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Ensayo por ultrasonido para lingotes de oro


Aplicación:

Ensayo no destructivo para asegurar la integridad física de lingotes de oro.

Contexto:

El aumento de barras de oro adulteradas de forma fraudulenta con inserciones de metales de base de poco valor, pero de semejante densidad, causa preocupación en el mercado del oro. Estas inserciones son difíciles o imposibles de detectar mediante el pesaje o las soluciones radiográficas. La fluorescencia por rayos X es una técnica confiable para confirmar la pureza; sin embargo, esta técnica se aplica tan solo superficialmente. Algunos procesadores de metales preciosos han recurrido incluso a la extracción de testigos o al corte de las barras para verificar su integridad. Sin embargo, un simple ensayo por ultrasonido permite localizar rápida y fiablemente inserciones sin necesidad de extraer testigos, cortar o alterar de alguna forma el lingote. Encima, combinado con el ensayo superficial , el procesador puede estar seguro de la pureza e integridad de su oro.

Equipos:

Es posible utilizar cualquier detector de defectos o instrumento por ultrasonido multielemento «Phased Array» de Olympus para este tipo de ensayo. Entre estos destacan: el EPOCH 600, el EPOCH 650el EPOCH 1000, el OmniScan SX y el OmniScan MX2. La frecuencia de la sonda recomendada debe ser típicamente de 2,25 MHz.

Procedimiento:

La adulteración de lingotes de oro por inserciones genera cambios perceptibles en la trayectoria del ultrasonido al atravesar el metal. Las inserciones de otros materiales en un lingote de oro cambiarán el patrón de reflexión de la onda; un efecto que también puede generarse por vacíos internos. La inserciones más grandes, que ocupan casi el volumen completo del lingote, pueden ser detectadas a través de los cambios en la velocidad acústica.

1. Método de reflexión pulso-eco

Las ondas del ultrasonido que viajan a través de cualquier medio se propagarán en la misma dirección hasta chocar con un límite de material diverso que producirá su reflexión de vuelta a su fuente de emisión. Los detectores de defectos y los instrumentos por ultrasonido multielemento «Phased Array» generan impulsos para emitir ondas acústicas de alta frecuencia mediante una pequeña sonda portátil. La energía acústica será transmitida a través de la pieza, y el patrón de los ecos reflejados podrá ser visualizado en el monitor del instrumento. Las reflexiones provenientes del interior de un lingote de oro, en lugar de su pared de fondo, cambian el patrón del eco, lo cual indica la existencia de una inserción de otro metal o de un vacío interno.

Ensayos por ultrasonido para lingotes de oro

Este ensayo está configurado para acoplar una sonda sobre un lingote correcto e identificar el eco proveniente de la pared de fondo. La puerta del defecto debe ser empleada para monitorizar el intervalo hacia el frente de la pared de fondo. Cualquier eco que aparezca entre la región marcada por la puerta, indica que el haz acústico no se refleja a partir de la discontinuidad; por tanto, el lingote debe seguir una inspección más profunda por otros medios. A continuación, es posible visualizar las representaciones típicas.

Representaciones del detector de defectos por ultrasonido convencional, adquiridas a partir de una pieza metálica sólida (izquierda) y de una pieza metálica con discontinuidad (derecha).
Nota: Los ecos aparecen en la región marcada por la puerta roja.

Representación del detector de defectos por ultrasonido convencional adquirida a partir de una pieza metálica sólida
Representación del detector de defectos por ultrasonido convencional adquirida a partir de una pieza metálica con discontinuidad

Representaciones del detector de defectos por ultrasonido multielemento «Phased Array», adquiridas a partir de una pieza metálica sólida (izquierda) y de una pieza metálica con discontinuidad (derecha). La discontinuidad aparece como una indicación en lo que debe ser una región blanca en la representación.

Representación de pieza metálica sólida por ultrasonido multielemento «Phased Array»
Representación de pieza metálica con discontinuidad por ultrasonido multielemento «Phased Array»

2. Método de velocidad acústica

La velocidad de propagación acústica en el oro puro es de 3,240 m/S o 0,1275 pulg./uS. Las aleaciones más duras del oro, usadas generalmente para la joyería, presentan normalmente una velocidad acústica más rápida; pero, igualmente tendrán una velocidad acústica asociada a una determinada aleación. Si la velocidad acústica del lingote se aparta del valor esperado, quiere decir que el contenido del metal ha sido alterado.

Este ensayo está configurado para acoplar una sonda sobre un lingote correcto e identificar el eco de fondo. El eco de fondo puede ser marcado por una puerta de defecto. Si la posición de ese eco varía sin ningún cambio a nivel del espesor del lingote, quiere decir que la velocidad acústica en el metal ha cambiado y que el lingote debe seguir una inspección más profunda por otros medios. Los elementos de adulteración más comunes incrementan la velocidad acústica lo que desplaza al eco a la izquierda, tal como se puede apreciar en la representación anterior.

Nota: Con pequeñas modificaciones, este tipo de ensayo puede ser aplicado a otros metales preciosos, como la plata y, también, el platino. Contacte con Olympus para obtener más información.

Olympus IMS

Products used for this application


EPOCH 1000 Series

El EPOCH 1000 es un detector de defectos avanzado por ultrasonidos convencionales, al que se puede optimizar adicionando la creación de imágenes phased array en un centro de servicio autorizado de Olympus. Sus características claves son: la conformidad a norma EN12668-1, un juego de 37 filtros digitales en el receptor y una frecuencia de repetición de impulsos de 6 kHz para inspecciones de alta velocidad.

EPOCH 650

El EPOCH 650 es un detector de defectos por ultrasonidos con una excelente capacidad de inspección y utilidad para una amplia variedad de aplicaciones. Este equipo intuitivo y resistente es la continuación del popular detector de defectos EPOCH 600 y cuenta una variedad de características adicionales.

GoldXpert Mobile XRF AnalyzerNEW

El GoldXpert es un analizador de sobremesa con un diseño sofisticado para salas de exposiciones. Su estructura compacta y ligera pesa tan sólo 22 lbs (10kg). El analizador puede ser transportado fácilmente donde los análisis sean necesarios. The GoldXpert brinda resultados de la composición y de los quilates de las piezas bajo ensayo en segundos.

OmniScan MX2

El OmniScan MX2 presenta dos nuevos módulos: por ultrasonidos phased array (PA2) con un canal UT y por ultrasonidos convencionales (UT2) de dos canales. Estos pueden ser empleados tanto con la tecnología de difracción del tiempo de vuelo (TOFD) como con los nuevos software; todos ellos permiten incrementar las capacidades de la ya exitosa plataforma OmniScan MX2.

OmniScan SX

El ligero equipo OmniScan SX de un solo grupo, que además está dotado de una pantalla táctil inteligible de 8,4 pulgadas (21,3 cm), brinda soluciones económicas y de alta capacidad. Brinda dos modelos de unidad: el SX PA y el SX UT. La unidad SX PA con capacidad de 16:64PR cuenta, al igual que la unidad SX UT, de un canal de ultrasonidos (UT) convencionales para inspecciones mediante las técnicas Pulso-Eco, Emisión-Recepción y TOFD.
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