Prueba de ultrasonido
Las pruebas ultrasónicas ( UT ) son una familia de técnicas de prueba no destructivas basadas en la propagación de ondas ultrasónicas en el objeto o material probado. En las aplicaciones UT más comunes, las ondas de pulso ultrasónicas muy cortas con frecuencias centrales que van desde 0,1 a 15 MHz, y ocasionalmente hasta 50 MHz, se transmiten a los materiales para detectar fallas internas o caracterizar materiales. Un ejemplo común es la medición ultrasónica del espesor , que prueba el espesor del objeto de prueba, por ejemplo, para controlar la corrosión de las tuberías .
Las pruebas ultrasónicas a menudo se realizan en acero y otros metales y aleaciones, aunque también se pueden usar en hormigón , madera y materiales compuestos, aunque con menos resolución. Se utiliza en muchas industrias, incluidas la construcción de acero y aluminio, la metalurgia, la fabricación, la industria aeroespacial , la automoción y otros sectores del transporte .
Los primeros intentos de utilizar pruebas ultrasónicas para detectar fallas en materiales sólidos ocurrieron en la década de 1930. [1] El 27 de mayo de 1940, el investigador estadounidense Dr. Floyd Firestone de la Universidad de Michigansolicita una patente de invención de EE. UU. para el primer método práctico de prueba ultrasónica. La patente se otorgó el 21 de abril de 1942 como Patente de EE. UU. No. 2,280,226, titulada "Dispositivo de detección de fallas e instrumento de medición". Los extractos de los dos primeros párrafos de la patente de este método de prueba no destructivo completamente nuevo describen sucintamente los conceptos básicos de dicha prueba ultrasónica. "Mi invención se refiere a un dispositivo para detectar la presencia de falta de homogeneidad de densidad o elasticidad en los materiales. Por ejemplo, si una fundición tiene un agujero o una grieta en su interior, mi dispositivo permite detectar la presencia del defecto y ubicar su posición, a pesar de que el defecto se encuentra completamente dentro de la fundición y ninguna parte se extiende hacia la superficie...
James F. McNulty (ingeniero de radio de EE. UU.) de Automation Industries, Inc., entonces, en El Segundo, California, uno de los primeros en mejorar las muchas debilidades y límites de este y otros métodos de prueba no destructivos, enseña con más detalle sobre la prueba ultrasónica en su Patente de EE. UU. 3,260,105 (solicitud presentada el 21 de diciembre de 1962, otorgada el 12 de julio de 1966, titulada "Aparato y método de prueba ultrasónica") que "Básicamente, la prueba ultrasónica se realiza aplicando a un transductor de cristal piezoeléctricopulsos eléctricos periódicos de frecuencia ultrasónica. El cristal vibra a la frecuencia ultrasónica y se acopla mecánicamente a la superficie de la muestra que se va a probar. Este acoplamiento puede efectuarse por inmersión tanto del transductor como de la muestra en un cuerpo de líquido o por contacto real a través de una película delgada de líquido como el aceite. Las vibraciones ultrasónicas atraviesan la muestra y se reflejan en cualquier discontinuidad que pueda encontrarse. Los pulsos de eco que se reflejan son recibidos por el mismo transductor o por otro diferente y se convierten en señales eléctricas que indican la presencia del defecto”. Para caracterizar las características microestructurales en las primeras etapas de fatiga o daño por fluencia, se deben emplear pruebas ultrasónicas no lineales más avanzadas.[2] La intensidad de la distorsión se correlaciona con el nivel de daño. Esta intensidad se puede cuantificar mediante el parámetro de no linealidad acústica (β). β está relacionado con las amplitudes del primer y segundo armónico. Estas amplitudes se pueden medir por descomposición armónica de la señal ultrasónica a través de la transformación rápida de Fourier o la transformación wavelet. [3]
