Ensayo por Corrientes Parásitas
Una técnica de prueba no destructiva que se puede utilizar en materiales conductores es la prueba por corrientes de Foucault. Adyacente a la superficie de prueba hay una bobina de prueba alimentada por corriente alterna.
Se crean corrientes de Foucault en la pieza de prueba como resultado del campo magnético alternante que se produce. La bobina de prueba cambia de manera cuantificable debido a las variaciones en el flujo de corrientes de Foucault. Estas modificaciones pueden observarse en una pantalla y analizarse para detectar defectos.
Al hacer un seguimiento de las variaciones en la impedancia de la bobina de prueba de corrientes de Foucault, es posible identificar si la muestra de prueba tiene defectos.
Las variaciones de impedancia de la bobina se representan mediante variaciones de voltaje con respecto a la amplitud de la señal y la fase. Las fluctuaciones del ángulo de fase y/o la amplitud de la señal están relacionadas con circunstancias de defecto como pérdida volumétrica y porcentual.
La conductividad de la parte de prueba y el grosor de cualquier recubrimiento aplicado a los materiales conductores también pueden determinarse utilizando la técnica de inspección por corrientes de Foucault, además de detectar la degradación.
¿Cómo funciona la corriente de Foucault?
Cuando una bobina A/C energizada se acerca a un conductor, se crean corrientes de Foucault debido a un campo magnético alternante.
Al monitorear los cambios de impedancia que ocurren en la bobina A/C, es posible identificar cuando un defecto material afecta el flujo de corrientes. Se pueden encontrar defectos en el tubo del condensador y el intercambiador de calor de una manera muy efectiva y no destructiva utilizando este procedimiento de prueba.
¿Qué significa la prueba por corrientes de Foucault?
Una de las técnicas de prueba no destructivas que aprovechan el principio del electromagnetismo para encontrar defectos en materiales conductores es la prueba por corrientes de Foucault. En contacto cercano con la superficie de prueba, se inserta una bobina especialmente diseñada alimentada por corriente alterna, creando un campo magnético fluctuante que interactúa con el componente de prueba y causa corrientes de Foucault en el área.
Luego, se miden los cambios en la corriente alterna que fluye en la bobina principal de excitación, junto con las variaciones en las fases y amplitud cambiantes de estas corrientes de Foucault.
Las variaciones en la conductividad eléctrica, la permeabilidad magnética de la parte de prueba o la existencia de cualquier discontinuidad afectarán la corriente de Foucault, lo que variará las fases y amplitud de la corriente medida. Los defectos se encuentran interpretando los cambios tal como se indican en una pantalla.
¿Cómo funcionan las pruebas por corrientes de Foucault?
El método depende de la inducción electromagnética, una característica del material. La corriente alterna de un tubo de cobre crea un campo magnético. A medida que la corriente alterna aumenta y disminuye, el tamaño del campo cambia. El campo magnético cambiante alrededor de la bobina penetra el material y, según la ley de Lenz, produce una corriente de Foucault que fluye en el conductor si la bobina se coloca luego cerca de otro conductor eléctrico. Esta corriente de Foucault, a su vez, genera su propio campo magnético. La corriente y el voltaje que fluyen en la bobina se ven afectados por este "campo magnético secundario", que está en oposición al "campo magnético primario".
Cualquier cambio en la conductividad del material, como defectos cerca de la superficie o el espesor, puede afectar la magnitud de la corriente de Foucault. El principio básico de la inspección por corrientes de Foucault es la detección de este cambio utilizando la bobina principal o la bobina detectora secundaria.
La permeabilidad de un material determina cuán fácilmente puede ser magnetizado. Cuando la permeabilidad del medio aumenta, la profundidad de penetración disminuye. Los aceros ferríticos tienen una permeabilidad magnética cientos de veces mayor que los metales no magnéticos como
aceros inoxidables austeníticos,
aluminio, y
cobre.
A medida que aumenta la profundidad, la densidad de la corriente de Foucault y la sensibilidad a defectos disminuyen. La permeabilidad y la conductividad del metal tienen un efecto en cuán rápidamente disminuye el valor. La penetración se ve influenciada por la conductividad. Los metales con alta conductividad tienen un mayor flujo de corriente de Foucault en la superficie, mientras que los metales con baja conductividad, como el cobre y el aluminio, tienen menos penetración.
La frecuencia de la corriente alterna puede cambiarse para controlar la profundidad de penetración; cuanto más baja sea la frecuencia, mayor será la penetración. Por lo tanto, las bajas frecuencias identifican defectos sub-superficiales y las altas frecuencias defectos cerca de la superficie. Sin embargo, la sensibilidad de detección de defectos disminuye cuando la frecuencia se reduce para proporcionar una mejor penetración. Por lo tanto, existe una frecuencia ideal para cada prueba para proporcionar la profundidad de penetración y sensibilidad necesarias.
¿Qué significa el término "inspección de tubos por corrientes de Foucault"?
La prueba por corrientes de Foucault se utiliza a menudo para inspeccionar los tubos en
intercambiadores de calor y
condensadores.
Este es un uso frecuente de la técnica.
La prueba utilizando corrientes de Foucault hace uso de la inducción electromagnética para localizar defectos en los tubos. Se introduce una sonda en el tubo y se mueve a lo largo de todo el tubo. Las corrientes de Foucault se producen por las bobinas electromagnéticas incluidas dentro de la sonda, y su presencia puede detectarse simultáneamente midiendo la impedancia eléctrica de la sonda.
La inspección de tubos por corrientes de Foucault es la técnica no destructiva para identificar defectos en tubos. Es eficaz en una variedad de materiales de tubería diferentes, y puede descubrir anomalías que tienen el potencial de causar problemas significativos para intercambiadores de calor y condensadores.
¿Cuáles son los diferentes tipos de ensayos no destructivos (END)?
Prueba visual,
Examen por penetración líquida,
Prueba ultrasónica,
Fuga de flujo magnético, y
Prueba de partículas magnéticas
son técnicas adicionales de END.
La técnica de prueba por corrientes de Foucault puede utilizarse para identificar una variedad de defectos en tubos, incluyendo:
Erosión del diámetro exterior (DE) y del diámetro interior (DI)
Pitting en el DE y el DI
Desgaste (de las estructuras de soporte y partes sueltas)
Grietas
Estándar y calibración de la prueba por corrientes de Foucault
Al igual que con cualquier otra técnica de ensayo no destructivo (END), la prueba por corrientes de Foucault requiere que todos los sistemas se calibren contra patrones de referencia adecuados. Los bloques de calibración deben ser idénticos al objeto que se está probando en términos de
material,
condición de tratamiento térmico,
forma, y
tamaño.
El bloque de calibración tiene defectos engañosos que replican imperfecciones para la identificación de defectos, y tiene diferentes espesores para la detección de corrosión. El método de prueba por corrientes de Foucault requiere un operador profesional capacitado.
¿Qué tipo de material se prueba utilizando corrientes de Foucault?
Cualquier material conductor
No magnético
Sustancia ferromagnética débil
puede probarse correctamente utilizando la tecnología de corrientes de Foucault.
Esto se aplicaría a sustancias como
acero inoxidable cromo-molibdeno ferrítico y
aleaciones de níquel.
¿Qué tipo de inspecciones se pueden realizar utilizando corrientes de Foucault?
Entre los métodos de prueba por corrientes de Foucault se incluyen, pero no se limitan a:
Se ha probado la tubería de intercambiadores de calor utilizando corrientes de Foucault.
Verificación de la resistencia de los pernos y soldaduras.
Realización de una prueba de conductividad para examinar materiales tratados térmicamente.
Detección de defectos en superficies metálicas.
Identificación de la presencia de corrosión en el metal.
Dado que los hallazgos son rápidos y no es necesario tocar el metal real, esto es muy útil para examinar la integridad estructural de edificios compuestos de materiales conductores como el cobre, el acero y el aluminio. Estos métodos de prueba se pueden utilizar para confirmar que los materiales conductores, como las tuberías, no estén oxidados, picados o fracturados. También se pueden utilizar para medir la dureza del metal y el espesor de recubrimientos no conductores como la pintura. La prueba por corrientes de Foucault se realiza a menudo, por ejemplo, para asegurar que la tubería del intercambiador de calor no esté deteriorada.
Tipos comunes de sondas de corrientes de Foucault
A continuación se mencionan algunas sondas ECT comúnmente utilizadas, junto con un resumen de los tipos de defectos que abordan y los objetos que a menudo se utilizan para verificar.
