Un detector de fallas ( lat. defectus "defecto" + otro griego σκοπέω "observar") es un dispositivo para detectar defectos en productos hechos de varios materiales metálicos y no metálicos utilizando métodos de prueba no destructivos . Los defectos incluyen violaciones de la continuidad o uniformidad de la estructura, zonas de daño por corrosión, desviaciones químicas. composición y dimensiones, etc. El campo de la ingeniería y la tecnología involucrado en el desarrollo y uso de detectores de fallas se denomina detección de fallas. Otros tipos de medios de prueba no destructivos también están conectados funcionalmente con detectores de fallas : detectores de fugas , medidores de espesor , probadores de dureza , estructuroscopios , introscopios y steeloscopios .
Los detectores de fallas se utilizan en el transporte , varios campos de la ingeniería mecánica , la industria química, la industria del petróleo y el gas, la energía, la construcción, los laboratorios de investigación para determinar las propiedades de un sólido y las propiedades moleculares, y en otras industrias; se utilizan para controlar piezas y espacios en blanco, uniones soldadas, soldadas y adhesivas, para monitorear los detalles de las unidades. Algunos detectores de fallas le permiten verificar productos que se mueven a una velocidad significativa (por ejemplo, tuberías durante el proceso de laminación) o que pueden moverse a alta velocidad en relación con el producto (por ejemplo, detectores de fallas en rieles, carros y carros detectores de fallas ) . Hay detectores de fallas para probar productos calentados a altas temperaturas.
Los detectores de fallas de pulso utilizan el método de eco, la sombra y los métodos de inspección de sombra de espejo.
Al inspeccionar uniones soldadas, es necesario asegurar un sondeo completo de todo el metal de soldadura. Las ondas ultrasónicas se introducen en la soldadura a través del metal base mediante transductores acústicos inclinados. Al buscar defectos, se realiza un movimiento longitudinal-transversal (exploración) del transductor a lo largo de la costura, al mismo tiempo que realiza su movimiento de rotación. La sensibilidad de las pruebas ultrasónicas está determinada por el tamaño mínimo de los defectos detectados o los reflectores de referencia (modelos de defectos). Como reflectores estándar, se suelen utilizar perforaciones de fondo plano orientadas perpendicularmente a la dirección del sondeo, así como perforaciones laterales o muescas.
El principio de funcionamiento se basa en determinar la diferencia de la resistencia mecánica total (impedancia) de una zona defectuosa frente a una buena, para lo cual se escanea la superficie controlada mediante dos elementos piezoeléctricos , uno de los cuales excita vibraciones en el material, y el otro percibe vibraciones. Los detectores de fallas por impedancia están diseñados para detectar defectos, delaminaciones, no adhesivos, porosidad y daños a la integridad de los materiales compuestos y estructuras de panal en las industrias aeronáutica, espacial, automotriz y otras.
El método de resonancia se basa en la determinación de las frecuencias resonantes naturales de las oscilaciones elásticas (con una frecuencia de 1-10 MHz) cuando se excitan en el producto. Este método mide el espesor de la pared del metal y algunos productos no metálicos. Si es posible medir en un lado, el error de medición es de alrededor del 1%. Además, con la ayuda de la detección de fallas resonantes, es posible identificar zonas de daño por corrosión. Una variante del método de resonancia es la detección de defectos espectral-acústica.
El detector de fallas le permite controlar partes de varias formas, soldaduras, superficies internas de agujeros al magnetizar áreas controladas individuales o el producto como un todo con un campo circular o longitudinal creado usando un conjunto de dispositivos de magnetización alimentados por pulsos o corriente continua, o utilizando imanes permanentes . El principio de funcionamiento se basa en la creación de un campo de dispersión sobre los defectos de la parte controlada, seguido de su detección por una suspensión magnética . La mayor densidad de líneas de campo magnético del campo errante se observa directamente encima de la fisura (o encima de otra discontinuidad) y disminuye con la distancia a la misma. Para detectar discontinuidades, se aplica a la superficie de la pieza un polvo magnético suspendido en aire (método seco) o en líquido (método húmedo). Una partícula en el campo de dispersión se verá afectada por las siguientes fuerzas: campo magnético dirigido a la región de mayor densidad de líneas de campo magnético, es decir, a la ubicación de la grieta; gravedad; acción de flotación del líquido; fricción; fuerzas de interacción electrostática y magnética que surgen entre las partículas.
En un campo magnético, las partículas se magnetizan y se conectan en cadenas. Bajo la acción de la fuerza resultante, las partículas son atraídas hacia la fisura y se acumulan sobre ella, formando una acumulación de polvo. El ancho de la tira (rollo) del polvo sedimentado es mucho mayor que el ancho de la abertura de la grieta. La presencia de defectos está determinada por esta deposición - patrón indicador.
El principio de funcionamiento se basa en el método de corrientes de Foucault , que consiste en la excitación de corrientes de Foucault en la zona de control local y el registro de cambios en el campo electromagnético de corrientes de Foucault debido a un defecto y las propiedades electrofísicas del objeto de prueba. Se caracteriza por una pequeña profundidad de control, es decir, grietas y discontinuidades del material a una profundidad de hasta 2 mm.
Su principio de funcionamiento se basa en que durante el movimiento de un fluxgate (un elemento sensible que reacciona a un cambio en el campo magnético) a lo largo del producto, se generan pulsos de corriente, cuya forma depende de la presencia de defectos en el producto. La alta sensibilidad de los detectores de defectos gradiómetros permite detectar defectos con un ancho de apertura de varios micrómetros y una profundidad de 0,1 mm. Es posible detectar defectos bajo un revestimiento no magnético de hasta 6 mm de espesor. La rugosidad de las superficies controladas es de hasta Rz 320 µm. Los detectores de fallas-gradientómetros se utilizan para controlar piezas fundidas, productos laminados y uniones soldadas.
El principio de funcionamiento se basa en la ruptura eléctrica de los espacios de aire entre la sonda que toca la superficie del revestimiento aislante, conectada a un polo de la fuente de alto voltaje, y el objeto diagnosticado conectado al otro polo de la fuente de alto voltaje directamente o a través del suelo usando un electrodo de tierra.
El principio de funcionamiento de los detectores de defectos termoeléctricos se basa en medir la fuerza electromotriz (termopotencia) que se produce en un circuito cerrado cuando se calienta el punto de contacto de dos materiales diferentes. Si uno de estos materiales se toma como estándar, entonces, para una diferencia de temperatura dada entre contactos fríos y calientes, el valor y el signo de la energía termoeléctrica estarán determinados por la composición química del segundo material. Este método suele utilizarse en los casos en que se requiere determinar la calidad del material que compone un producto semiacabado o elemento estructural (incluso en una estructura acabada).
En los detectores de defectos por radiación, los objetos se irradian con rayos X , rayos α , β y γ , así como con neutrones . Fuentes de radiación: máquinas de rayos X, isótopos radiactivos, aceleradores lineales , betatrones , microtrones . La imagen de radiación del defecto se convierte en una imagen radiográfica (radiografía), una señal eléctrica ( radiometría ) o una imagen de luz en la pantalla de salida de un transductor o dispositivo óptico de radiación ( introscopia de radiación , radioscopia).
El primer detector de fallas por radiación fue introducido en 1933 en la planta de construcción naval del Báltico por el inventor L. V. Mysovsky y se utilizó para detectar defectos de fundición en placas de metal gruesas para hornos Migge-Perroy [1] .
Los detectores de defectos infrarrojos utilizan rayos infrarrojos (térmicos) para detectar inclusiones que son opacas a la luz visible. La llamada imagen infrarroja del defecto se obtiene en la radiación transmitida, reflejada o intrínseca del producto en estudio. Las áreas defectuosas en el producto cambian el flujo de calor. Una corriente de radiación infrarroja pasa a través del producto y su distribución es registrada por un receptor sensible al calor.
La detección de fallas por radio se basa en las propiedades de penetración de las ondas de radio en el rango centimétrico y milimétrico (microondas de radio), permite detectar defectos principalmente en la superficie de los productos, generalmente de materiales no metálicos. Debido al bajo poder de penetración de las microondas de radio, la radiodefectoscopia de productos metálicos es limitada. Este método determina defectos en láminas de acero, barras, alambres durante su fabricación, y también mide su espesor o diámetro, el espesor de los recubrimientos dieléctricos, etc. Desde un generador que opera en modo continuo o pulsado, las microondas de radio penetran en el producto a través de la bocina. las antenas y , habiendo pasado el amplificador de las señales recibidas, son registradas por el aparato receptor.
Los EDI están diseñados para el control remoto de equipos de energía de alto voltaje bajo voltaje. El método de diagnóstico se basa en la determinación de las características de las descargas corona (CR) y de partículas superficiales (SPD), así como su dependencia de la magnitud del voltaje y el grado de contaminación del aislamiento.
Un detector de fallas capilares es un conjunto de dispositivos para pruebas capilares no destructivas. El control capilar se basa en un aumento artificial del contraste de luz y color de la zona defectuosa con respecto a la no dañada. Los métodos de detección de fallas capilares permiten detectar a simple vista grietas superficiales delgadas y otras discontinuidades del material que se forman durante la fabricación y operación de piezas de máquinas. Las cavidades de las grietas superficiales se llenan con sustancias indicadoras especiales ( penetrantes ), que penetran en ellas bajo la acción de fuerzas capilares . Para el llamado método luminiscente, los penetrantes se basan en fósforos ( queroseno , noriol, etc.). Se aplica un polvo delgado de un revelador blanco (óxido de magnesio , talco , etc.), que tiene propiedades de sorción, a la superficie limpia del exceso de penetrante , debido a lo cual las partículas de penetrante se eliminan de la cavidad de la grieta a la superficie, delineando el contornos de la grieta y brillan intensamente en los rayos ultravioleta . Con el llamado método de control de color, los penetrantes se basan en queroseno con la adición de benceno, trementina y tintes especiales (por ejemplo, pintura roja).