Ensaio por Correntes de Foucault

Unha técnica de proba non destructiva que pode utilizarse en materiais conductores é a proba de correntes de Foucault. Adxacente á superficie de proba está unha bobina de proba alimentada por corrente alternada.

As correntes de Foucault creanse na probeta como resultado do campo magnético alternante que se produce. A bobina de proba cambia dunha forma cuantificable debido ás variacións no fluxo de correntes de Foucault. Estas modificacións poden observarse nunha pantalla e analizarse para atopar defectos.

Controlando as variacións da impedancia da bobina de proba de correntes de Foucault, é posible identificar se a probeta ten defectos.

As variacións da impedancia da bobina representanse por variacións de voltaxe respecto á amplitud e fase do sinal. As fluctuacións do ángulo de fase e/ou a amplitud do sinal están ligadas a circunstancias de defectos como perdas volumétricas e percentuais.

A conductividade da probeta e o grosor de calquera revestimento aplicado aos materiais conductores tamén poden determinarse usando a técnica de inspección de correntes de Foucault, ademais de detectar a degradación.

Como funciona a corrente de Foucault?

Cando unha bobina de CA energizada se aproxima a un conductor, as correntes de Foucault creanse debido a un campo magnético alternante.

Monitorizando as cambios de impedancia que ocorren na bobina de CA, é posible identificar cando un defecto do material afecta ao fluxo de correntes. Detectar defectos nos tubos do condensador e intercambiador de calor pode facerse de maneira moi eficaz e non destructiva usando este procedemento de proba.

Que significa a proba de correntes de Foucault?

Unha das técnicas de proba non destructivas que aproveitan o principio do electromagnetismo para atopar defectos en materiais conductores é a proba de correntes de Foucault. En contacto próximo coa superficie de proba, introduce unha bobina especial fabricada e alimentada por corrente alternada, xerando un campo magnético fluctuante que interacciona co compoñente de proba e causa correntes de Foucault na área.

Entón, midense os cambios na corrente alternativa que fluye na bobina principal de excitación, xunto con as variacións nas fases e amplitudes cambiantes destas correntes de Foucault.

As variacións na conductividade eléctrica, a permeabilidade magnética da probeta ou a existencia de calquera discontinuidade afectarán á corrente de Foucault, que variará as fases e a amplitud da corrente medida. Os defectos atópanse interpretando os cambios como se indican nunha pantalla.

Como funcionan as probas de correntes de Foucault?

O método depende da indución electromagnética, unha característica do material. A corrente alternada dun tubo de cobre crea un campo magnético. Cando a corrente alternada aumenta e diminúe, o tamaño do campo cambia. O campo magnético cambiantes ao redor da bobina penetra no material e, segundo a Lei de Lenz, produce unha corrente de Foucault que fluye no conductor se a bobina se coloca posteriormente preto doutro conductor eléctrico. Esta corrente de Foucault, por outro lado, xera o seu propio campo magnético. A corrente e o voltaxe que fluen na bobina son afectados por este campo magnético "secundario", que está en oposición ao campo magnético "primario".

Calquera cambio na conductividade do material, como defectos próximos á superficie ou espesor, pode afectar á magnitude da corrente de Foucault. O principio básico da inspección mediante proba de correntes de Foucault é a detección deste cambio utilizando a bobina primaria ou a bobina detectora secundaria.

A permeabilidade dun material determina a facilidade coa que pode ser magnetizado. Cando a permeabilidade do medio aumenta, a profundidade da penetración diminúe. As ferríticas teñen unha permeabilidade magnética centos de veces maior que os metais non magnéticos como

• aceros inoxidables austeníticos,

• aluminio, e

• cobre.

Canto maior a profundidade, menor é a densidade da corrente de Foucault e a sensibilidade ao defecto. A permeabilidade e a conductividade do metal afectan a rapidez coa que o valor diminúe. A penetración está influenciada pola conductividade. Os metais con alta conductividade teñen un maior fluxo de corrente de Foucault na superficie, mentres que os metais con baixa conductividade, como o cobre e o aluminio, teñen menos penetración.

A frecuencia da corrente alternada pode cambiarse para controlar a profundidade da penetración; canto menor sexa a frecuencia, maior será a profundidade. Así, as frecuencias baxas identifican defectos subsuperficiales e as frecuencias altas defectos próximos á superficie. Pero a sensibilidade á detección de defectos diminúe cando a frecuencia se reducixe para proporcionar unha mellor penetración. Polo tanto, hai unha frecuencia ideal para cada proba para proporcionar a profundidade e a sensibilidade necesarias.

Que significa o termo “inspección de tubos mediante correntes de Foucault”?

A proba de correntes de Foucault úsase a miúdo para inspeccionar os tubos en

• intercambiadores de calor &

• condensadores.

Este é un uso frecuente da técnica.

A proba mediante correntes de Foucault usa a indución electromagnética para localizar defectos nos tubos. Introdúcese unha sonda no tubo e móvese ao longo do mesmo. As correntes de Foucault prodúcense polas bobinas electromagnéticas incluídas dentro da sonda, e a súa presenza pode detectarse simultaneamente midindo a impedancia eléctrica da sonda.

A inspección de tubos mediante correntes de Foucault é a técnica non destructiva para identificar fallos nos tubos. É efectiva en unha variedade de materiais de tubos diferentes, e pode descubrir anormalidades que teñen o potencial de causar problemas significativos para intercambiadores de calor e condensadores.

Quáles son os diferentes tipos de ensaios non destructivos (END)?

• probas visuais,

• exame de penetración líquida,

• probas ultrasonoras,

• fuga de fluxo magnético, e

• probas de partículas magnéticas

son técnicas adicionais de END.

A técnica de proba de correntes de Foucault pode usarse para identificar varios defectos de tubos, incluíndo:

• erosión do diámetro exterior (DE) e interior (DI)

• pitado DE e DI

• desgaste (de estruturas de soporte e seccións sueltas)

• rachaduras

Norma e calibración da proba de correntes de Foucault

Como con calquera outra técnica de ensaio non destructivo (END), a proba de correntes de Foucault require que todos os sistemas se calibren contra estandares de referencia adecuados. Os bloques de calibración deben ser idénticos ao obxecto que se está a probar en términos de

• material,

• condición de tratamento térmico,

• forma, e

• tamaño.

O bloque de calibración ten defectos enganosos que replican imperfeccións para a identificación de defectos, e ten grosores variables para a detección de corrosión. O método de proba de correntes de Foucault require un operador profesional formado.

Qué tipo de material se proba usando correntes de Foucault?

• calquera conductor

• non magnético

• substancia ferromagnética débil

pode probarse adequadamente usando a tecnoloxía de correntes de Foucault.

Isto aplicaría a substancias como

• aceros inoxidables cromomolibdénicos ferríticos e

• álxenes de níquel.

Qué tipo de inspeccións poden realizarse utilizando correntes de Foucault?

Entre os métodos de proba de correntes de Foucault inclúense, pero non se limitan a:

• se probou a tubería de intercambiadores de calor mediante correntes de Foucault.

• Comprobando a resistencia dos parafusos e soldaduras.

• Realización de unha proba de conductividad para examinar materiais tratados térmicamente.

• Comprobación de defectos en superficies metálicas.

• Identificación da presencia de corrosión no metal.

Porque os resultados son rápidos e non requiren tocar o metal real, isto é moi útil para examinar a integridade estructural de edificios compostos de materiais conductores como o cobre, o acero e o aluminio. Estes métodos de proba poden usarse para confirmar que os materiais conductores, como as tuberías, non están oxidados, picados ou fracturados. Poden usarse para medir a dureza do metal e o espesor de revestimentos non conductores como a pintura. A proba de correntes de Foucault realiza-se, por exemplo, para asegurar que a tubería do intercambiador de calor non está deteriorada.

Tipos comúns de sondas de correntes de Foucault