisión se conecta a o bien la primera o la segunda fila de
bobinas. En la realización preferida, una bobina en la primera fila
transmite mientras que dos bobinas en la tercera fila reciben
señales para la detección diferencial de grietas axiales. Esto pone
una separación de una bobina entre la bobina de transmisión y las
bobinas de recepción. En el modo circunferencial, la bobina de
transmisión se selecciona de la primera fila y posteriormente de la
segunda fila, mientras que la bobina de recepción correspondiente se
toma de la misma fila, de nuevo con una bobina entre las bobinas de
transmisión y de recepción.
\newpage
En la realización de la figura 7, la fila
intermedia se reserva para la transmisión, y las bobinas en la fila
intermedia son más grandes que las bobinas de recepción en las filas
superior e inferior. Para cada bobina de transmisión, hay cuatro
bobinas de recepción circundantes, una en cada esquina, pudiéndose
tomar mediciones diferenciales entre dos pares adyacentes
cualesquiera de bobinas de recepción. Tal como se describió
anteriormente, la medición diferencial puede conseguirse o bien
conectando las dos bobinas de manera diferencial y midiendo la
señal diferencial, o almacenando en memoria intermedia o simplemente
almacenando la señal de una bobina y a continuación restando la
señal de la otra bobina de la señal almacenada. En este modo de
realización, las bobinas de recepción se reutilizan, y por tanto
las bobinas transmitidas están dispuestas más próximas entre sí para
proporcionar una mejor cobertura.
En modo de realización de la figura 11, se
proporciona un modo seudodiferencial almacenando en memoria
intermedia la señal de una primera de un par de bobinas de
recepción que se utilizan en una configuración diferencial, y a
partir de entonces midiendo la señal de una segunda del par de
bobinas de recepción. La diferencia entre las dos señales se resta
para obtener la señal seudodiferencial. Tal como se muestra en la
figura 12, la señal de transmisión es una onda sinusoidal que tiene
una frecuencia predeterminada. La primera señal se almacena en
memoria intermedia empezando a partir de una referencia de fase
predeterminada con respecto a la señal de transmisión. La segunda
señal se referencia asimismo con respecto a la fase de la señal de
transmisión, y las dos señales de recepción captadas una tras otra
se restan para dar una señal seudodiferencial.
Se apreciará que son posibles muchas variantes y
configuraciones alternativas dentro del alcance de la presente
invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (18)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Método de detección de fallos en un material conductor que va a ensayarse utilizando corrientes parásitas, comprendiendo el método las etapas de:- a)
- proporcionar un cabezal de sonda que tiene una disposición de bobinas (12) dispuestas sobre una superficie de la sonda para inducir corrientes parásitas en el material conductor que va a ensayarse, en el que la disposición permite que la sonda cubra un área transversal a una dirección de desplazamiento del cabezal de sonda durante la inspección;
- b)
- excitar selectivamente una de las bobinas (12) con una fuente de CA para inducir una corriente parásita en el material, donde las bobinas excitadas para transmitir están separadas de una bobina de recepción por una bobina no utilizada en la presente medición del flujo de corriente parásita;
- c)
- medir el flujo de corriente parásita en el material conductor que va a ensayarse utilizando al menos una de dichas bobinas (12);
- d)
- repetir las etapas b) y c) para cubrir el área transversal a la dirección de desplazamiento en diferentes configuraciones de medición en las que se utiliza por lo menos una de las alternativas i, ii, iii, iv y v:
- i.
- una de las bobinas utilizada como dicha bobina de recepción se reutiliza como una bobina accionada;
- ii.
- de las bobinas, la excitada se reutiliza como dicha bobina de recepción;
- iii.
- una de dos o más bobinas utilizadas como bobinas de recepción en un modo diferencial se utiliza como una bobina de recepción con otra bobina de recepción diferente;
- iv.
- dicha disposición de bobinas (12) puede conectarse a un único conductor de señal de transmisión (20), donde dicha etapa b) comprende además conmutar la bobina excitada al conductor de señal de transmisión (20); y
- v.
- dicha disposición de bobinas (12) puede conectarse a uno o más conductores de recepción (22), donde dicha etapa c) comprende además conmutar una de las al menos una de las bobinas a uno de dichos uno o más conductores de recepción (22).
- 2. Método según la reivindicación 1, en el que dichas bobinas excitadas para transmitir están separadas de dicha bobina de recepción en una misma fila en dicha disposición de bobinas (12) por una bobina no utilizada en la presente medición.
- 3. Método según la reivindicación 1, en el que el cabezal de sonda está conformado cilíndricamente y tres filas de brazaletes de bobinas (12) están dispuestas sobre el cabezal de sonda para ser sustancialmente paralelas a una superficie del material que va a ensayarse.
- 4. Método según la reivindicación 3, que utiliza una bobina de transmisión central en la fila intermedia rodeada por cuatro bobinas de recepción, estando dispuesta una de las cuatro bobinas de recepción en la fila superior, una en la fila inferior, y las otras dos en la fila intermedia.
- 5. Método según la reivindicación 3, en el que una bobina en la primera fila transmite mientras que dos bobinas en la tercera fila reciben señales para detección diferencial de grietas axiales para poner de ese modo una separación de una bobina entre dicha bobina de transmisión y dichas bobinas de recepción, y en el que la tercera fila está al tresbolillo con respecto a las filas primera y segunda.
- 6. Método según la reivindicación 1, en el que el cabezal de sonda es cilíndrico teniendo un eje y se utilizan configuraciones de medición tanto axial como circunferencial con respecto al eje, en el que para detectar una grieta axial (18), las bobinas de recepción se seleccionan para ser circunferencialmente adyacentes entre sí, y en el que para detectar una grieta circunferencial (19) las bobinas de recepción se seleccionan para ser axialmente adyacentes.
- 7. Método según la reivindicación 1, en el que el cabezal de sonda comprende un dispositivo de conmutación multiplexor de transmisión (14) para conectar la bobina excitada al conductor de señal de transmisión (20).
- 8. Método según la reivindicación 1, en el que las bobinas están dispuestas para ser sustancialmente paralelas a una superficie del material que va a ensayarse, y dicha corriente parásita inducida por la bobina excitada en el material que va a ensayarse se mide mediante al menos una bobina de recepción, comprendiendo el cabezal de sonda un conmutador multiplexor de recepción (16) para conectar una de la al menos una bobina de recepción al conductor de recepción (22), y dicha etapa c) comprende transmitir una señal de selector (26) al conmutador multiplexor de recepción (16).
- 9. Método según la reivindicación 1, en el que el cabezal de sonda está conformado cilíndricamente y dicha disposición de bobinas (12) comprende o bien una o dos filas de bobinas dispuestas sobre el cabezal de sonda para ser sustancialmente paralelas a una superficie del material que va a ensayarse, en el que cuando se proporcionan dos filas, están al tresbolillo entre sí.
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- 10. Método según la reivindicación 8, en el que sólo se proporciona un conductor de recepción (22), y dicha etapa c) se lleva a cabo dos veces para obtener secuencialmente la medición del flujo de corriente parásita en el material conductor que va a ensayarse entre la excitada de las bobinas y cada una de las bobinas de recepción.
- 11. Método según la reivindicación 8, en el que dicha etapa c) comprende amplificar en el cabezal de sonda una señal desde una de la al menos una bobina de recepción después del conmutador multiplexor de recepción (16).
- 12. Método según la reivindicación 8, en el que la señal de selector (26) es una señal basculante que hace que el conmutador multiplexor de recepción (16) se conecte a una bobina siguiente en una serie de la disposición de bobinas (12).
- 13. Método según la reivindicación 1, en el que las bobinas (12) están dispuestas en planos perpendiculares a una superficie del material que va a ensayarse, y dicha etapa (c) comprende medir una impedancia de la misma bobina excitada.
- 14. Método según la reivindicación 1, en el que el cabezal de sonda está conformado cilíndricamente y adaptado para insertarse en un tubo de intercambiador de calor.
- 15. Método según la reivindicación 14, en el que las bobinas (12) están dispuestas para ser sustancialmente paralelas a una superficie del material que va a ensayarse, y en dicha etapa c) la corriente parásita inducida por la bobina excitada en el material que va a ensayarse se mide mediante al menos una bobina de recepción, y la disposición de bobinas comprende al menos dos brazaletes circunferenciales de bobinas dispuestas en filas.
- 16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 ó 15, en el que se lleva a cabo una alta frecuencia de conmutación de conexiones de las bobinas accionadas y las de recepción respecto al movimiento del cabezal de sonda, de manera que tiene lugar una exploración de la superficie conductora en la que están ubicadas las bobinas.
- 17. Método según la reivindicación 1, en el que la etapa c) comprende además leer y almacenar el flujo de corriente parásita en el material conductor que va a ensayarse en una primera de dos bobinas de recepción y después leer y almacenar el flujo de corriente parásita en la otra de dichas dos bobinas de recepción y el método comprende además la etapa de:
- e)
- procesar el flujo de corriente parásita almacenado de dichas dos bobinas de recepción para obtener una medición seudodiferencial basada en las lecturas de dichas dos bobinas realizadas de manera separada en el tiempo.
- 18. Sonda de ensayo por corriente parásita para detectar fallos en un material conductor que va a ensayarse utilizando corrientes parásitas, comprendiendo la sonda:un cabezal de sonda que tiene una disposición de bobinas (12) dispuestas sobre una superficie de la sonda para inducir corrientes parásitas en el material conductor que va a ensayarse, donde la disposición permite que la sonda cubra un área transversal a la dirección de desplazamiento del cabezal de sonda durante la inspección; yun equipo detector de corriente parásita y fuente de CA conectado a lo largo de una longitud de cable a dichas bobinas para inducir una corriente parásita en el material;caracterizada porque la sonda comprende además:un controlador para conectar dicho equipo a dichas bobinas en diferentes configuraciones de medición en las que se utiliza al menos una de las alternativas i, ii, iii, iv y v:
- i.
- una de las bobinas utilizada como bobina de recepción se reutiliza como una bobina accionada;
- ii.
- de las bobinas, la excitada se reutiliza como bobina de recepción;
- iii.
- una de dos o más bobinas utilizadas como bobinas de recepción en un modo diferencial se utiliza como bobina de recepción con otra bobina de recepción diferente;
- iv.
- dicha disposición de bobinas (12) puede conectarse a un único conductor de señal de transmisión (20); y
- v.
- dicha disposición de bobinas (12) puede conectarse a uno o más conductores de recepción (22); y
en la que, en cada configuración de medición, las bobinas excitadas para transmitir están separadas de una bobina de recepción por una bobina no utilizada en la presente medición del flujo de corriente parásita.
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