Ultrasonido para Prueba de Tono

Una Mirada al uso de esta Versátil Tecnología Predictiva

Por Jim Hall 

Pensamos normalmente en ultrasonido como un gran instrumento para encontrar fugas de aire, analizar cojinetes en motores, localizar fallas en trampas de vapor, y una variedad de otras tareas. Sin embargo, muchos técnicos de mantenimiento de inmuebles no asocian el uso del ultrasonido como un instrumento para encontrar fugas alrededor de puertas, ventanas ni otras aplicaciones similares. Inspeccionan bóvedas, cuartos de vacío, o pruebas de integridad de paredes (interior o exterior) y techos son unas pocas aplicaciones en las cuales el ultrasonido es aplicado exitosamente por muchas compañías. 

Durante varios años, la industria del transporte ha estado utilizando pruebas ultrasónicas de tono para la certeza de la calidad, probando para fugas de viento/agua en parabrisas, puertas y ventanas. ¿Ha notado que tan silencioso es su automóvil o camión nuevo? También, por años la industria de la aviación ha estado utilizando las pruebas ultrasónicas de tono para inspeccionar los fuselajes de los aviones, exterior, las ventanas y las puertas para escapes y/o escapes potenciales de presurización en la cabina del piloto. 

La "prueba de tono" ultrasonido se refiere a colocar un generador ultrasónico de tono en un "volumen" (es decir, el compartimiento, la cámara o el tanque) y llenar ese volumen con ultrasonido. Un receptor ultrasónico entonces es utilizado para detectar el sonido para ser transmitido por una apertura tal como un agujero en una costura de soldadura, una grieta o fractura del todo. 

Como el aire, el agua y otros líquidos, las ondas ultrasónicas seguirán el camino de menos resistencia. El Ultrasonido es la onda corta, típicamente de 1/8” a 5/8” de largo, y muy direccional. El ultrasonido transmitido desviará superficies duras o sólidas y penetrará por aperturas existentes, tal como hoyos, juntas o sellos defectuosos. Ya que el ultrasonido está por arriba del rango del oído humano, puede ser utilizado en muchos ambientes sin perturbar a otras personas. Un transmisor ultrasónico es referido como un "bisonic" y otro en la industria es referido  como un "mosquitero". Los generadores de tono son ofrecidos por la mayoría de los fabricantes de ultrasonido como parte de un juego o como accesorios opcionales. 

Figura 1 – Prueba de tono con ultrasonido 

Generadores de Tono 

Los generadores de tono emiten una señal ultrasónica. Todos los receptores ultrasónicos utilizan un cristal piezoeléctrico típicamente montado al frente del instrumento o al final de un accesorio tal como una varita o una punta de prueba portátil. El cristal actúa como un micrófono para recibir la señal que entonces es convertida a una señal audible que es oída por el usuario final por medio de unos auriculares o una bocina. Así como el transductor piezoeléctrico es utilizado para recibir una señal ultrasónica, puede ser utilizada también para transmitir una señal ultrasónica. La señal transmitida es utilizada para llenar un compartimiento, tubo, cámara, fuselaje de avión y/o bahías de carga o trampas con ultrasonido. Este sonido está por encima del humano que oye en la gama de 20 khz. Dependiendo de la aplicación, el generador de tono puede ser colocado adentro o fuera del compartimiento. El sonido llena el volumen (es decir, la cámara, el compartimiento, las bahías de carga) y entonces un receptor ultrasónico es manipulado en espacios reducidos o para escanear áreas abiertas grandes que se concentran en el tono del sonido del tono (un sonido semejante a pájaros que trinan). Las frecuencias en que el sonido es admitido puede ser oído fácilmente por el receptor ultrasónico. Después de identificar la ubicación de la fuga - digamos, dentro del compartimiento – el usuario final ahora puede invertir el procedimiento de inspección, colocando el generador/transmisor de tono por dentro y escanear el exterior del compartimiento para localizar la fuente de escape o punto de intrusión. 

Diferentes Tamaños 

Los generadores multi-direccionales de tono pueden tener varios transductores que transmiten en varias direcciones a la vez. Estos generadores pueden ser utilizados, por ejemplo para inundar un avión Boeing 747 con suficiente ultrasonido para realizar una inspección total de fuselaje para vacíos, tornillos flojos, grietas, fugas en parabrisas y puertas.  

Algunos transmisores ultrasónicos tienen control de volumen para controlar la intensidad del sonido para ser emitida. El volumen que tiene que ser llenado determina el nivel de la intensidad necesitado. 

 

Figura – 2 Inspecciones en Edificios 

Aplicaciones Marinas 

Hay transmisores específicamente fabricados para los ambientes marinos. Estos transmisores llenan áreas como las bahías de carga de los barcos. Los barcos en el mar a menudo encuentran condiciones de mal tiempo, incluyendo vientos fuertes, olas altas y mucha lluvia. Una puerta de la bahía de carga con un sello malo podrían llevar a cantidades masivas de intrusión de agua que podría dañar la carga. La Figura 2 muestra la prueba de tono en un barco. 

Inspecciones en Edificios  

Al realizar pruebas ultrasónicas de tono, usted debe estar equipado con un receptor ultrasónico portátil, auriculares de alta-impedancia, y con un generador ultrasónico de tono o transmisor.  

Una inspección típica de un edificio puede incluir techos, integridad de paredes, ventanas, y puertas para escapes y/o para defectos estructurales. La prueba de tono es una elección muy buena para inspecciones estructurales de cuartos de vacío. Un cuarto de vacío puede tener piso y techo falso. Por lo tanto el potencial para escapes fuera del cuarto de vacío que puede estar bajo una presión positiva es muy necesario. 

La industria nuclear utiliza pruebas de tono ultrasónicas al realizar inspecciones de pared de contención para hoyos y/o grietas en una pared de contención. Las inspecciones de edificios deben ser realizadas por personal certificado en las últimas técnicas de inspección, equipo,  códigos y procedimientos.  

 

En la Figura 3, un técnico de mantenimiento utiliza una "varita flexible" y el receptor ultrasónico para oír el ultrasonido emitido de un transmisor colocado fuera de la ventana de la oficina. En este ejemplo, el sonido del transmisor de "bisonic" podría ser oído en el rincón izquierdo superior de mano de la ventana. Esta apertura había estado permitiendo el sonido y los olores del piso inferior, penetrando en las oficinas, y el viento que soplaba, creó un ruido molesto. 

Industria Automotriz 

Muchos de los principales fabricantes de automóviles del mundo, utilizan un instrumento de ultrasonido y generador de tono para verificar periódicamente la línea de producción automotora para la certeza de la calidad. Las fugas de viento y/o agua de parabrisas, de las puertas, de las ventanas, y de las cajuelas son verificadas rutinariamente para asegurar la calidad. 

Un generador de tono es colocado dentro del vehículo. Cuando la señal llena el interior del vehículo, un técnico escanea el exterior de la puerta, de la ventana, o del parabrisas con un receptor y puede oír la señal por los auriculares si hay un escape (Figura 4). 

Hornos o Autoclaves

Recientemente estuve en una planta que tiene un horno de recocido de 15 años de antigüedad. Ellos habían ordenado una prueba de tono para tratar de localizar escapes alrededor de la puerta. Esto es una aplicación excelente para pruebas de tono. La pérdida del calor de las bisagras de la puerta, rincones de la puerta, y picaportes de la puerta, pueden significar en un tiempo de ejecución más largo para los productos, que significa energía y dinero malgastado. 

El uso de pruebas de tono y de ultrasonido es un método probado de inspección no destructiva. Cuándo una "línea-de-visión", que es necesaria al utilizar un aparato infrarrojo, no esta disponible, la prueba de tono de ultrasonido puede ser una buena alternativa. Y, durante las inspecciones de edificios, la integración de ultrasonido e infrarrojo puede ser especialmente útil. 

Jim Hall es el presidente de Ultra-Sound Technologies, una compañía Vendedor-Neutral que proporciona consultoría de mantenimiento y capacitación predictiva en el lugar. UST proporciona certificación Nivel Asociado, Nivel I y II de Ultrasonido. Jim es también un proveedor regular de presentaciones en línea en ReliabilityWeb.com y es redactor para la Revista Uptime. Jim ha proporcionado capacitación de ultrasonido para varias Compañías incluidas en Fortune 500 en diversos ramos como generación eléctrica, pulpa y papel, productos petroquímicos y el transporte (marítima, automotriz, espacio). Un veterano de 17 años del servicio civil, Jim sirvió como ingeniero técnico aeroespacial para la Unidad de Servicio de Ingeniería de Aeronáutica Naval (NAESU por sus siglas en ingles). Puede ser contactado en el tel (770) 517- 8747 o en jim.hall@Ultra-SoundTech.com