Las nuevas herramientas de simulación nos permiten anticiparnos y conocer de antemano las respuestas ante escenarios complejos. En el campo de los Ensayos No Destructivos (END), la simulación adquiere una importancia mayor al trabajar en diversos sectores críticos como el aeronáutico, nuclear, industrial, sanitario o militar, cuyos niveles de seguridad y calidad requieren inspecciones muy exigentes en cuanto a su implementación, puesta a punto y validación.
Las aplicaciones de simulación en Ensayos No Destructivos aportan muchas ventajas a la hora de diseñar, preparar o ejecutar servicios de inspección. Entre otras, permiten:
- Identificar los aspectos críticos de la inspección.
- Tener un conocimiento más preciso del comportamiento, forma y distribución de los parámetros inspección dentro de la pieza a ensayar.
- Evitar el riesgo en la productividad de un sistema.
- Reducir significativamente los imprevistos de nuevas inspecciones.
- Reducir el coste de operación, ya sea durante el diseño o la etapa de mantenimiento, planteando alternativas para su optimización.
Adicionalmente, estas técnicas de simulación aportan ventajas mucho mayores cuando se aprovechan las sinergias de varias décadas de experiencia siendo un referente internacional en Ensayos No Destructivos, lo cual nos permite extraer el máximo partido a la simulación, diseñando los escenarios simulados, analizando los resultados y verificando las conclusiones mediante la comparación experimental.
El uso de los nuevos programas informáticos de simulación como CIVA y la experiencia en el campo de los END logra, entre otros beneficios, reducir los tiempos y costes asociados a los desarrollos tradicionales basados en ensayos experimentales sobre bloques y maquetas fabricadas exprofeso para cada situación.
Aplicaciones de simulación
Las aplicaciones de simulación son enormes en el campo de los END:
- Componentes del sector nuclear
- Turbinas de centrales térmicas
- Comportamiento de materiales anisótropos
- Soldaduras
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Fundamentalmente se pueden llevar a cabo simulaciones sobre cualquier componente en el que se necesite establecer u optimizar una nueva técnica de inspección.
Del mismo modo, estas tecnologías se aplican al desarrollo de técnicas de inspección, optimización de procesos, validación y cualificación de procedimientos. En Tecnatom hemos desarrollado numerosos proyectos en este campo. Como ejemplos prácticos podemos hablar de
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Inspección de toberas desde el exterior de las mismas
Las toberas son canalizaciones de agua o vapor pertenecientes al circuito de refrigeración de un reactor nuclear. Se caracterizan por tener un espesor muy diferente entre la vasija del reactor y la propia tobera. Mediante técnicas de simulación somos capaces de determinar el posicionamiento óptimo del palpador de ultrasonidos para poder llevar a cabo las inspecciones de acuerdo con la metodología ASME.
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Inspección de la raíz de los álabes de turbina
En las turbinas de vapor para generación eléctrica, una de las zonas que más sufre en la operación es la zona de unión de los álabes con la corona en la que son encastrados para girar solidariamente con el eje del rotor. En este caso, la simulación nos ha ayudado a determinar el modo óptimo de ejecutar la inspección de la raíz de los álabes de la corona de la última etapa de la turbina.
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Comportamiento ultrasónico de materiales anisótropos
En la industria es común la unión entre materiales con diferentes propiedades. Cuando se realiza este tipo de unión en forma soldada recibe el nombre de soldadura disimilar que, normalmente, conlleva una inspección complicada mediante técnicas tradicionales (convencional o Phased Array). En estos casos, la simulación nos ha permitido el desarrollo de técnicas avanzadas Phased-Array como son “Total Focusing Method” (TFM) y “Full Matrix Capture” (FMC), dos tecnologías mediante las cuales se mejoran los resultados de inspecciones realizadas en elementos de geometrías o composiciones complejas con palpadores de toda la vida.
¿Hay simulación más allá de los ultrasonidos?
El método de ultrasonidos es el más avanzado en cuanto a las simulaciones, pero hay otros que se pueden beneficiar claramente de estas herramientas, como son las corrientes inducidas o la radiografía:
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Simulación para el diseño de bobinas
Los avances en trabajos complejos de inspección por medio de corrientes inducidas implican el desarrollo continuo de nuevas sondas especialmente diseñadas para los materiales a inspeccionar y para los objetivos de detección que se necesitan alcanzar.
La aplicación de simulación nos permite conocer de antemano el comportamiento que tendrá una determinada sonda en un determinado material.
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Simulación para inspecciones gammagráficas
Las tecnologías de simulación también nos permiten estudiar el modo más eficiente de llevar a cabo inspecciones radiológicas.
La selección adecuada de parámetros como el tipo de fuente gammagráfica, la potencia idónea del equipo de radiografía, la determinación de la posición idónea de la fuente, la colocación de penetrámetros o el tiempo de exposición, nos permitirán mejorar claramente la eficiencia de estos procesos.
¿Cómo te podemos ayudar desde Tecnatom?
La simulación es una herramienta potente previa a la inspección; ayuda a seleccionar o descartar palpadores y sondas una vez definidos los defectos en las maquetas a inspeccionar.
Es decir, permite analizar de qué manera el haz ultrasónico o el campo de las corrientes inducidas es capaz de barrer la zona foco de defectos, si es capaz de inspeccionar al 100% el componente o si el palpador o la sonda tiene el tamaño adecuado para una inspección. Este tipo de soluciones justifica el uso de la simulación a través del ahorro de tiempo y en las propias inspecciones.
En base a nuestra experiencia en END mediante el uso de herramientas de simulación en proyectos de inspección de ultrasonidos y corrientes inducidas desde hace más de 15 años, desde Tecnatom podemos ayudarte a:
- Definir palpadores y sondas, así como sus condiciones óptimas de operación.
- Diseñar bloques de referencia y calibración.
- Definir y establecer planes de inspección.
- Validar procedimientos mediante evidencias teóricas.
- Analizar componentes de geometrías complejas.
Covadonga Garcia Ramos y Amador Sillero
