Avances en la detección de corrosión con TFM y análisis 3D para inspecciones precisas

Avances en la detección de corrosión con TFM y análisis 3D para inspecciones precisas

Tabla de Contenidos

Introducción

La corrosión plantea desafíos significativos en diversas industrias, lo que conlleva problemas de integridad estructural, inseguridad y pérdidas económicas. Los métodos tradicionales de detección de corrosión a menudo no ofrecen evaluaciones tan precisas y exhaustivas del daño por corrosión. Sin embargo, los avances en las pruebas de ultrasonido, particularmente el Método de Enfoque Total (TFM, por sus siglas en inglés), han revolucionado la forma en que se detecta y analiza la degradación del material en tres dimensiones (3D).

Este artículo explora los principios detrás de las pruebas de ultrasonido con TFM, sus ventajas sobre las técnicas convencionales y sus aplicaciones en el campo de la detección de corrosión y su análisis.

Comprensión de las pruebas de Ultrasonido y el Método de Enfoque Total (TFM)

Las pruebas de ultrasonido involucran el uso de ondas sonoras de alta frecuencia para penetrar materiales y detectar fallas o defectos internos. Han sido utilizadas durante mucho tiempo en diversas industrias para fines de prueba no destructiva (NDT, por sus siglas en inglés) debido a su capacidad para proporcionar información detallada sobre la estructura interna de los materiales.

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El Método de Focalización Total (TFM) es una técnica sofisticada de imágenes por ultrasonido que mejora la resolución y precisión de la detección de defectos. El Método de Focalización Total (TFM) es una técnica Integrada al ya existente Ultrasonido por Arreglo de Fases (PAUT), el cual mejora significativamente la detección y caracterización de defectos, así como la probabilidad de detección (POD) en aplicaciones críticas industriales.

Esta técnica utiliza un enfoque innovador donde, en una primera etapa, cada elemento del transductor se activa individualmente y la información es recopilada por todos los elementos, esta primera parte del proceso se conoce como Captura de Matriz Completa (FMC). Posteriormente, esta información es procesada mediante algoritmos para ajustar dinámicamente el punto focal, esta segunda parte del proceso conocido como Método de Focalización Total (TFM).

Mediante esta tecnología se obtienen imágenes detalladas de la estructura interna del material y con una mejor relación señal – ruido, mejorando el POD y permitiendo la identificación y caracterización precisa de defectos como grietas, inclusiones y porosidad, y representaciones 3D en análisis de corrosión.

Desarrollos más recientes como el Método de Focalización Total Intermodal TFMiTM, donde el programa para el cómputo y formación de la imagen considera más de un modo de interacción del haz ultrasónico con las características internas del espécimen, aseguran la detección y mejoran la nitidez y resolución de los detalles internos llevando a un nivel superior la tecnología TFM.

Avances en la detección de corrosión con TFM y análisis 3D para inspecciones precisas
Secuencia de imágenes avanzadas con Full Matrix Capture (FMC). Fuente: Eddyfi Technologies.

Importancia de la detección de corrosión 3D y uso de TFM

Una evaluación precisa de la corrosión en la superficie interna de equipos estáticos tales como recipientes y tuberías puede lograrse a través de una excelente representación cartográfica de esta superficie, y por lo cual el mapeo debe contener un conjunto de datos tridimensionales muy detallados. Brindando una representación precisa del perfil físico actual y con el cual se pueda realizar un seguimiento de la evolución de la corrosión durante períodos específicos de tiempo de mantenimiento.

La evolución del perfil es una de las métricas que indica si la protección contra la corrosión funciona o si la vida del activo se acorta, por ejemplo. Para este fin es de vital importancia que la tecnología utilizada sea altamente repetible en sus resultados, por lo que esta debe ofrecer imágenes de alta resolución para un mayor detalle y con ello resultados altamente precisos.

El daño del perfil puede medirse utilizando un escáner 3D de alta resolución, que permite registrar los escaneos lineales y TFM para su posterior análisis y con la que se obtienen medidas muy precisas. Se utilizan también herramientas de software automatizadas para evaluar el área del defecto y la caracterización de la vista lateral mediante algoritmos de post-análisis y cursores de software, lo que garantiza que los resultados sean repetibles en muchos conjuntos de datos para el mapeo de corrosión.

Avances en la detección de corrosión con TFM y análisis 3D para inspecciones precisas
Mapeo de corrosión Phased Array de una tuberia en servicio. Fuente: Eddyfi Technologies.

Ventajas de las pruebas de ultrasonido con TFM para el análisis de corrosión

  • Resolución mejorada: La capacidad de TFM para enfocar dinámicamente el haz ultrasónico resulta en una resolución superior en comparación con las técnicas convencionales. Esto permite la detección de características de la degradación del material a pequeña escala con mayor precisión, incluso en geometrías desafiantes.
  • Capacidad de imágenes 3D: Una de las ventajas más significativas de TFM es su capacidad para generar imágenes detalladas en 3D del daño por corrosión. Las técnicas de ultrasonido tradicionales a menudo proporcionan información limitada sobre la profundidad y el alcance de la corrosión, mientras que TFM ofrece datos volumétricos completos, lo que permite a los ingenieros evaluar con precisión la integridad de las estructuras.
  • Mejora en el tamaño y caracterización de defectos: TFM no solo detecta la corrosión, sino que también proporciona información valiosa sobre el tamaño, la forma y la orientación de las zonas con daños. Esto permite a los ingenieros tomar decisiones informadas sobre estrategias de reparación y mantenimiento, prolongando en última instancia la vida útil de los activos y reduciendo el tiempo de inactividad.
  • Versatilidad y adaptabilidad: TFM se puede aplicar a una amplia gama de materiales y geometrías, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones industriales. Ya sea inspeccionando tuberías, tanques de almacenamiento o infraestructura crítica, TFM ofrece versatilidad y adaptabilidad para satisfacer los requisitos únicos de cada escenario de inspección.
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Aplicaciones de las pruebas de ultrasonido con TFM en el análisis de la corrosión

  • Industria Petrolera y gasífera: En el sector petrolero y gasífero, la corrosión representa una amenaza significativa para las tuberías, plataformas marinas y tanques de almacenamiento. Las pruebas de ultrasonido con TFM permiten la inspección integral de estos activos, lo que permite la detección temprana del daño por corrosión y la planificación proactiva del mantenimiento.
  • Ingeniería aeroespacial: Las estructuras de las aeronaves son susceptibles a la corrosión debido a la exposición a condiciones ambientales adversas. Las pruebas de ultrasonido con TFM ayudan a los ingenieros aeroespaciales a evaluar la integridad de componentes críticos, garantizando la seguridad y confiabilidad de las flotas de aeronaves.
  • Infraestructura marítima: La corrosión de la infraestructura marítima, como puentes, muelles y cascos de barcos, puede comprometer la seguridad y provocar reparaciones costosas. Las pruebas de ultrasonido con TFM proporcionan información detallada sobre el alcance del daño por corrosión, facilitando intervenciones de mantenimiento oportunas y rehabilitación estructural.
  • Fabricación de infraestructuras: Desde puentes y túneles hasta equipos industriales y maquinaria, la corrosión afecta a diversos componentes de la infraestructura crítica. Las pruebas de ultrasonido con TFM juegan un papel crucial en garantizar la integridad estructural y la confiabilidad de estos activos, contribuyendo en última instancia a la eficiencia operativa y la seguridad.

Conclusiones

Las pruebas de ultrasonido con el Método de Enfoque Total (TFM) representan un cambio de paradigma en el campo de la detección y análisis de corrosión. Al ofrecer una resolución mejorada, capacidades de imágenes 3D y mejoras en el tamaño y caracterización de defectos, TFM permite a los ingenieros evaluar con precisión la integridad de las estructuras en diversas industrias al obtener una imagen cartográfica del interior del componente con datos altamente repetibles. Desde instalaciones petroleras y gasíferas hasta ingeniería aeroespacial e infraestructura marítima, las pruebas de ultrasonido con TFM desempeñan un papel vital en garantizar la seguridad, confiabilidad y longevidad de los activos.

A medida que la tecnología continúa evolucionando, TFM está preparado para avanzar aún más en el campo de las pruebas no destructivas, proporcionando soluciones innovadoras para abordar los desafíos de la corrosión en el mundo moderno.

Referencias

  • EVIDENT. Uso del método de focalización total para mejorar el procesamiento de imágenes por ultrasonido multielemento (Phased Array); Consultado en fecha 06 de Febrero de 2024. https://www.olympus-ims.com/es/applications/using-the-total-focusing-method-to-improve-phased-array-ultrasonic-imaging/
  • PHILIPPE RIOUX, WILL HAWORTH. Corrosion TFM Study: Improving Inspection Accuracy with 3D Data Interpretation; Consultado en fecha 07 de Febrero de 2024. https://www.ndt.net/article/ndt-canada2023/papers/Improving_Inspection_Accuracy_with_3D_Data_Interpretation.pdf
  • PAUL HILLMAN. Plane Wave Imaging: The Benefits of Total Focusing Method at High Speed; Consultado en fecha 07 de Febrero de 2024. https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-26603.pdf
  • PAUL HOLLOWAY, ED GINZEL. TFMiTM Part 2: Improved Imaging with 3D Rendering; Consultado en fecha 08 de Febrero de 2024. https://www.ndt.net/article/UTonline2021/Paper/14_Holloway.pdf
  • Jonathan TURCOTTE, Philippe RIOUX, Jérôme-Alexandre LAVOIE. TFMiTM Part 2: Comparison Corrosion Mapping Solutions using Phased Array, Conventional UT and 3D scanners; Consultado en fecha 08 de Febrero de 2024. https://sonatest.com/application/files/5416/9522/6362/Corrosion_Mapping_Solutions_Comparison_UT-PA-3D_JTurcotte.pdf

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