Transductor Electro-Magnético Acústico (EMAT) es una técnica que genera el ultrasonido (UT) en el interior del material inspeccionado, no en el transductor.
Un transductor EMAT induce las ondas ultrasónicas directamente en el material a inspeccionar por medio de la interacción de dos campos magnéticos. El campo de alta frecuencia inducido por la corriente circulante por la bobina interacciona con el campo magnético estático de baja frecuencia generado por el imán. Dicha interacción genera fuerzas de Lorentz en el material.
Esta perturbación es transferida a la estructura del material, produciendo una onda elástica. En un proceso recíproco, la interacción de ondas elásticas en presencia de un campo magnético induce una corriente eléctrica en el receptor del circuito del sensor EMAT.
En materiales conductores ferromagnéticos, estará presente el fenómeno de la magnetostricción el cual reforzará la generación del ultrasonido generando señales de mayor amplitud que en el caso de contar sólo con el efecto de la Fuerza de Lorentz. Mediante la combinación de distintas bobinas RF e imanes se pueden generar diferentes tipos y modos de onda.
Dado que el sonido se genera en el interior de la pieza a inspeccionar y no en el transductor, la tecnología EMAT presenta las siguientes ventajas frente a los transductores piezoeléctricos convencionales:
La tecnología EMAT es capaz de generar todos los modos de onda empleados en ensayos ultrasónicos (UT), incluyendo aquellos modos que son muy difíciles o poco factibles de generar con transductores piezoeléctricos convencionales. La siguiente tabla resume a modo de guía los tipos de onda que se pueden generar con cada tecnología, así como sus principales aplicaciones.
1 Generación restringida a EMAT a efectos prácticos
2 Especialmente adecuado para la generación con EMAT
Características
Aplicaciones
Singularidades de EMAT
Características
Aplicaciones
Singularidades de EMAT
Características
Aplicaciones
Singularidades de EMAT
Como técnica por ultrasonidos, EMAT puede usarse de acuerdo a las normas ISO, AWS, API, MIL-STD y otros estándares internacionales. Innerspec Technologies ha desarrollado sistemas de inspección diseñados en base a los siguientes estándares:
También se hace referencia a EMAT en las siguientes guías de la ASTM:
EMAT o Transductor Electro-Magnético Acústico es una técnica de Ensayo No Destructivo (END) que funciona sin contacto o acoplante. El sonido es directamente generado dentro del material contiguo al transductor. Esta característica sin acoplante hace que la técnica EMAT sea la única válida para diversas aplicaciones:
Características
Aplicaciones
Singularidades de EMAT
Características
Aplicaciones
Singularidades de EMAT
Características
Aplicaciones
Singularidades de EMAT
Los ensayos por métodos de ultrasonidos consisten en el uso de ondas sonoras de alta frecuencia para detectar imperfecciones, medir ciertas características o identificar cambios en las propiedades de materiales sólidos. Debido a sus capacidades y fiabilidad, la técnica UT es una de las de Ensayos No Destructivos (END) que ha crecido más rápidamente. Es la aplicación elegida cuando la aplicación implica llevar a cabo inspección volumétrica, especialmente cuando el acceso al área a inspeccionar es limitado.
Un cristal piezoeléctrico es aquel en el que se produce una deformación (alteración en las posiciones moleculares) cuando se le aplica un campo eléctrico. Si el campo eléctrico se aplica de forma periódica se genera una perturbación mecánica (onda ultrasónica). Cuando se aplica un voltaje sobre un cristal piezoeléctrico éste sufre una deformación, es decir, se produce una perturbación mecánica (onda ultrasónica). Por tanto, la onda ultrasónica generada en el transductor tiene que ser transmitida a la pieza a inspeccionar. Dado que las ondas ultrasónicas no se transmiten fácilmente por el aire debido a las diferencias de impedancia, el transductor necesita estar en contacto directo con la pieza a inspeccionar. Para ello se requiere el uso de líquido acoplantes (aceites, grasas de petróleo, glicerina, etc) entre el transductor y la pieza que es objeto de la inspección.
Los transductores EMAT o Electromagnético Acústicos se componen de un imán y una bobina. El fenómeno físico de la generación de ondas elásticas (ultrasonido) se basa en la interacción electromagnética acústica. Haciendo uso de la fuerza de Lorentz y del fenómeno de magnetostricción, El transductor EMAT y el material a inspeccionar interaccionan generándose la onda acústica en el interior del material. El propio material a inspeccionar es su propio transductor sin necesidad de acoplar el transductor EMAT al material. Para más información, véase Tecnología EMAT.
Los transductores EMAT pueden generar con facilidad cualquier tipo de onda que pueda generar un transductor piezoeléctrico convencional (Rayleigh, creeping, transversal vertical, longitudinal) así como otros que son muy difíciles de generar por métodos convencionales (transversales horizontales, Lamb). También, los transductores EMAT pueden generar ondas transversales a cualquier ángulo, barriendo el material de 0⁰ a 90⁰ sin necesidad de cambiar el transductor, simplemente modificando la frecuencia de excitación. En cuanto a las frecuencias de trabajo, Innerspec ha desarrollado sistemas que funcionan entre los 50kHz y los 12 MHz.
Dada su capacidad para generar el ultrasonido en el interior del material, la tecnología EMAT tiene algunas ventajas singulares::
Por el movimiento de las partículas, las ondas transversales polarizadas horizontalmente son el único medio práctico de inspección de soldaduras austeníticas así como de materiales con estructura de grano dendrítica (soldaduras de aceros inoxidables). Además, como onda guiada que es, las ondas transversales horizontales rellenan el espesor del material inspeccionado, proporcionando una inspección completa de todo el espesor en una pasada del sensor.
Los transductores EMAT son apropiados para aplicaciones industriales reales donde la velocidad y precisión de inspección son fundamentales y en aquellas situaciones en que las condiciones del material y del proceso no son ideales.
Los transductores EMAT se pueden utilizar en cualquier material conductor de la electricidad. EMAT funciona en casi todos los metales, sin embargo, hay algunos más propicios a usar con esta técnica que otros.
EMAT es una técnica relativamente nueva y que no ha sido explorada aún por algunos potenciales usuarios. Los transductores EMAT requieren alta potencia y una electrónica específica que no es muy habitual. Una vez la industria conozca las ventajas de la tecnología EMAT su uso se extenderá a un gran número de aplicaciones.
Pueden aplicarse los mismos estándares utilizados con ultrasonido convencional y EMAT en temas relacionados con propagación de ondas y comportamiento frente a defectos. Complementariamente hay estándares ASTM específicos para inspecciones EMAT. Véase Tecnología EMAT.
Debido a que la tecnología EMAT requiere de más potencia para la generación del ultrasonido, generalmente la instrumentación EMAT suele ser más cara que la utilizada con piezoeléctricos convencionales. Sin embargo, la eliminación de la necesidad de usar acoplante para realizar la inspección así como el hecho de verse menos afectada por el proceso y las condiciones del material, hacen de EMAT una tecnología más rentable en el caso de los equipos integrados. En general, los sistemas integrados EMAT son equivalentes o más económicos en precio que los sistemas de ultrasonido convencional con piezoeléctricos.
Una de las principales ventajas de EMAT es su capacidad para realizar inspecciones en tiempo real a velocidades de producción. Innerspec ha instalado sistemas para inspección de soldadura que inspeccionan a velocidades de 3 m/s, llegando a alcanzar en algunas aplicaciones en concreto velocidades de 26 m/s.
Sí. Trabajar con esta tecnología o con nuestros equipos no supone ningún riesgo para la salud.
Sí, los transductores EMAT se pueden usar para Phased Array. Innerspec Technologies ha desarrollado diversas aplicaciones con Phased Array para inspección de soldadura y grandes volúmenes.
Innerspec diseña los equipos integrados para que sean usados por operadores de línea que no han recibido ningún tipo de formación en ultrasonidos. Con respecto a los equipos portátiles, la instrumentación es similar a otros equipos de ultrasonido convencional con algunas particularidades que son únicas de EMAT.
Sí. Innerspec Technologies vende sensores y tiene la capacidad de investigar para llevar a cabo desarrollos personalizados de sensores para aplicaciones específicas. Sin embargo, es importante tener en cuenta que por el diseño de los sensores EMAT se necesita una instrumentación de alta potencia que no es habitual. En estos casos, Innerspec puede proporcionar instrumentación modular de acuerdo a las especificaciones del cliente.
Contáctenos con los detalles concretos de la aplicación. Una vez recibamos la información, le haremos saber de inmediato si esa es una aplicación para EMAT. También podríamos pedirle que nos enviara alguna muestra del material a inspeccionar de manera que nuestros ingenieros realicen una prueba de concepto o un estudio de viabilidad. Si no es necesario customizar los sensores para esta aplicación en la que está interesado, Innerspec realizará estos ensayos iniciales totalmente gratis y sin compromiso. Si los resultados de los tests son positivos, prepararemos un presupuesto completo. Una vez presupuestado, el equipo final tendrá una garantía de funcionamiento del 100% al igual que el resto de equipos existentes.
La mayoría de nuestros sistemas están disponible en todo el mundo gracias a nuestra red de oficinas y distribuidores repartidos por todo el mundo (hay algunas restricciones). Póngase en contacto con nosotros para comprobar la disponibilidad en su país.