Cómo construir tu propio caso de uso para un detector de DR conformable

En Carestream NDT queremos compartir no solo nuestros desarrollos tecnológicos y cartera de productos, sino también el conocimiento y la experiencia práctica que nuestro equipo adquiere al trabajar codo a codo con clientes como tú. Nuestro objetivo es compartir este conocimiento y experiencia de forma sencilla para que nuestros lectores puedan encontrar aplicaciones prácticas en sus actividades cotidianas.

Esta serie está dirigida, pero no limitada, a profesionales de END en las siguientes industrias: Petróleo y Gas, Nuclear, Construcción, Fundición y Fundiciones, Generación de Energía, Aeroespacial, Transporte, Automoción, Militar y Defensa, Agricultura, Restauración de Arte y Artefactos Museísticos, y Empresas de Servicios de END.

Introducción – Ecosistemas y plataformas

Desde el trascendental descubrimiento de rayos X realizado por Röntgen en noviembre de 1895, los procesos de imagen han mejorado nuestros sentidos, permitiéndonos a los humanos no solo ver dentro de nosotros mismos en procesos de imagen relacionados con la salud, sino también otorgarnos la capacidad de ver dentro de objetos individuales y complejos conjuntos que constituyen el notablemente diverso tipo de activos que nos rodean.

Industrias como el petróleo y gas, la nuclear, la construcción, la fundición y fundición, la generación de energía, la aeroespacial, empresas de servicios de END, transporte, automoción, militar y defensa, o incluso actividades no industriales como la restauración de arte y los artefactos museísticos, hacen un amplio uso de una paleta muy diversa de capacidades de imagen radiográfica, ultrasónica, infrarroja y de corrientes foucaultanos.

Esta riqueza de capacidades de imagen no solo contribuye a garantizar la calidad y seguridad de los activos asociados, sino que también proporciona información y conocimientos esenciales para apoyar procesos de toma de decisiones sustancialmente importantes en todos los niveles jerárquicos en los principales actores del ecosistema del activo, como diseñadores, empresas manufactureras y constructoras, operadores, propietarios y organismos reguladores.

La película radiográfica, las placas de imagen (IP) para radiografía computarizada (CR) y los sistemas de detectores digitales (DDAs) para radiografía digital (DR) y tomografía computarizada (TC) ofrecen una amplia gama de capacidades de imagen que van desde el entorno cuidadosamente controlado de un laboratorio de investigación y desarrollo hasta las duras y a menudo hostiles condiciones ambientales de las aplicaciones de campo en plataformas offshore.

Las operaciones de imagen competitivas y sostenibles deben tener no solo una perspectiva clara de los componentes de su ecosistema de imagen, como se muestra en la Figura 2, sino también del papel que cualquier plataforma de software de imagen de soporte debe tener para agilizar la captura, análisis, transmisión, almacenamiento y preservación de imágenes fiables. Una plataforma de imagen independiente del proveedor y compatible con DICONDE garantizará que los avances tecnológicos en medios, hardware y software de imagen generen un efecto singenético positivo sobre el resto de los componentes del ecosistema de imagen; Aquí es importante establecer una alineación adecuada entre la adopción de avances en tecnología de medios de grabación, plataformas de imagen y los requisitos técnicos integrados en códigos y regulaciones.

¿POR QUÉ debería existir un detector flexible? – La importancia de la conformidad y el contacto íntimo.

Los principios de formación de imágenes radiográficas aconsejan que, siempre que sea factible, la distancia entre el sujeto y el medio de grabación, ya sea película, IP o DDAs, debe mantenerse lo más mínima posible para minimizar los efectos de distorsión y falta de nitidez sobre la imagen resultante. Este principio de formación de imágenes se replica en los requisitos de inspección radiográfica contenidos en un amplio espectro de códigos de fabricación y construcción en todo el mundo.

Códigos como el ASME BPVC para calderas y recipientes a presión o AWS D1.1/D1.1M en construcción de acero, especificaciones como API 6A y normas como ASME B31.1, ASME B31.3 o API 1104 tienen como rasgo común que adoptan este principio de imagen no solo para la inspección de soldaduras en tuberías o componentes tubulares, pero también lo integran en los requisitos de inspección radiográfica para fundiciones, productos laminados, forjas. tuberías, tubos u otros componentes fabricados formados con superficies redondas.

La exposición de pared simple / visión de pared única (SWE/SWV), como se muestra en la Figura 3, la exposición de doble pared / visión de pared simple (DWE/SWV) como se muestra en la Figura 5, y la exposición de doble pared para la visión de doble pared (DWE/DWV), como se muestra en la Figura 6, constituyen el repertorio fundamental de radiógrafos de todo el mundo, independientemente del sector industrial en el que participen.

Las aplicaciones específicas basadas en la forma de los elementos inspeccionados, como las inspecciones panorámicas (véase la figura 6) en recipientes a presión, tuberías de gran diámetro o depósitos, constituyen claras variaciones de estas técnicas fundamentales.

Qué exigen exactamente los códigos de fabricación:

La Tabla 1 ofrece una visión de los requisitos técnicos relacionados con las técnicas radiográficas, un conjunto muy diverso de industrias donde los estándares radiográficos enfatizan y priorizan el uso de medios radiográficos flexibles.

Documento	Requisito	Extracto	Ámbito de aplicación
Código ASME de calderas y recipientes a presión edición 2023 [7]	Sección V Artículo 2 Párrafo T-271 Técnica Radiográfica	«Una exposición de pared única La técnica debe emplearse en radiografía siempre que sea posible. Cuando no es práctico usar una técnica de pared simple, se debe emplear una técnica de pared doble. Se deberá realizar un número adecuado de exposiciones para demostrar que se ha obtenido la cobertura requerida.»	Desde 1914, ASME BPVC se considera una referencia esencial dentro de un amplio espectro de industrias como la nuclear, generación eléctrica, petroquímica y transporte, entre otras.
ASME B31.1 – 2022 Tubería de Potencia [8]	Capítulo VI Inspección, Examen y Pruebas, Párrafo 136.4.5 Radiografía	«(a) Cuando lo requiera este capítulo (véase la Tabla 136.4.1-1), el examen radiográfico deberá realizarse conforme a los requisitos de ASME BPVC, Sección V, Artículo 2, salvo que los requisitos de T-274 deben usarse como guía pero no para el rechazo de radiografías, salvo que el La falta de nitidez supera los 0,07 pulgadas. (2,0 mm).»	Esta norma establece requisitos para los sistemas de tuberías que se encuentran típicamente en centrales generadoras de energía eléctrica, plantas industriales e institucionales, sistemas de calefacción geotérmica y sistemas de calefacción y refrigeración central y distrital.
ASME B31.3 -2022 Tubería de Proceso [9]	Capítulo VI Inspección, Examen y Pruebas, Párrafo 344.5 Examen Radiográfico	«Método 344.5.1. (…) La radiografía de soldaduras y de componentes distintos de las piezas fundidas deberá realizarse de acuerdo con ASME BPVC, Sección V, Artículo 2.»	Esta norma contiene requisitos para tuberías que se encuentran típicamente en refinerías de petróleo; plantas químicas, farmacéuticas, textiles, de papel, semiconductoras y criogénicas; y plantas y terminales de procesamiento relacionadas.
Especificación API 6A, 21ª Edición – Especificación para equipos de cabezas de pozo y árbol [10]	10.4.2.16 Soldadura de la END – Párrafo Volútrico 10.4.2.16.2 Método de Prueba Examen Radiográfico	«Los exámenes radiográficos se realizarán conforme a los procedimientos especificados en la Sección V, Artículo 2 (o equivalente) de ASME BPVC, con una sensibilidad mínima del 2%(2-2T).»	Esta especificación identifica los requisitos para equipos de cabezas de pozo y árboles para su uso en las industrias del petróleo y el gas natural.
Norma API 1104, 22ª Edición – Tuberías de soldadura e instalaciones relacionadas [11]	Sección 11.1* Métodos de Prueba Radiográfica, Subsección 11.1.2.3 Otros Medios de Imagen, párrafo f) Geometría de exposición * La Sección 11.1 establece los requisitos para producir imágenes radiográficas en película u otros medios mediante el uso de rayos X o rayos gamma.	«Ya sea exposición de pared simple para visualización de pared simple (SWE/SWV), exposición de doble pared para visualización de pared simple (DWE/SWV), o exposición de doble pared para visión de pared doble (DWE/DWV);» ya sea en movimiento o imagen fija; la velocidad de escaneo para imágenes en movimiento; la distancia desde la fuente o punto focal hasta la superficie del imerador; las posiciones relativas de la superficie del imerador, la soldadura, la fuente, los IQIs y los intervalos o marcadores de referencia; la cantidad de aumento geométrico; la ampliación total utilizada para la visualización; y el número de imágenes necesarias para la radiografía de una soldadura completa».	Esta norma establece los requisitos para la soldadura por gas y por arco utilizada en la construcción y reparación en servicio de tuberías y componentes para la compresión, bombeo y transmisión por oleoductos de crudo, productos petrolíferos, gases combustibles, dióxido de carbono y nitrógeno.
AWS D1.1/ D1.1M:2020 Código de Soldadura Estructural — Acero [12]	Cláusula 10 – Estructuras tubulares Sección 10.28 Requisitos suplementarios de RT para conexiones tubulares Párrafo 10.28.1 Soldaduras por ranuras circunferenciales en uniones a tope.	«La técnica utilizada para radiografiar las uniones a tope circunferenciales será capaz de cubrir toda la circunferencia. La técnica debe ser preferiblemente exposición de pared única o vista de pared única. Cuando la accesibilidad o el tamaño de la tubería lo impiden, la técnica puede ser exposición de doble pared/vista de pared única o exposición de doble pared/vista de doble pared.»	Este código contiene los requisitos para fabricar y montar estructuras de acero soldado para un conjunto muy diverso de sectores de la construcción. La cláusula 10 cubre las uniones a tope entre tubulares, T-, Y-. Conexiones K de tubulares a tubulares, o tubulares soldadas a placas planas o elementos planos de otros elementos.

Todas las referencias técnicas mencionadas anteriormente, así como sus códigos, especificaciones y estándares equivalentes en otras regiones del mundo como Europa, Asia o África, tienen en común que enfatizan la importancia del contacto directo del detector radiográfico con la zona inspeccionada, siempre que esta condición sea técnicamente factible, pero hasta hoy, solo las placas de imagen de radiografía computarizada (IP) y de película podían satisfacer ese requisito.

Con el objetivo de expandir, enriquecer y reforzar las capacidades de imagen de nuestros clientes en un conjunto muy diverso de industrias, hemos desarrollado una matriz digital de detectores (DDA) conformes con silicio amorfo que es flexible y que permite que el detector esté en contacto directo con el componente inspeccionado. Este detector conformable puede doblarse repetidamente alrededor de soldaduras de tuberías de diferentes diámetros, lo que resulta en una mejora significativa de la calidad de la imagen, ahorro de tiempo en el flujo de trabajo y beneficios de productividad para la captura estática de imágenes radiográficas en componentes curvos.

¿POR QUÉ tiene sentido empresarial el uso de un detector flexible? – Flujo de trabajo optimizado para la imagen, reducción del tiempo de adquisición de imágenes y aumento de la productividad.

Para aplicaciones de radiografía de campo, el diseño del detector debe ser portátil, delgado, flexible, fácilmente fijable y capaz de soportar entornos hostiles. Tamaño, peso, tipo de centelleador, paso de píxel, profundidad de bits, blindaje contra radiación, límites de carga, temperatura, humedad, presión atmosférica, mitigación de vibraciones, resistencia a caídas y protección contra la entrada son consideraciones adicionales. Se pueden obtener imágenes digitales de alta calidad utilizando modos de adquisición de imagen tanto por cable como inalámbricos. La mejora en la productividad obtenida con detectores flexibles en relación con la película y la CR beneficia no solo a los sectores industriales listados en la Tabla 1, sino también a los componentes de su ecosistema empresarial.

Como hemos revisado antes, la radiografía industrial sirve a una amplia variedad de segmentos y aplicaciones. Más de la mitad de las exposiciones bidimensionales estáticas se realizan mediante el uso de radioisótopos en entornos de campo exteriores. Algunas exposiciones de radiografía de campo se realizan con fuentes portátiles de rayos X pulsados alimentadas por batería. Las exposiciones continuas de rayos X suelen realizarse en una instalación dentro de una cámara o gabinete. Los DDA conformables funcionan de la misma manera que los detectores rígidos. No requieren casete como la película ni las placas de imagen CR. Hay varios tamaños de detectores disponibles para acomodar diferentes áreas de inspección y radios de curvatura. El detector se dobla repetidamente alrededor de los componentes como parte de las operaciones diarias de inspección. El proceso recomendado por el fabricante para mapas de píxeles defectuosos se utiliza para actualizar el mapa de píxeles existente diariamente o antes de un conjunto de inspección. El detector puede tener un cable de conexión a una caja de interfaz de punto de acceso, por lo que la caja de interfaz puede comunicarse inalámbrica o mediante cable a una tableta o portátil. La calidad de imagen para radiografía digital (DR) es superior a la de película y CR, y la calidad de imagen para una sola visualización es mejorada. La combinación de ambos factores conduce a una ventaja significativa y medible en calidad de imagen.

Los Conformable DDA también tienen una ventaja significativa de productividad en comparación con la película y la CR.

¿Por qué usarías DR conformable en vez de película o CR?
Productividad	Ahorro operativo	Salud y seguridad	Impacto ambiental
• Imágenes instantáneas (sin tiempo de procesamiento asociado al revelado de película o escaneo por IPs) • Flexibilidad laboral (completar el doble de trabajo en el mismo lapso de tiempo) • Reducir la carga de trabajo asociada a las repeticiones	• Consumibles (incluyendo películas y productos químicos o placas de imagen) • Costes de almacenamiento de inventario • Costes de eliminación de residuos químicos • Escaneo y archivo de películas • Costes de reemplazo de isótopos	• Son posibles zonas de exclusión más pequeñas • Reducir la fatiga del radiógrafo (asociada a la corrección de radiografías y placas de imagen)	• Eliminar los impactos asociados a la producción, distribución y eliminación de productos químicos. • Eliminar el impacto en el consumo de agua asociado al procesamiento de películas

Brian White, científico investigador y radiógrafo de nivel III en Carestream NDT, explica las implicaciones prácticas de las nociones discutidas en el presente documento técnico en los siguientes términos [8]:

«Las aplicaciones de los detectores conformes incluyen cualquier técnica de exposición curva que requiera una sola visión. Los detectores también pueden utilizarse en plano para doble visión. Prevemos que los detectores conformes se desplieguen inicialmente en aplicaciones de radiografía de campo expuestas con Iridio. En el futuro, los radiólogos encontrarán nuevas formas de utilizar estos detectores de formas que no hemos considerado. Los principales mercados industriales incluyen el petróleo y el gas, así como los servicios de inspección. Otros mercados potenciales incluyen aeroespacial, defensa, seguridad, fundición y energía. La industria de la radiografía industrial se beneficiará enormemente de la tecnología de detectores conformes. La principal ventaja es la productividad, la capacidad de realizar la inspección más rápido, lo que supone un ahorro de costes. Además, la digitalización y la tecnología digital ofrecen numerosos beneficios en comparación con los procesos analógicos. La digitalización permite la transformación digital como parte de la cuarta revolución industrial.»

Un enfoque práctico para profesionales de la imagen radiográfica y responsables de la toma de decisiones empresariales: Crear tu propio caso de uso para un detector de DR conformable (Parte I de III)

1. Como primer paso en esta etapa, será interesante hacer una lista de los componentes y conjuntos dentro del ámbito de tu trabajo que requieren procesos de imagen radiográfica basándote en las opciones integradas en la Figura 2.
2. A continuación, para cada componente o tipo de ensamblaje, haz una lista de los códigos, especificaciones o normas que describan la técnica radiográfica aplicable a los componentes y conjuntos ya incluidos en tu lista.
3. Luego, para cada código, especificaciones o estándares de tu lista valida si la radiografía digital usando DDAs es un proceso viable de imagen radiográfica.
4. Por último (para esta fase de análisis), revisa la exposición de pared única para visualización de pared única (SWE/SWV), panorámica, exposición de doble pared para visualización de pared simple (DWE/SWV), exposición de doble pared para visualización de pared doble (DWE/DWV) u otra técnica de exposición aplicable para cada componente o conjunto donde se permita radiografía digital usando DDAs.

A.- Componente / Ensamblaje	B.- Códigos aplicables	C.- ¿Se permite la DR?	D.- Exposición aplicable	Next Stage está disponible en el segundo libro blanco de esta serie
Soldadura circunferencial en un vaso de presión	ASME BPVC, Sección VIII-1 UW-51 y Sección V Artículo 2.	Sí, ASME BPVC, Sección V, Artículo 2, Apéndice IX obligatorio Radiografía usando sistemas de detectores digitales.	Panorámica

En esta etapa, deberías haberlo consolidado en un solo documento:

1. Una lista exhaustiva de los componentes o conjuntos más habituales en los que es necesario realizar procesos de obtención de imágenes radiográficas,
2. Cuáles de esas aplicaciones de obtención de imágenes radiográficas pueden realizarse mediante DR y
3. Cuáles son adecuadas para el uso de un detector DR adaptable.

Para avanzar en la elaboración de tu caso de negocio, te aconsejamos revisar otros Documentos Técnicos de esta serie:

Creando tu propio caso de uso para un detector de DR conformable

Parte I – «Los porqués» Ampliando, enriqueciendo y reforzando tus capacidades de imagen (Este documento técnico)

Parte II – «El cómo» Propuesta de un enfoque accionable para un nuevo conjunto de capacidades de imagen

Parte III – «El qué» Una comparación instructiva de los DDA conformes con las placas de imagen de película y CR

• Para los lectores interesados en explorar cómo la radiografía digital (DR) puede integrarse en sus procesos: https://www.carestream.com/en/us/nondestructive-testing-ndt-solutions
• Para lectores interesados en explorar documentos técnicos complementarios sobre aplicación práctica e innovación en procesos de imagen: https://www.carestream.com/en/us/nondestructive-testing-ndt-solutions/ndt-white-papers

Aquí tienes algunos recursos informativos complementarios del portafolio de productos y servicios de Carestream NDT:

Productos

• HPX ARC 1025 PH
• HPX ARC 1043 PH
• INDUSTREX Fieldview, Tableta
• Software de visualización digital INDUSTREX
• Academia de formación radiográfica industrial avanzada
• Solución de archivo de ayData NDT
• Exhibición Virtual de NDT
• Centro de Recursos
• Documentos técnicos de NDT

Servicios – Formación y Recursos Complementarios:

• Radiografía de Matrices de Detectores Digitales – Curso Online de 40 Horas
• Imagen Digital – Formación en aula de 40 horas

Recursos de ASNT

• Manual de Ensayos No Destructivos, cuarta edición: Volumen 3, Pruebas Radiográficas

Referencias:

1. White, Brian S. “ Conformable Digital Detector Arrays for Nondestructive Evaluation,” 13th European Conference  on Nondestructive Testing, Lisbon, Portugal, 2024. 
2. White, Brian S. “ Conformable Digital Detector Arrays Compared to Film and Computed Radiography,” ASNT 2023  Annual Conference, Houston, Texas USA, 2023 
3. White, Brian S. “Exposure Factors for Film and Digital Detector Array Radiography,” 20th World Conference on  Nondestructive Testing, Incheon, South Korea, 2024. 
4. ASTM Standard E2736-17(2022), 2022, “Standard Guide for Digital Detector Array Radiography” ASTM  International, West Conshohocken, PA, 2022, www.astm.org. 
5. Sinek, Simon. Start with why: How great leaders inspire everyone to take action. Penguin, 2009. 
6. Bossi, R., Nondestructive Testing Handbook, fourth edition: Volume 3, Radiographic Testing, Columbus, OH,  American Society of Nondestructive Testing, 2019. 
7. ASME, Boiler and Pressure Vessel Code, Section V (Nondestructive Examination), American Society of Mechanical  Engineers, Boiler and Pressure Vessel Committee, New York., N.Y., 2023. 
8. ASME, “ASME B31.1-2022 Edition, Power Piping,” ASME Code for Pressure Piping, B31, An American National  Standard, The American Society of Mechanical Engineers, New York., NY., 2022 
9. ASME, “ASME B31.3-2022 Edition, Process Piping,” ASME Code for Pressure Piping, B31, An American National  Standard, The American Society of Mechanical Engineers, New York., NY., 2022 
10. API (American Petroleum Institute), Specification for Wellhead and Tree Equipment, 21st Edition, No. API 6A., 2018. 11. API (American Petroleum Institute), Welding Pipelines and Related Facilities, 22nd Edition, No. API 1104., 2018. 
11. AWS (American Welding Society), AWS D1.1/D1.1M:2020 Structural Welding Code – Steel, Miami: American  Welding Society (AWS), 2020.