"Alternativas sostenibles a las inspecciones
mediante radiología industrial, partículas magnéticas
y líquidos penetrantes. Casos prácticos"
Mayo 2017
Datos relevantes www.ideko.es
• 100
• 27
• 9,5 M€
Ubicación
Elgoibar, Gipuzkoa
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Especialización
• Procesos de fabricación
• TICs y Automatización
• Diseño e ingeniería de Precisión
• Dinámica y Control
PROYECTOS DE TRANSFERENCIA
DATOS 2016
60
PROYECTOS DE ESPECIALIZACIÓN 166
79 CLIENTES 22
PATENTES
PROYECTOS DE TRANSFERENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
1. LIMITACIONES DE LAS TECNOLOGÍAS A “SUSTITUIR”
2. TECNOLOGÍCAS PROPUESTAS POR IK4-IDEKO
3. CASOS PRÁCTICOS: • ULTRASONIDOS • TERMOGRAFÍA ACTIVA • CORRIENTES INDUCIDAS
4. LABORATORIO NDT IK4-IDEKO
ÍNDICE
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
LIMITACIONES
RT: Radiología industrial
MT: Partículas magnéticas
PT: Líquidos penetrantes
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
TECNOLOGÍAS PROPUESTAS POR IK4-IDEKO
Ultrasonidos
Corrientes Inducidas
Termografía Activa
CO
NO
CIM
IEN
TO
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
FORMACIÓN
IK4-IDEKO es miembro colectivo de la AEND
Acreditaciones de Nivel III en Ultrasonidos según UNE EN 473 e ISO 9712: capacidad para ofrecer servicios de inspección de acuerdo con procedimientos y normativa establecida, además de capacidad para elaborar y validar procedimientos de inspección.
Otras acreditaciones de Nivel II (Ultrasonidos, Corrientes Inducidas y Termografía) según UNE EN 473, ISO 9712 e ITC.
IK4-IDEKO es colaborador del Máster en Termografía Infrarroja
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Software específico para el desarrollo de soluciones ultrasónicas avanzadas
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
http://www.axleinspect.eu/
Objetivos: • Desarrollo de un sistema de inspección portátil para
ejes de ferrocarril .
• Automatizar la inspección de componentes críticos aumentando la POD y reduciendo el grado de incertidumbre de la inspección.
Tecnologías aplicadas: • Modelos de simulación por CIVA. • Ultrasonidos phased-array.
Array LINEAL (PE)
Direcciona el haz de
ultrasonidos cuando NO
esta sobre un agujero.
Array MATRICIAL (TT)
Direcciona el haz de
ultrasonidos cuando el
centro del sensor esta
sobre un agujero.
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
http://www.danobatgroup.com/es/ferrocarril/equipo-deteccion-fisuras-rueda
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Objetivos: • Desarrollo de un sistema de inspección en llanta y
velo de ruedas de ferrocarril .
• Automatizar la inspección de componentes críticos aumentando la POD y reduciendo el grado de incertidumbre de la inspección.
Tecnologías aplicadas: • Modelos de simulación por CIVA. • Ultrasonidos phased-array.
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
BANDA DE RODADURA
En base a la norma ISO 5948:1994
VELO
Según requerimientos del
cliente.
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Ángulo de apertura (-35°,35°)
Para poder incidir perpendicularmente sobre los reflectores el haz se direcciona con un rango de ángulos
Taladro nº 1 2 3 4 5 6
Profundidad (mm) N/A 2 10 6 5 10
Orientación (º) N/A 90 45 180 0 -135
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
N 32 elementos
p 1,38 mm
e 0,15 mm
h 17 mm
f 3,5 MHz
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Transductor UTPA
Eco del eje de giro de la rueda
Ecos de los taladros
Eco de la
entalla
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Reflector 2
Reflector 6 Reflector 5
Reflector 4 Reflector 3
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Objetivos: • Desarrollo de sistemas de inspección portátiles para
ruedas y ejes huecos de ferrocarril (Ø 20 y 50 mm).
• Facilitar la inspección manual de componentes aumentando la POD y reduciendo el grado de incertidumbre de la inspección.
Tecnologías aplicadas: • Modelos de simulación por CIVA. • Ultrasonidos convencional.
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Objetivos: • Desarrollo de sistemas de inspección portátiles para
ruedas y ejes huecos de ferrocarril (Ø 20 y 50 mm).
• Facilitar la inspección manual de componentes aumentando la POD y reduciendo el grado de incertidumbre de la inspección.
Tecnologías aplicadas: • Modelos de simulación por CIVA. • Ultrasonidos convencional.
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
UT: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Objetivos: • Desarrollo de sistemas de inspección portátiles para
líneas de vida.
• Facilitar la inspección manual de componentes aumentando la POD y reduciendo el grado de incertidumbre de la inspección.
Tecnologías aplicadas: • Modelos de simulación por CIVA. • Ultrasonidos convencional.
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Metales
Compuestos
MATERIALES Pulsada
Step heating
Lock-in
TÉCNICAS Flash
Lámparas halóg.
Bobinas
Laser
FUENTES DE CALOR
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Isovalores de temperatura
• Frec. inducción = 10 kHz; Corriente = 45 Arms;
• Pulso = 100 ms; Tiempo de enfriamiento= 1s
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Experimental pixel location
10 20 30 40 50 60 70
5
10
15
20
25
30
35
40
Defect
No defect
21.4 21.6 21.8 22 22.2 22.4 22.6 22.8 23 23.2 23.4
EXP
ERIM
ENTA
L FL
UX
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 120
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24Comparison of temperature evolution in pixels FLUX-TIFF
time(s)
Tem
pera
ture
ºC
Exp defect
FLUX defect
Exp no defect
FLUX no defect
Evolución temporal de la temperatura en un píxel Distribución de la temperatura alrededor de la grieta
FLUX pixel location
20 40 60 80 100 120
2
4
6
8
10
12
14
Defect
No defect
21.2 21.4 21.6 21.8 22 22.2 22.4 22.6 22.8 23
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Resultados experimentales vs simulaciones FLUX
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Experimental pixel location
10 20 30 40 50 60 70
5
10
15
20
25
30
35
40
Defect
No defect
21.4 21.6 21.8 22 22.2 22.4 22.6 22.8 23 23.2 23.4
EXP
ERIM
ENTA
L FL
UX
Resultados experimentales vs simulaciones FLUX
Evolución temporal de la temperatura en un píxel Distribución de la temperatura alrededor de la grieta
FLUX pixel location
20 40 60 80 100 120
2
4
6
8
10
12
14
Defect
No defect
21.2 21.4 21.6 21.8 22 22.2 22.4 22.6 22.8 23
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 120.6
20.7
20.8
20.9
21
21.1
21.2
21.3Comparison of temperature evolution in pixels aluminium
time(s)
Tem
pera
ture
ºC
Exp defect
FLUX defect
Exp no defect
FLUX no defect
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Resultados experimentales vs simulaciones FLUX (DFT & TSR)
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Herramienta de procesado de secuencias térmicas desarrollada en IK4-IDEKO
Pieza de fundición A Parte simulada
Definición de parámetros Modelo de simulación
Fundición
Permeabilidad relativa B(H) 100
Resistividad J(E) [Ω·m] 1.1E-7
Conductividad térmica K(T) [W/(m·ºC)] 55
Capacidad calorífica volumétrica RCP(T) [J/(m3·ºC]
4.35E6
Frecuencia de ind: 30 kHz Pulso: 0.2 s
Intensidad: 350 A Nº espiras: 8
13º Congreso Nacional de Ensayos No Destructivos – 6-8 Mayo, Sevilla 32
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Resultados electromagnéticos Set up expermimental
Resultados térmicos Resultados TIR inductivo
13º Congreso Nacional de Ensayos No Destructivos – 6-8 Mayo, Sevilla 33
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Resultados electromagnéticos Set up expermimental
Resultados térmicos Resultados TIR inductivo Resultados PM
13º Congreso Nacional de Ensayos No Destructivos – 6-8 Mayo, Sevilla 34
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Pieza de fundición B Parte simulada
Definición de parámetros Modelo de simulación
Fundición
Permeabilidad relativaB(H) 100
Resistividad J(E) [Ω·m] 1.1E-7
Conductividad térmica K(T) [W/(m·ºC)] 55
Capacidad calorífica volumétrica RCP(T) [J/(m3·ºC]
4.35E6
Frecuencia de ind: 10 kHz Pulso: 0.2 s
Intensidad: 300 A Nº espiras: 6
13º Congreso Nacional de Ensayos No Destructivos – 6-8 Mayo, Sevilla 35
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Resultados electromagnéticos Set up experimental
Resultados térmicos Resultados TIR inductivo
13º Congreso Nacional de Ensayos No Destructivos – 6-8 Mayo, Sevilla 36
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Resultados electromagnéticos Set up experimental
Resultados térmicos Resultados TIR inductivo Resultados PM
13º Congreso Nacional de Ensayos No Destructivos – 6-8 Mayo, Sevilla 37
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Inspección superficial de soldadura TIG y EBW de Inconel 718
Objetivos: • Desarrollo de un sistema para la inspección
superficial por Termografía infrarroja activa de soldaduras en TBHs.
• Sustituir el sistema de inspección por LP por un sistema más objetivo, automatizable y rápido.
Tecnologías aplicadas: • Modelos de simulación por FLUX. • TIR Inductiva. • TIR Láser • Nueva herramienta de procesado.
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
TIR: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Detección de bordes y análisis de composición, orientación y estado de
fibras (CFRP)
Objetivos: • Desarrollar un sistema de inspección para la
detección de bordes y el análisis de composición, orientación y estado de las fibras en materiales compuestos
• Desarrollar un sistema de procesado optimizado para la reconstrucción y análisis de las secuencias térmicas
Tecnologías aplicadas: • TIR Flash pulsada • TIR Láser por barrido lineal • Nueva herramienta de procesado
ET: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Software específico para el desarrollo de soluciones de inspección avanzadas
“Four Layer orthogonal probe concept”
T/R orthogonal channels : Sensitive to indications Absolute channels : Sensitive to lift-of
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
ET: CONOCIMIENTO - EXPERIENCIA
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Software específico para el desarrollo de soluciones de inspección avanzadas
Objetivos: • Diseñar y desarrollar novedosos sistemas de
inspección por ultrasonidos y corrientes inducidas para la inspección de ejes ferroviarios.
• Diseñar y ejecutar un plan de ensayos completo para la caracterización de los parámetros que rigen el crecimiento de grieta y desarrollo de técnicas aceleradas de caracterización.
• Diseñar y fabricación nuevas geometrías de ejes de alta fiabilidad y seguridad, en base al estudio realizado.
• Validar los ensayos y protocolos de los nuevos diseños de ejes.
Tecnologías aplicadas: • En la inspección por ultrasonidos los transductores PA. • En la inspección por corrientes inducidas, sensores
array formados por un grupo de bobinas. • Multidisplinaridad (actividades numéricas y
experimentales) para evaluar de forma probabilista el crecimiento de grietas.
PROYECTO AxIS: Tecnologías avanzadas de alta fiabilidad para maximizar la vida
útil, seguridad y disponibilidad de los vehículos ferroviarios para su servicio
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
Objetivos:
• Desarrollar, implementar y demostrar herramientas que favorezcan el despliegue de soluciones ZDM en la industria.
• Poner en marcha una nueva metodología ZDM para reducir el número de defectos y optimizar la producción.
• Diseñar sistemas de fabricación multi-stage más competitivos y robustos. Mejorar los costes de fabricación .
• Introducir sistemas de inspección on-line para monitorizar el proceso de fabricación.
Jet Engine Shaft
Tecnologías aplicadas: • Sistemas de inspección flexibles y optimizados (Eddy Current Array) • Nueva herramienta de análisis de datos. • Cyber Physical Systems para evitar la generación y propagación de defectos • HMIs a medida • Distributed control system
DEMO CASES
Medical Microcatheters
Railway Wheelsets
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
LABORATORIO NDT IK4-IDEKO
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
LABORATORIO NDT IK4-IDEKO
PE
TT
Tecnologías NDT: estado actual y perspectivas a corto plazo
END
“POR UN MUNDO MÁS SEGURO”