Questions Clients Ask Before Starting

Cuando una tubería presenta cambios de espesor en una misma junta soldada, el ultrasonido convencional se vuelve difícil de aplicar. El operador debe cambiar de cabezal, recalibrar y repetir el barrido varias veces. El ultrasonido por matriz en fase resuelve ese problema de raíz: el haz se enfoca y se dirige electrónicamente sin mover la sonda.

En una inspección reciente en un cabezal de 24 pulgadas con transición de 12,7 mm a 19 mm, usamos un arreglo lineal de 64 elementos con una frecuencia de 5 MHz. La ley de retardos se configuró para barrer de 35° a 70° en modo sectorial. El resultado fue un escaneo continuo que cubrió toda la zona de fusión en una sola pasada. Detectamos una falta de fusión de 8 mm en el bisel que con UT convencional habría requerido tres barridos distintos y al menos 40 minutos adicionales.

El PAUT también reduce la cantidad de acoplante necesario y el desgaste de la sonda, porque el movimiento lateral es mínimo. Eso importa cuando se inspeccionan decenas de juntas por día en una parada de planta. La desventaja es que el equipo cuesta más y el técnico necesita certificación nivel II en PAUT, no basta con el UT general. Pero en geometrías complejas, el ahorro de tiempo justifica la inversión.

Para codos y ramales, los arreglos anulares permiten un enfoque tridimensional que ningún otro método ofrece. En una probeta con defectos artificiales en un codo de 90°, el escaneo sectorial mostró las indicaciones con una relación señal-ruido de 18 dB, suficiente para discriminar inclusiones de escoria de porosidades. La norma ASME B31.3 acepta estos resultados siempre que el informe incluya los parámetros de focalización y la ley de retardos utilizada.

Ventajas frente al UT convencional

La principal ventaja del PAUT es la capacidad de inspeccionar espesores variables sin cambiar de cabezal. En UT convencional, cada espesor requiere un ángulo de refracción fijo y una corrección por la diferencia de camino. Con PAUT, se define un barrido angular que cubre todo el rango en una sola adquisición. Eso reduce el tiempo de inspección entre un 40 % y un 60 % en juntas con transiciones.

Otra ventaja es la representación gráfica: el escaneo sectorial genera una imagen en tiempo real que el operador puede interpretar de inmediato. En UT convencional, el técnico depende de la señal A-scan y de su experiencia para reconstruir mentalmente la posición del defecto. Con PAUT, la imagen B-scan o S-scan muestra la ubicación exacta en la sección transversal de la soldadura.

Sin embargo, el PAUT no reemplaza al UT convencional en todas las situaciones. Para tuberías de pared delgada (menos de 6 mm) o con recubrimientos internos, el UT convencional con cabezales de haz enfocado sigue siendo más práctico. La decisión depende del espesor, la accesibilidad y el tipo de defecto esperado.

Configuración típica para espesores variables

• Arreglo lineal de 64 elementos, frecuencia 5 MHz, paso de 0,5 mm.
• Ley de retardos calculada para barrer de 35° a 70° en incrementos de 1°.
• Calibración con bloque de referencia que incluya escalones de 10 mm, 15 mm y 20 mm.
• Ganancia ajustada para obtener una relación señal-ruido mínima de 12 dB en el espesor más delgado.
• Velocidad de barrido de 50 mm/s para evitar solapamiento de señales.

Estos parámetros se ajustan según el material y la geometría. En acero al carbono, la velocidad longitudinal es de 5920 m/s, y la transversal de 3250 m/s. Para la ley de retardos, se usa la ley de Snell para calcular el ángulo de refracción deseado en cada elemento. El software del equipo hace el cálculo automáticamente, pero el operador debe verificar con un bloque de calibración antes de cada inspección.

En una inspección de rutina en una refinería, usamos esta configuración para inspeccionar 12 juntas con transiciones de espesor en un turno de 8 horas. El tiempo total de inspección fue de 3 horas, incluyendo la calibración y el informe. Con UT convencional, el mismo trabajo habría llevado 6 horas. La diferencia se nota cuando el cliente pide resultados antes del mediodía para liberar la línea.