DISPOSITIVO DE ENSAYO PARA EL ENSAYO POR ULTRASONIDO DE MATERIAL EN BARRAS.

Dispositivo de ensayo para el ensayo por ultrasonido de material en barras,

a) con un recipiente fijo (20) que forma un espacio interior (22) esencialmente cilíndrico, que tiene un diámetro mayor que el material en barras y que presenta un eje de cilindro (36), y b) con por lo menos un cabezal de ensayo por ultrasonido (34) que está unido al recipiente (20) y que tiene una superficie activa (38) que queda libremente accesible desde el espacio interior cilíndrico (22), caracterizado por una instalación para generar una camisa de agua rotativa, que presente una salida (42) y por lo menos una tobera (32) para una entrada de agua, está dispuesta esencialmente en dirección tangencial a una envolvente interior del espacio interior (22) y desemboca en éste y/o una rueda de paletas (54) dispuesta de forma giratoria alrededor del eje del cilindro (36), a la que le corresponde un accionamiento de giro (60)

Dispositivo de ensayo para el ensayo por ultrasonido de material en barras.

La invención se refiere a un dispositivo de ensayo por ultrasonido conforme al preámbulo de la reivindicación 1, tal como se conoce por el documento EP 0 985 905 A1. En este dispositivo de ensayo ya conocido, la carcasa presenta una entrada y una salida selladas y está completamente lleno de un líquido de acoplamiento, por lo general agua. Las superficies sensoras de los cabezales de ensayo por ultrasonido están al descubierto y protegidos en unos nichos en los que desembocan unas toberas orientadas en dirección paralela al eje de la carcasa, a través de las cuales se alimenta el líquido de acoplamiento que mantiene las superficies de los sensores limpias de suciedad y de burbujas de aire.

Otros dispositivos de ensayo conocidos se conocen también en realización diversa, donde aquí únicamente se remite a título de ejemplo al libro DE "Werkstoffprüfung mit Ultraschall" (Ensayo de Materiales por Ultrasonido), IV Edición, autores J. Krautkrämer y H. Krautkrämer.

Al efectuar el ensayo de material en barras se trata en especial del ensayo de defectos internos y del ensayo de defectos exteriores, pero también de la comprobación de las dimensiones. Para un ensayo por ultrasonido es sabido que hay que crear y mantener un tramo de agua entre el cabezal de ensayo por ultrasonido y la barra que se trata de someter a ensayo. Para esto se conocen diversas técnicas, por ejemplo el ensayo en técnica de inmersión, técnica de charcos o con un chorro de agua dirigido. También existen cámaras de agua cerradas con el paso continuo de la pieza que va a ser sometida a ensayo, que a menudo se designan como SPS. Una vez que la pieza que se trata de ensayar ha entrado en la cámara de agua cerrada, es la misma pieza que se trata de ensayar la que sella la entrada y la salida de la cámara. La cámara de agua se llena con agua para conseguir el acoplamiento entre el cabezal de ensayo y la pieza que se trata de ensayar. Para esto los cabezales de ensayo pueden estar dispuestos simétricamente en la periferia. El inconveniente de este método es el tiempo relativamente largo que se tarda hasta que la cámara está llena de agua, quedando extremos de barra que no se comprueban. Además las burbujas de aire en el agua de acoplamiento perturban el ensayo.

Además de esto se conocen también dispositivos del ensayo rotativos. Mediante la rotación de toda la cámara de ensayo, incluidos los cabezales de ensayo, se genera una envolvente de agua estacionaria. Debido a los sistemas de sellado dispuestos en los lados de entrada y de salida se obtiene una envolvente de agua esencialmente de forma tubular a través de la cual se pueden transportar las piezas a ensayar. Esta clase de técnica de ensayo tiene un elevado rendimiento para los ensayos, pero debido a la cámara de ensayo rotativa requiere también una complejidad mecánica grande.

Se entiende en lo sucesivo por material en barras cualquier clase de material alargado, en particular barras redondas de acero, barras de perfiles no redondos tales como por ejemplo barras cuadradas y hexagonales, material plano en forma de barras pero también tubos así como material laminado, perfiles extruidos.

La invención se ha planteado como objetivo describir un dispositivo para el ensayo por ultrasonido de material en barras que presente las ventajas del ensayo rotativo antes citado y que mejore el dispositivo de ensayo de la clase antes citada por el hecho de que las burbujas de aire molestas tengan menor influencia en el resultado de la medición.

Este objetivo se resuelve mediante un dispositivo de ensayo para el ensayo por ultrasonido que presenta las características de la reivindicación 1.

A través de las toberas dispuestas esencialmente de modo tangencial y que desembocan en el espacio interior del recipiente, se introduce agua. Debido a esta acometida y del movimiento rotativo del agua resultante se produce una camisa de agua esencialmente de forma tubular. Las burbujas de aire molestas no permanecen estacionarias sino que son arrastradas y por lo tanto son irrelevantes para el ensayo. No se realiza ninguna rotación del recipiente sino que el recipiente está más bien estacionario. Sin embargo gira la camisa de agua que se encuentra dentro del recipiente. Debido a la rotación de la camisa de agua ésta es estable e inmediatamente después de introducirse una pieza para ensayar en forma de barra se puede realizar el ensayo.

La camisa de agua rotativa también se puede generar por una rueda de paletas. Se entiende por rueda de paletas cualquier disposición de paletas dispuestas en dirección más o menos radial que estén en condiciones de mover el agua dentro del recipiente de tal modo que se consiga la camisa de agua rotativa. La rueda de paletas está dispuesta preferentemente en los lados frontales. Se puede intercambiar con los lados frontales. Las ruedas de paletas se encuentran preferentemente fuera del recorrido de ultrasonido del por lo menos un cabezal de ensayo por ultrasonido. Pero también existe la posibilidad de que los cabezales de ensayo por ultrasonido radien a través de la zona de movimiento de las paletas de una rueda de paletas. Entonces se ajustan de tal modo con el movimiento de la rueda de paletas que solamente se efectúa una medición cuando no haya ninguna rueda de paletas en el recorrido del ultrasonido.

El recipiente puede tener una construcción muy corta. Los extremos que quedan sin ensayar son pequeños. Pero también existe la posibilidad de efectuar en el recipiente el ensayo de los extremos si una zona extrema de una barra que se trata de ensayar se encuentra dentro del espacio interior.

En el recipiente está dispuesto por lo menos un cabezal de ensayo por ultrasonido, pero preferentemente está prevista una gran cantidad de cabezales de ensayo. Pueden estar dispuestos en cualquier posición en el perímetro. También se pueden utilizar grupos de cabezales de ensayo (CLUSTER) o grupos radiantes (Arrays). Pueden tener orientación radial, pero también pueden estar dispuestos con cualquier orientación angular oblicua dentro de los posibles ángulos de irradiación sónica, por ejemplo en el plano radial oblicuo o en un ángulo distinto a 90º respecto al eje del cilindro.

Los cabezales de ensayo por ultrasonido tienen una superficie activa que está formada preferentemente por un cuerpo anterior de un material adecuado de cuerpo sólido. Este cuerpo anterior puede estar conformado de tal modo que efectúe un cierre al ras con la envolvente interior del recipiente, es decir que no perturbe la circulación del agua dentro del recipiente de forma tubular.

Las piezas que se trata de ensayar se hacen pasar, a través del espacio interior en dirección esencialmente concéntrica con el eje del cilindro. Pero también existe la posibilidad de ensayar barras o perfiles fijos, al disponer el recipiente a base de dos semi-casquetes que se han de unir en un plano axial que se colocan alrededor de una barra fija, por ejemplo de una tubería, y se pueden desplazar axialmente para realizar el ensayo.

Para el material en barras se han previsto elementos de guiado en las dos superficies frontales del recipiente de forma tubular, diseñados para conducir la barra que se trata de ensayar de tal modo que la barra que se trata de ensayar esté situada esencialmente en posición concéntrica con el eje del cilindro. Preferentemente hay medios de sellado adecuados para que sea escaso el escape de agua en la zona de las superficies frontales. Pero el escape de agua también puede tener lugar de modo consciente en la zona de las superficies frontales, con lo cual por una parte las juntas resultan muy sencillas o incluso se puede prescindir de ellas, y por otra parte no se necesita una salida independiente. Pero también puede estar prevista una salida independiente que esté realizada de acuerdo con la por lo menos una tobera de entrada de agua y que deje volver a salir tangencialmente el agua, concretamente en la dirección periférica.

Para el sellado en la zona de los lados frontales se han acreditado especialmente unos anillos terminales intercambiables que se pueden fijar de modo sencillo y liberable en los dos lados frontales del recipiente. Existen en diversas formas de realización, es decir con orificios centrales diferentes, siempre adaptados al material de barras que se trata de ensayar, concretamente a su perfil.

En la zona de los lados frontales donde están dispuestos los anillos terminales puede haber una salida de agua, eventualmente incluso intencionada. Debajo de los lados frontales se disponen por...

1. Dispositivo de ensayo para el ensayo por ultrasonido de material en barras, a) con un recipiente fijo (20) que forma un espacio interior (22) esencialmente cilíndrico, que tiene un diámetro mayor que el material en barras y que presenta un eje de cilindro (36), y b) con por lo menos un cabezal de ensayo por ultrasonido (34) que está unido al recipiente (20) y que tiene una superficie activa (38) que queda libremente accesible desde el espacio interior cilíndrico (22), caracterizado por una instalación para generar una camisa de agua rotativa, que presente una salida (42) y por lo menos una tobera (32) para una entrada de agua, está dispuesta esencialmente en dirección tangencial a una envolvente interior del espacio interior (22) y desemboca en éste y/o una rueda de paletas (54) dispuesta de forma giratoria alrededor del eje del cilindro (36), a la que le corresponde un accionamiento de giro (60).

2. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque el por lo menos un cabezal de ensayo (34) está dispuesto de tal modo que su superficie activa (38) queda al ras con la envolvente interior (22) del recipiente (20).

3. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto un material guía para el material en barras, diseñado para guiar esencialmente en dirección concéntrica al eje del cilindro (36) una barra (28) que se trata de ensayar.

4. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque están previstos unos anillos terminales que pueden fijarse de modo intercambiable en las dos caras frontales (24) del recipiente (20) y que presentan un orificio adaptado al material en barras que se trata de ensayar.

5. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque está prevista una cubeta de recogida de agua (40) situada debajo de por lo menos uno de los lados frontales (24) del recipiente (20), que recoge el agua que sale de esta cara frontal (24).

6. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque la salida (42) está prevista en el recipiente (20), y porque la salida (42) está situada esencialmente de forma tangencial respecto a la envolvente interior (22) y en sentido contrario a la por lo menos una tobera (32) para la entrada de agua.

7. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque en la envolvente interior (22) están previstas unas chapas deflectoras (44) que transcurren con un trazado helicoidal.

8. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque la envolvente interior (22) se estrecha desde un extremo frontal (24) al otro extremo frontal (24), especialmente de forma cónica.

9. Dispositivo de ensayo según la reivindicación 1, caracterizado porque la salida (42) está prevista en el recipiente (20) o en la zona de las superficies frontales.