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Aug 01, 2023

Estrategias de prueba de corrientes de Foucault para tubos de cobre.

Los sensores estacionarios (tipo de bobina pasante, izquierda) y los sensores de escaneo (tipo giratorio, arriba) difieren en los modos de operación y los defectos que detectan. Los sensores de bobina pasante son adecuados para encontrar sensores pequeños y

Los sensores estacionarios (tipo de bobina pasante, izquierda) y los sensores de escaneo (tipo giratorio, arriba) difieren en los modos de operación y los defectos que detectan. Los sensores de bobina pasante son adecuados para encontrar defectos pequeños y profundos; Los sensores giratorios están diseñados para encontrar fallas largas y poco profundas.

Los tubos no ferrosos se fabrican para una variedad de aplicaciones y, en consecuencia, deben cumplir con los estándares o requisitos apropiados. Algunos de estos requisitos se relacionan con pruebas de fugas y otros se relacionan con la verificación de la calidad. Las pruebas de corrientes de Foucault, una técnica de prueba no destructiva, son adecuadas para tales aplicaciones.

Probar los tubos de cobre es particularmente importante porque la mayoría de ellos se utilizan para aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración (ACR), intercambiadores de calor, etc. Por ejemplo, un agujero en un tubo ACR crea varios problemas: pérdida de refrigerante, pérdida de eficiencia del sistema y un dolor de cabeza al solucionar problemas.

Los estándares de fabricación estipulan requisitos mínimos, muchos de los cuales pueden cumplirse utilizando un aparato de corrientes parásitas con una bobina pasante. Sin embargo, algunos fabricantes deben ir más allá de los estándares publicados. A medida que aumentan los costos de las materias primas, los fabricantes reducen el espesor de las paredes para reducir los costos, por lo que deben aplicar requisitos de prueba cada vez más estrictos. A menudo utilizan sondas de escaneo giratorias, que proporcionan una mayor resolución de fallas que las bobinas de tipo pasante.

Los métodos de fabricación de tubos de cobre más comunes son la extrusión, el laminado transversal a partir de varillas y la fundición hueca continua. Los tubos se procesan adicionalmente mediante laminado en frío, laminado planetario y estirado. El paso para conseguir el tamaño final suele implicar un proceso de dibujo. El producto final se suministra cortado a medida o enrollado.

Por otro lado, la producción de tubos de cobre soldados está aumentando porque los productores de tubos pueden formar varias estructuras superficiales en la tira plana antes de formar un tubo.

Ya sea que el tubo sea sin costura o soldado, dos métodos de prueba comúnmente utilizados son la bobina pasante y la sonda de escaneo giratoria. Estos dos métodos se diferencian en cómo funcionan y en los defectos que detectan.

A través de la bobina. Una configuración de bobina pasante es una bobina de inducción estacionaria a través de la cual se mueve el tubo (verFigura 1 ). Este es el método de prueba de corrientes parásitas más utilizado. Es adecuado para diámetros de productos de 0,3 mm a 240 mm (0,12 pulgadas a 9,47 pulgadas).

Sonda de escaneo giratoria. Una sonda de escaneo giratoria es un dispositivo con dos o cuatro sondas montadas en un cabezal de escaneo giratorio; el tubo pasa a través del anillo. Las sondas de escaneo siguen un patrón helicoidal alrededor del tubo (consulteFigura 2 ). Estas unidades son sensibles a fallas largas y poco profundas.

Impulsadas por motores que funcionan a hasta 18.000 revoluciones por minuto, las sondas giratorias son adecuadas para detectar defectos de hasta 30 µm en tubos que se desplazan a velocidades de molino de tubos. Las capacidades de escaneo típicas son:

La holgura entre los cabezales de prueba y el tubo bajo prueba varía desde unas pocas décimas de milímetro hasta aproximadamente 2 mm. Por razones físicas, aumentar la sensibilidad de detección de defectos es cuestión de utilizar sondas giratorias más pequeñas y disminuir el espacio de aire entre la sonda y la superficie del material. Las ligeras variaciones en el entrehierro se pueden solucionar electrónicamente con un circuito de compensación automática que mantiene una sensibilidad de prueba constante.

Figura 1Un tubo defectuoso pasa a través de un sensor de bobina pasante

Las unidades de detección captan dos tipos de información: la señal de prueba y el ruido de fondo (generado por las vibraciones provocadas por el equipo de fabricación de los tubos). Un resultado de prueba válido depende de una señal de prueba potente, una que no quede ahogada por el ruido de fondo. La diferencia entre estos dos tipos de información se expresa como la relación señal-ruido. La ubicación ideal para un sensor de corrientes parásitas es aquella donde el ruido sea mínimo o moderado.

Los productores de tubos pueden probar el material en cualquier etapa, desde el material original hasta el producto terminado. Probar el material original reduce costos: evita el procesamiento de material defectuoso. Además, las pruebas realizadas durante esta fase pueden ser necesarias para cumplir con los requisitos de producción controlada según ISO 9000. Por otro lado, probar el producto terminado generalmente es obligatorio para los tubos de cobre (verfigura 3).

Probar el material al menos dos veces, al principio y al final del proceso de fabricación, proporciona control sobre algo más que el producto terminado; este acuerdo permite a los fabricantes monitorear y controlar el proceso de fabricación en sí. Por ejemplo, si la calidad de la materia prima es consistente y el producto terminado muestra un número cada vez mayor de fallas (calidad decreciente), esto indica un problema creciente, como equipos que necesitan alineación, mantenimiento o reparación. Asimismo, un cambio en el ruido de fondo puede indicar la necesidad de mantenimiento. Desde esa perspectiva, los equipos de prueba ubicados estratégicamente pueden amortizarse al permitir a los productores de tubos programar el mantenimiento y las reparaciones cuando sean necesarios, evitando así fallas y tiempos de inactividad en los equipos.

Una de las principales condiciones para una medición exitosa de las corrientes parásitas es la guía precisa del material. El material debe guiarse centralmente, tanto horizontal como verticalmente, en la zona de la bobina de medición. Esto requiere colocar el sistema transmisor entre el dispositivo enderezador horizontal y vertical, siempre que los rodillos estén ajustados correctamente. Para garantizar una guía precisa para el control de la vibración y la concentricidad, se ha desarrollado un dispositivo guía con inserciones guía de metal de carburo pulido específicamente para probar tubos de cobre, en particular tubos de cobre de paredes delgadas de hasta 35 mm (1,378 pulg.) de diámetro externo.

Los productores de tubos deben tener en cuenta que los estándares de prueba estipulados por diversas agencias son requisitos mínimos. Fabricar tubos o tuberías de calidad superior a la media significa utilizar procedimientos de fabricación y especificaciones de prueba más estrictos. Por ejemplo, para mejorar la transferencia de calor en los intercambiadores de calor, muchos fabricantes reducen el espesor de la pared. A medida que disminuye el espesor de la pared, aumenta la sensibilidad necesaria para detectar defectos en la superficie, a menudo más allá de los mínimos especificados por las normas publicadas.

No basta con cumplir con los requisitos de fabricación modernos. La documentación y el archivo de los resultados de las pruebas también son necesarios tanto para la gestión de calidad como para la responsabilidad (consulteFigura 4).

Muchas aplicaciones, como el procesamiento químico, el calentamiento y el enfriamiento, requieren productos de tubos no ferrosos complejos y de alta calidad. Muchas de estas aplicaciones requieren tubos que se deforman sustancialmente durante el procesamiento y, por lo tanto, los requisitos de fabricación son estrictos y los requisitos de prueba, sofisticados.

Las pruebas inadecuadas provocan defectos y fallas que se detectan sólo en el producto final, lo que genera grandes pérdidas. Los defectos detectados durante la instalación o cuando el producto final se pone en servicio pueden dar lugar a enormes reclamaciones de indemnización por daños y perjuicios.