Recursos
Notas de aplicação
Voltar para Recursos

Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos


Cenário

Realizar o mapeamento da espessura com ultrassom de alta resolução de formas complexas e geometrias variáveis, como cotovelos, é muito complicado. Para executar estas aplicações, a Olympus desenvolveu sua primeira sonda flexível Phased Array que é capaz de se adaptar às formas complexas, abrindo caminho para novas aplicações.

Problema

Para mapear a espessura de um componente, as sondas de ultrassom convencional devem ser manipuladas perpendicularmente em relação à superfície em todos os pontos da aquisição de dados. Este processo é lento e as cavidades de corrosão podem passar despercebidas entre os pontos da aquisição. O Phased Array permite que áreas amplas sejam escaneadas em alta resolução rapidamente, porém as sondas Phased Array lineares padrão são rígidas e não podem se adequar às mudanças na geometria dos componentes. A Olympus desenvolveu a sonda flexível Phased Array para solucionar este problema, e ela foi projetada para o mapeamento de alta resolução das espessuras de formas complexas. Entre as principais aplicações desta sonda estão a inspeção de cotovelos, dobras, bocais ou qualquer peça com geometria variável.

Solução

A nova sonda flexível Phased Array foi projetada e fabricada para combinar flexibilidade e integridade mecânica com aperfeiçoamento das propriedades acústicas. A sonda é fabricada com o composto flexível SC 1-3 que fornece flexibilidade, impedância acústica e redimensionabilidade.

Os parâmetros da sonda flexível Phased Array são os seguintes:

Número U8 N° da peça Frequência (MHz) Quantidade de elementos Pitch (mm) Abertura ativa (mm) Elevação (mm)
Q3300182 XACT-10036 5 64 1 64 6

Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos
Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos
Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos


Figura 1: Perspectivas diferentes da sonda flexível Phased Array.

A integridade da sonda foi testada flexionando-a 500 vezes com um raio de 2 polegas a 10 ciclos por minuto. Todos os elementos da sonda continuaram a funcionar perfeitamente e nenhum dano foi observado.

As propriedades acústicas da sonda também foram testadas. A sonda flexível gerou o mesmo tipo de feixe acústico que uma sonda Phased Array padrão com os mesmos parâmetros gera. A sonda flexível apresentou a mesma direção de feixe com onda longitudinal a ±30 sem lóbulos discordantes.

A largura de banda do pulso ultrassônico é de 65%, aproximadamente, com o centro da frequência em 5,0 MHz. Para corrosão ou mapeamento de espessura, esta é um compromisso aceitável que se leva em conta as vantagens da sonda flexível.

Quando a sonda está em contato direto com uma peça metálica, normalmente, a zona morta é de 5 mm. Quando se utiliza uma linha de atraso como o da Aqualene, a zona morta pode diminuir para mm 2 ou 3 mm.

Resultados

A sonda flexível Phased Array conectada ao OmniScan MX2 foi testada nos cotovelos de dois tubos com indícios de corrosão interna. Foram utilizadas leis focais com 4 elementos, e foi realizado o rastreamento linear de onda longitudinal a 0° no comprimento da sonda. A resolução do rastreamento foi de 1 mm × 1 mm.

A sonda foi montada em uma linha de atraso feita com Aqualene para proporcionar melhor contato com a peça e reduzir a zona morta. Uma camada de gel de polímero foi colocada na parte traseira da sonda para distribuir igualmente a pressão realizada pelo operador (figura 2). Um codificador foi fixado neste conjunto. (Note que o conjunto do suporte é experimental e ainda não está disponível no mercado).

Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos
Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos

Figura 2: Conjunto de suporte experimental usado para teste.

Cotovelo n° 1

O cotovelo n° 1 possui diâmetro de 170 mm, a espessura da parede é de 17 mm e apresenta corrosão interna (figura 3). Rastreamento da sonda ao longo do eixo do tubo como mostrado na figura 3.

A superfície foi rastreada com resolução de 1 mm × 1 mm. Pequenas cavidades de corrosão interna são claramente visíveis nas imagens de B-scan e C-scan (figura 3). O software exibe a posição das cavidades e permite medição rápida da profundidade e do tamanho.

Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos
Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos


Figura 3: Esquerda: imagens de B-scan e C-scan das cavidades de corrosão. Direita: cotovelo com 170 mm de diâmetro externo.

Cotovelo n° 2

O cotovelo n° 2 possui 220 mm de diâmetro externo e espessura de parede de 7 mm (figura 4). Esse componente apresenta degradação causada por corrosão acelerada por fluxo (FAC, sigla em inglês).

O C-scan exibe claramente a região com corrosão acelerada por fluxo com uma área crescente, corroída gradualmente (figura 4). A cor vermelha indica a espessura de parede mais fina, a cor azul indica a espessura nominal da área da parede (figura 4). É fácil medir o tamanho da área corroída e parede restante mínima.

Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos
Sonda flexível Phased Array para inspeção de formatos complexos


Figura 4: esquerda: imagens de B-scan e C-scan com corrosão acelerada por fluxo no cotovelo n° 2. Direita: cotovelo com 220 mm de diâmetro externo.

Estes testes demonstram que a sonda flexível Phased Array possui a flexibilidade adequada para se adaptar aos cotovelos e que ela mapeia corretamente a espessura de formas complexas.

Observação importante

Embora a sonda flexível Phased Array seja útil para inspeção de formas complexas, ela não deve ser considerada uma ferramenta resistente. Deve-se aplicar, cuidadosamente, pressão constante para obter sinais adequados. A superfície da sonda também precisa ser protegida durante o rastreamento. Se a sonda for friccionada diretamente em superfícies ásperas, ela sofrerá deterioração. Quando usada em contato direto com peças metálicas, a sonda deve ser coberta com fita Teflon. Recomenda-se a utilização de linha de atraso flexível. No momento, o conjunto de suporte para sonda flexível Phased Array não está comercialmente disponível.

Mesmo levando em conta estas limitações, a sonda flexível Phased Array é bastante útil quando utilizada com o devido cuidado.

Conclusão

A sonda flexível Phased Array prova que é capaz de realizar inspeção de formas complexas, como peças com cotovelos. Ela pode rastrear componentes complexos com geometrias variáveis e realizar mapeamento de espessura de alta resolução.

A sonda flexível realiza rastreamentos setorial e linear, como uma sonda Phased Array padrão.

Nota: a sonda flexível Phased Array foi projeta com várias aplicações em mente. O projeto atual da sonda não é adequado a todas aplicações e utilizações. Para informações adicionais, por favor, entre em contato com SCE.PM@olympus-ossa.com

Olympus IMS
ProductsUsedApplications

A unidade do OmniScan SX é leve, possui uma tela tátil de 8,4 pol. e disponibiliza soluções com um excelente custo-benefício. O OmniScan SX possui dois modelos: o SX PA e o SX UT. O SX PA é uma unidade de 16:64PR, a qual, juntamente com o exclusivo SX UT, vem equipada com um canal UT convencional às inspeções P/E, P-C ou TOFD.
O OmniScan MX2 apresenta agora um novo módulo de Phased Array (PA2) com um canal UT, e um novo módulo de ultrassom convecional de dois canais (UT2), que pode ser utilizado para TOFD, ele vem também com um novo software que expande com sucesso os recurso da plataforma OmniScan MX2.
As sondas para aplicações específicas de Phased Array tem uma extensão de 0,5 MHz a 18 MHz e pode vir com 16, 32, 64 ou 128 elementos. Sondas especiais podem conter centenas de elementos.
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.

Este site utiliza cookies para melhorar o desempenho, analisar o tráfego e para e verificar os anúncios. Se você não alterar as configurações da web, este site continuará a utilizar os cookies. Para obter mais informações sobre a utilização dos cookies neste site e como restringir sua utilização, consulte nossa Política sobre cookies.

OK