Comprensión del análisis ultrasónico

1. Definición: ¿Qué es el análisis de ultrasonido?

Análisis de ultrasonido (o Ultrasonido Aéreo/Estructural) es una tecnología de monitoreo de condiciones que consiste en escuchar sonidos de alta frecuencia que están fuera del rango auditivo humano. Los humanos suelen oír sonidos de hasta aproximadamente 20 kilohercios (kHz). Los instrumentos de ultrasonido están diseñados para detectar sonidos en el rango de 20 kHz a 100 kHz.

Estos sonidos de alta frecuencia se generan por fricción, turbulencia y arco eléctrico. Un instrumento de ultrasonidos detecta este sonido de alta frecuencia, lo traduce en una señal audible que se puede escuchar a través de auriculares y mide su intensidad (amplitud), que se muestra en decibelios (dB). Esto permite a los inspectores detectar problemas que, de otro modo, permanecerían completamente silenciados.

2. Cómo funciona: heterodino

La tecnología central dentro de un instrumento de ultrasonido se llama heterodinaciónEste es un proceso electrónico que convierte con precisión la señal ultrasónica de muy alta frecuencia e inaudible en una señal de baja frecuencia dentro del rango audible, sin alterar las características originales del sonido. Esto significa que el silbido de una fuga de aire comprimido o el crepitar de un arco eléctrico sonarán como un silbido o un crepitar en los auriculares, lo que facilita enormemente el diagnóstico.

3. Aplicaciones clave en mantenimiento

El análisis por ultrasonido es una tecnología versátil con varias aplicaciones de alto valor:

a) Detección de fugas

Esta es la aplicación más común y económicamente beneficiosa. El flujo turbulento de un gas (como aire comprimido, vapor o nitrógeno) que escapa de una tubería o recipiente presurizado genera una cantidad significativa de ultrasonido de banda ancha.

• Procedimiento: Un inspector utiliza un dispositivo de ultrasonido portátil con un sensor aéreo para escanear un área. El instrumento es altamente direccional y, a medida que se acerca a una fuga, la señal audible en los auriculares se intensifica y la lectura de dB en el medidor aumenta.
• Ventajas: Encontrar y reparar fugas de aire comprimido puede ahorrarle a una planta decenas o incluso cientos de miles de dólares por año en costos de energía desperdiciada.

b) Inspección eléctrica

Fallas eléctricas como arco eléctrico, seguimiento y corona En equipos eléctricos de media y alta tensión se producen ultrasonidos.

• Procedimiento: Un inspector puede escanear con seguridad los armarios eléctricos cerrados desde el exterior. El ultrasonido generado por una falla se filtrará a través de las ranuras de aire en los sellos del armario.
• Ventajas: Esto proporciona un excelente método sin contacto para detectar fallas eléctricas graves antes de que provoquen un arco eléctrico, lo que mejora la seguridad de la planta. También es una excelente herramienta de detección antes de abrir un panel para realizar... termografía.

c) Inspección mecánica (lubricación basada en la condición)

El ultrasonido también es muy eficaz para evaluar el estado de los rodamientos de elementos rodantes y orientar las prácticas de lubricación.

• Procedimiento: Se coloca un sensor ultrasónico de contacto en una carcasa de cojinete.
• Interpretación:
  • Un cojinete sano y bien lubricado producirá un sonido de “silbido” bajo y constante.
  • Un rodamiento que necesita lubricación tendrá una lectura de dB más alta. Un técnico puede entonces aplicar la grasa lentamente, deteniéndose en cuanto el nivel de dB comience a bajar, evitando así una lubricación excesiva.
  • Un rodamiento con un defecto (como un desconchado) producirá un crujido o estallido repetitivo cuando los elementos rodantes impacten contra el defecto. Esto proporciona una alerta muy temprana de una falla del rodamiento.

4. Ultrasonido vs. Análisis de vibraciones

Para el análisis de rodamientos, el ultrasonido y la vibración son complementarios. El ultrasonido suele ser más eficaz para detectar fallos en etapas muy tempranas (Etapa 1) y problemas de lubricación. El análisis de vibraciones es más eficaz para diagnosticar la naturaleza exacta de un fallo en etapas posteriores (por ejemplo, distinguir un fallo en la pista exterior de uno en la pista interior) una vez que se hace visible en el espectro de vibración.

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