ES2602327T3 - Dispositivo de prueba de ultrasonidos con carcasa de clúster - Google Patents

Dispositivo de prueba de ultrasonidos con carcasa de clúster Download PDF

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Abstract

Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) de cuerpos tubulares, presentando - una carcasa de clúster (34), conformada a partir de un cuerpo de contacto (26) y una carcasa de unidad de oscilador (28), en la cual hay dispuesta una unidad de oscilador (30), - una base de desgaste (22) dispuesta en la carcasa de unidad de oscilador (28) y reemplazable para la adaptación al correspondiente diámetro de una pieza de trabajo (24) tubular, con un arqueamiento cóncavo dirigido hacia la pieza de trabajo (24) tubular, que puede disponerse sobre una superficie de revestimiento (25) exterior de la pieza de trabajo (24), donde - la base de desgaste (22) está abierta en dirección hacia la pieza de trabajo (24), - el dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) de cuerpos tubulares puede acoplarse mediante un medio fluido a una pieza de trabajo (24) tubular, y el dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) y la pieza de trabajo (24) tubular pueden moverse entre sí relativamente, - la carcasa de clúster (34) y la base de desgaste (22) conforman juntas una cámara (36) entre la pieza de trabajo (24) y la unidad de oscilador (30), - la carcasa de clúster (34) presenta - al menos un canal de entrada de fluido (38), que desemboca en la cámara (36) con una abertura de entrada de fluido (40), y está configurado y dispuesto de tal forma que el medio de fluido se conduce lo más perpendicular posible a la superficie de revestimiento (25) exterior de la pieza de trabajo y puede producirse un llenado de la cámara (36) y del canal de salida de fluido (42) comenzando en la superficie de revestimiento (26) exterior de la pieza de trabajo (24) y ascendiendo entonces, - al menos un canal de salida de fluido (42) para purgar y desaguar la cámara (36), que desemboca en la cámara (36), - comprendiendo la carcasa de la unidad de oscilador (28) la unidad de oscilador (30) y siendo pivotante frente al cuerpo de contacto (26), - incidiendo sonido de la unidad de oscilador (30) sobre un punto de sonorización (32) sobre la superficie de revestimiento (25) de la pieza de trabajo (24) y siendo pivotante la unidad de oscilador (30) sobre una línea de pivotación S-S, que se corresponde con un arco de círculo, cuyo punto central está conformado por el punto de sonorización (32).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de prueba de ultrasonidos con carcasa de cluster
La presente invencion se refiere a un dispositivo de prueba de ultrasonidos para la comprobacion de piezas de trabajo tubulares, el cual puede acoplarse mediante un fluido a la pieza de trabajo.
La comprobacion de piezas de trabajo tubulares es entre otras cosas, muy exigente, debido a que un acoplamiento suficiente y sin perturbaciones del dispositivo de prueba de ultrasonidos es mas diffcil. Ademas de ello, la intensidad de las senales recibidas es muy dependiente de la geometna de la superficie, debido a lo cual, en el documento DE 27 40 106 se propone incluso un cabezal de prueba, el cual determina mediante una medicion de atenuacion acustica la orientacion de otros dos cabezales de prueba, dispuestos en el exterior, en correspondencia con la geometna de superficie de la pieza de trabajo a comprobar. Este dispositivo o el procedimiento en el cual se basa, es laborioso y costoso.
Del documento DE 27 51 810 se conoce un dispositivo de prueba para la comprobacion libre de destruccion, en el cual hay dispuestos en total seis cabezales de prueba en un soporte de prueba, cuyos rayos sonoros se cortan en un punto. El acoplamiento de transmision acustica se produce mediante el suministro de agua al plano de contacto. Es desventajoso en el caso de esta disposicion, que el medio de acoplamiento se suministra de manera descontrolada, siendo de esta forma el esfuerzo para el control del acoplamiento muy alto.
Dispositivos de prueba conforme al orden se conocen tambien de los documentos US 3420097 y US 2004/0016299.
El documento EP 0 472 252 B1 describe un dispositivo de prueba, en el cual se proporciona una camara, la cual se llena con un fluido y que se encuentra entre una unidad de oscilador y la pieza de trabajo. El canal central conductor de fluido, de la camara, esta dividido en varios canales separados, correspondiendo la cantidad de los canales a la cantidad de los cabezales de prueba dispuestos. Basicamente, un cabezal de comprobacion de este tipo funciona relativamente bien, no obstante, se produce debido a la pluralidad de camaras una turbulencia fuerte del fluido y con ello a menudo tambien una conformacion de burbujas.
En el caso de un llamado cluster GEIT, solo se proporcionan aberturas de salida de agua relativamente pequenas, lo cual conduce por su parte a aberturas de salida acusticas relativamente pequenas. Debido a ello solo es posible una cantidad de cabezales de prueba limitada o de distribucion especial.
Para lograr un llenado lo mas rapido y completo posible de la camara de un cluster con el fluido, puede disponerse entre la unidad de oscilador y la pieza de trabajo, una lamina, la cual por asf decirlo, reduce la camara. Si bien basicamente es posible debido a ello el llenado de la camara de forma mas rapida, el llenado de la ranura de acoplamiento sin burbujas de aire apenas es realizable a pesar de ello. A ello se suma que la lamina se ensucia cada vez mas y de esta forma provoca una atenuacion acustica que se acentua cada vez mas. Independientemente de ello, este tipo de laminas tambien pueden provocar ecos perturbadores.
La tarea de la presente invencion consiste en proporcionar un dispositivo de prueba de ultrasonidos, con el que sea posible una comprobacion lo mas rapida y exacta posible de piezas de trabajo tubulares. El dispositivo de prueba de ultrasonidos ha de tener en este caso una estructura y ser manejable de la forma mas sencilla posible.
Segun la invencion la tarea se soluciona mediante un dispositivo de prueba de ultrasonidos con las caractensticas de la reivindicacion 1.
El dispositivo de prueba de ultrasonidos segun la invencion presenta por lo tanto, una carcasa de cluster, que termina sobre la superficie de revestimiento exterior de la pieza de trabajo, es decir, sobre la superficie del tubo, con una base de desgaste adaptada al diametro. Debido a ello se conforma una camara para el alojamiento del medio de acoplamiento, preferiblemente agua. La idea principal esencial de la invencion consiste ahora en no llenar esta camara, como se conoce en el estado de la tecnica, de arriba hacia abajo, sino mas bien en llevar a cabo un llenado partiendo de la superficie de revestimiento exterior de la pieza de trabajo. El fluido se suministra por lo tanto cerca de la superficie de revestimiento exterior de la camara y asciende entonces en la carcasa de cluster. Mediante este suministro ventajoso se logra que burbujas de aire que hacen su aparicion eventualmente asciendan con el fluido hacia arriba y se evacuen de esta forma claramente de manera mas rapida y sin turbulencias. En el caso de dispositivos de prueba segun el estado de la tecnica, precisamente este no es el caso, habitualmente el fluido fluye desde arriba en contra de las burbujas de aire en ascenso.
Segun la invencion, correspondientes aberturas de entrada de fluido pueden estar configuradas constructivamente de tal forma, que el chorro de fluido se grna a traves de al menos un canal perpendicularmente a la superficie de tubo. La camara se inunda entonces comenzando desde la superficie de tubo, en ajuste a la longitud de lmea del cabezal de prueba uniformemente desde abajo hacia arriba sin burbujas. Al menos un canal de evacuacion de fluido sirve para la purga y el desague de la camara y desemboca de forma preferida lateralmente o por encima de la unidad de oscilador, particularmente por encima de los cabezales de prueba en una abertura de evacuacion de fluido. En lo que a tecnica de flujo se refiere, puede evitarse de esta forma una conformacion de burbujas de aire delante de la unidad de oscilador, es decir, entre la pieza de trabajo y los cabezales de prueba. La cantidad de los
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canales de evacuacion de fluido y aberturas de evacuacion de fluido puede adaptarse individualmente a la longitud de lmea de cabezal de prueba o a la cantidad de los cabezales de prueba individuales.
La carcasa de cluster puede estar configurada segun la invencion, para tecnica convencional o de acoplamiento en fase. Una camara grande se adecua particularmente tambien para una tecnica de prueba de acoplamiento en fase con llamado metodo de brocha dentro de la carcasa de cluster.
En una variante de realizacion particularmente ventajosa, la carcasa de cluster esta dividida en un cuerpo de contacto y en una carcasa de unidad de oscilador. El cuerpo de contacto entra en contacto con la base de desgaste, la carcasa de unidad de oscilador contiene el cuerpo de oscilacion y esta alojada de manera pivotante frente al cuerpo de contacto. La camara se extiende a traves del cuerpo de contacto hasta el interior de la carcasa de unidad de oscilador.
Con la ayuda de piezas distanciadoras puede realizarse una elevacion de la carcasa de cluster y con ello una separacion mayor de la unidad de oscilador con respecto a la superficie de revestimiento de la pieza de trabajo. Para este fin esta dividida la carcasa de unidad de oscilador.
Para la realizacion de diferentes tecnicas de comprobacion, por ejemplo, sonorizacion angular, la unidad de oscilador o la carcasa de unidad de oscilador pueden pivotar de forma exacta alrededor del punto de sonorizacion sobre la superficie de revestimiento. De esta manera se logra que el punto de sonorizacion se mantenga siempre sobre la superficie de revestimiento, tambien al pivotar la unidad de oscilador, asf como al utilizarse diferentes piezas distanciadoras, dado que la lmea de pivote, la cual esta configurada en un ejemplo de realizacion preferido por el contorno exterior del cuerpo de contacto, se corresponde con un arco circular, cuyo punto central esta conformado por el punto de sonorizacion sobre la superficie de revestimiento. El cuerpo de contacto presenta por lo tanto en direccion de la carcasa de unidad de oscilador, un arqueado convexo. La carcasa de unidad de oscilador esta introducida en un lado inferior, es decir, en el lado que entra en contacto con el cuerpo de contacto, de forma correspondientemente concava.
Para la reproducibilidad del ajuste de prueba, el angulo de sonorizacion puede fijarse mecanicamente en diferentes posiciones angulares, es decir, fijarse la carcasa de unidad de oscilador frente al cuerpo de contacto.
Ha resultado ser ventajoso, cuando no se proporciona solo una abertura de entrada de fluido, sino cuando el fluido se introduce a traves de varias aberturas de manera uniforme en la camara.
La base de desgaste arqueada de forma concava esta configurada de forma que es reemplazable, de manera que el dispositivo de prueba puede adaptarse a diferentes diametros.
Mediante las siguientes figuras se explica con mayor detalle la invencion. El ejemplo de realizacion que se describe en ellas ha de entenderse solo a modo de ejemplo y no ha de limitar el alcance de la invencion. Muestran:
La Fig. 1: un dispositivo de prueba de ultrasonidos segun la invencion en vista anterior,
La Fig. 2: el dispositivo de prueba de ultrasonidos de la figura 1 en vista lateral,
La Fig. 3: una representacion de principio del ajuste de angulo.
Las figuras 1 y 2 muestran un dispositivo de prueba de ultrasonidos 20 segun la invencion. Este presenta una base de desgaste 22, la cual dependiendo del diametro de una pieza de trabajo 24 a comprobar presenta un arqueamiento concavo, que entra en contacto con la pieza de trabajo 24 a comprobar. La base de desgaste 22 es reemplazable, el grado del arqueamiento es adaptable por lo tanto a diferentes diametros de tubo o superficies de revestimiento exteriores 25.
En el ejemplo de realizacion mostrado, la base de desgaste 22 esta dispuesta en un cuerpo de contacto 26, con el que entra en contacto por su parte, una carcasa de unidad de oscilador 28. Dentro de la carcasa de unidad de oscilador 28 se muestra una unidad de oscilador 30, que contiene los emisores y modulos de recepcion necesarios. El sonido incide sobre un punto de sonorizacion con un angulo a, es de por ejemplo, 19°. La carcasa de unidad de oscilador 28 tiene una configuracion pivotante frente al cuerpo de contacto 26. En el ejemplo de realizacion mostrado, se configura el cuerpo de contacto 26 para este fin, de forma convexa en su lado dirigido hacia la carcasa de unidad de oscilador 28, presentando por el contrario la carcasa de unidad de oscilador 28 un arqueamiento concavo correspondiente.
El arqueamiento concavo o convexo del cuerpo de contacto 26 y de la carcasa de unidad de oscilador 28, estan configurados de tal forma, que la lmea de oscilacion S-S resultante de ello se corresponde con un arco circular, cuyo punto central esta conformado por el punto de sonorizacion 32 que se encuentra sobre la superficie de revestimiento 25 de la pieza de trabajo 24. En el ejemplo de realizacion mostrado, la carcasa de unidad de oscilador 28 esta dispuesta perpendicularmente sobre el cuerpo de contacto 26, pero puede girarse tanto hacia la derecha, como tambien hacia la izquierda. La fijacion de la lmea de pivote S-S como arco circular del punto de sonorizacion 32, provoca que el sonido siempre incida exactamente en el punto de sonorizacion 32 con el mismo angulo de
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sonorizacion a, independientemente del grado del giro (comparese tambien la Fig. 3).
El cuerpo de contacto 26 y la carcasa de unidad de oscilador 28 conforman una carcasa de cluster 34, en la cual se encuentra una camara 36. La camara 36 entra en contacto con la pieza de trabajo 24 o esta abierta en direccion de la pieza de trabajo 24, para poder dar lugar a un acoplamiento mediante un fluido.
La camara 36 puede llenarse a traves de un canal de entrada de fluido 38, que desemboca en la camara 36 con una abertura de entrada de fluido 40. El canal de entrada de fluido 38 esta configurado en este caso preferiblemente de tal manera, que el fluido se conduce lo mas perpendicular posible a la superficie de revestimiento 25 exterior de la pieza de trabajo 24. La figura 1 aclara que tambien pueden proporcionarse varios canales de entrada de fluido 38, en el ejemplo de realizacion mostrado, cinco. A traves de los canales de entrada de fluido 38 se inunda la camara 36 partiendo de la superficie de revestimiento 25 de la pieza de trabajo 24, el fluido asciende en la camara 36 y se conduce a canales de salida de fluido 42. Los canales de salida de fluido 42 desembocan en aberturas de salida de fluido 44, que evacuan el fluido de la carcasa de cluster 34 o del dispositivo de prueba de ultrasonidos 20. En el ejemplo de realizacion mostrado se proporcionan terminaciones de canal de salida de fluido 46 en forma de chimenea, que evacuan el fluido de la unidad de oscilador 30 y por encima de cabezales de prueba no mostrados. Las terminaciones de canal de salida de fluido 46 estan dispuestas exteriormente en la carcasa de cluster 34 y sobresalen de esta. La cantidad y el recorrido de los canales de salida de fluido 42 y de las terminaciones de canal de salida de fluido 46 pueden elegirse libremente dependiendo de las exigencias y de los requisitos constructivos.
No se muestran elementos distanciadores, los cuales pueden introducirse en una carcasa de cluster 34 divisible. Puede reconocerse particularmente en la figura 2, que la carcasa de unidad de oscilador 28 esta dividida en una seccion de carcasa de colocacion 48, que se apoya sobre el cuerpo de contacto 26 y una seccion de carcasa superior 50 que se une a ella. Estas dos secciones de carcasa 48, 50 estan en contacto a lo largo de una lmea de separacion x-x. Pueden colocarse piezas separadoras o elementos, por ejemplo entre la seccion de carcasa de colocacion 48 y la seccion de carcasa superior 50, debido a lo cual puede variarse la separacion de la unidad de oscilador 30 con respecto a la pieza de trabajo 24 o con respecto al punto de sonorizacion 32.
La figura 3 aclara las relaciones geometricas del ajuste de angulo segun la invencion del dispositivo de prueba de ultrasonidos 20. Se muestran superficies de revestimiento 25 exteriores de dos piezas de trabajo 24 con diferentes diametros. El punto de sonorizacion 32 deseado se encuentra sobre estas superficies de revestimiento 25 exteriores. Se muestra ademas de ello, un cabezal de prueba 52 en tres posiciones diferentes. Se indica ademas de ello, la lmea de pivote S-S, sobre la cual pivota el cabezal de prueba 52. El punto central correspondiente a la lmea de pivote S-S es el punto de sonorizacion 32. De esta forma, el cabezal de prueba 52 presenta en cada posicion sobre la lmea de pivote S-S la misma distancia y el mismo angulo con respecto al punto de sonorizacion 32, debido a lo cual la comprobacion de piezas de trabajo 24 de diferente diametro puede llevarse a cabo de forma rapida y sencilla manteniendose el angulo de ajuste deseado.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) de cuerpos tubulares, presentando
    - una carcasa de cluster (34), conformada a partir de un cuerpo de contacto (26) y una carcasa de unidad de oscilador (28), en la cual hay dispuesta una unidad de oscilador (30),
    - una base de desgaste (22) dispuesta en la carcasa de unidad de oscilador (28) y reemplazable para la adaptacion al correspondiente diametro de una pieza de trabajo (24) tubular, con un arqueamiento concavo dirigido hacia la pieza de trabajo (24) tubular, que puede disponerse sobre una superficie de revestimiento (25) exterior de la pieza de trabajo (24), donde
    - la base de desgaste (22) esta abierta en direccion hacia la pieza de trabajo (24),
    - el dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) de cuerpos tubulares puede acoplarse mediante un medio fluido a una pieza de trabajo (24) tubular, y el dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) y la pieza de trabajo (24) tubular pueden moverse entre sf relativamente,
    - la carcasa de cluster (34) y la base de desgaste (22) conforman juntas una camara (36) entre la pieza de trabajo (24) y la unidad de oscilador (30),
    - la carcasa de cluster (34) presenta
    - al menos un canal de entrada de fluido (38), que desemboca en la camara (36) con una abertura de entrada de fluido (40), y esta configurado y dispuesto de tal forma que el medio de fluido se conduce lo mas perpendicular posible a la superficie de revestimiento (25) exterior de la pieza de trabajo y puede producirse un llenado de la camara (36) y del canal de salida de fluido (42) comenzando en la superficie de revestimiento (26) exterior de la pieza de trabajo (24) y ascendiendo entonces,
    - al menos un canal de salida de fluido (42) para purgar y desaguar la camara (36), que desemboca en la camara (36),
    - comprendiendo la carcasa de la unidad de oscilador (28) la unidad de oscilador (30) y siendo pivotante frente al cuerpo de contacto (26),
    - incidiendo sonido de la unidad de oscilador (30) sobre un punto de sonorizacion (32) sobre la superficie de revestimiento (25) de la pieza de trabajo (24) y siendo pivotante la unidad de oscilador (30) sobre una lmea de pivotacion S-S, que se corresponde con un arco de cfrculo, cuyo punto central esta conformado por el punto de sonorizacion (32).
  2. 2. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el canal de salida de fluido (42) presenta una abertura de salida de fluido (44), la cual esta dispuesta, en relacion con la superficie de revestimiento (25), por encima de un cabezal de prueba (52) de la unidad de oscilador (30).
  3. 3. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun la reivindicacion 2, caracterizado porque el canal de salida de fluido (42) presenta una terminacion de canal de salida de fluido (46), que sobresale de la carcasa de cluster (34).
  4. 4. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se proporcionan varios canales de entrada de fluido (38).
  5. 5. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se proporcionan varios canales de salida de fluido (42).
  6. 6. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la separacion de la unidad de oscilador (30) del punto de sonorizacion (32) puede modificarse con la ayuda de piezas distanciadoras, las cuales pueden disponerse en la carcasa de cluster (34).
  7. 7. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la unidad de oscilador (30) esta configurada de forma que puede fijarse en cada posicion en relacion con el punto de sonorizacion (32).
  8. 8. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la unidad de oscilador (30) comprende varios cabezales de prueba (52).
  9. 9. Dispositivo de prueba de ultrasonidos (20) segun la reivindicacion 8, caracterizado porque la camara (36) presenta dimensiones, las cuales permiten una tecnica de comprobacion de acoplamiento en fase.
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