Sistemas de Ultrasonidos Automatizados

1. INSTRUCCIÓN TÉCNICA
ULTRASONIDOS
AUTOMATIZADOS
PHASED ARRAY &ToFD
INSTRUCCIÓN TECNICA
SISTEMA DE ULTRASONIDOS
AUTOMATIZADOS
INSPECCION AUTOMATICA POR ULTRASONIDOS
DE SOLDADURAS CIRCUNFERENCIALES EN
GASODUCTOS

2. INSTRUCCIÓN TÉCNICA
ULTRASONIDOS
AUTOMATIZADOS
PHASED ARRAY &ToFD
INDICE

3. INSTRUCCIÓN TÉCNICA
ULTRASONIDOS
AUTOMATIZADOS
PHASED ARRAY &ToFD
1. PREPARACION DE UNA INSPECCION
1.1. DISEÑO DE TECNICA DE INSPECCION
Primero debemos conocer el perfil exacto de la soldadura. Este perfil deberá ser suministrado por la
empresa fabricante debiendo ser lo más exacto posible, ya que a partir de aquí se planifica todo el trabajo
y se elaboran los bloques de calibración.
Para elaborar esta instrucción técnica vamos a partir de un chaflán en V para un espesor de 0.338” e iremos
dando todos los pasas necesarios para realizar la inspección.
Como vemos en el dibujo, se dan cotas que varían dentro de un intervalo. Si este intervalo es muy grande
necesitaremos fijar bien las medidas para que luego no haya errores en el posicionamiento de los
palpadores, para ello podremos requerírselas de nuevo al constructor o tomarlas de los trozos de material
que nos suministren. EN CUALQUIER CASO, SIEMPRE NECESITAMOS ESTABLECER UNA GRAN
EXACTITUD EN LA DEFINICIÓN DEL PERFIL.
Una vez conocido el perfil, dividimos el volumen de la soldadura en zonas de aproximadamente 3 mm de
longitud de cara de fusión, y asignamos a cada zona un palpador específico que cubra la inspección de
esta
Esquemáticamente haremos un plan de inspección para cada zona usando palpadores bien en impulso-
eco o en emisión—recepción. Para nuestro ejemplo la distribución o planificación que hacemos para
detectar defectos longitudinales la hacemos mediante palpadores en impulso-eco y puede ser así:

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La disposición de los palpadores será simétrica respecto de la línea central de forma que veamos el
volumen completo de la soldadura en una sola vuelta.
El ángulo de los palpadores se elige de acuerdo con el chaflán y deberán incidir sobre el mismo
perpendicularmente.
Hay zonas como es el caso de la raíz, donde por su orientación es físicamente imposible incidir
perpendicularmente con el chaflán por lo que se busca un ángulo que si bien no es el óptimo será el más
adecuado dentro de la gama en que podemos movernos, en este caso lo hacemos con 70º.
1.2. SELECCIÓN DE PALPADORES
Como se ha visto en el apartado anterior se ha hecho una división zonal de la soldadura asignando un
palpador para cada zona. El tamaño de estas zonas es de aproximadamente 3 mm por lo que los
palpadores deberán tener una apertura de haz similar al tamaño de éstas, ya que, si el foco es mayor, el
palpador verá no sólo los defectos de su zona sino los de las zonas adyacentes, y sería difícil localizar con
precisión la posición de este.
Los palpadores convencionales (los que utilizamos en inspección manual) tienen una apertura de haz
mayor de estas dimensiones, por lo que para este tipo de inspección debemos recurrir a palpadores
focalizados que tienen un cristal de forma esférica lo que hace que el haz sea casi puntual para una
distancia determinada.
Los factores principales a tener en cuenta a la hora de elegir los palpadores son:
➢ Frecuencia.
➢ Diámetro.
➢ Curvatura del cristal.
La frecuencia para este tipo de inspección, teniendo en cuenta que el material es acero al carbono, estará
comprendida entre 5Mhz y 7.5 MHz. Los palpadores que utilizamos generalmente serán de 7.5 MHz,
excepto para el canal transversal que será de 5 MHz y en el caso del TOFD que dependerá del espesor.
➢ El diámetro y curvatura del cristal nos intervienen directamente en la distancia de focalización, es
decir nos determina la apertura del haz del palpador.
Los palpadores que usamos en este tipo de inspección normalmente son de Krautkramer de forma cilíndrica
y van pegados a la cuña que es la que da el ángulo apropiado a cada zona.
La denominación para este tipo de palpadores es KBA seguida de una serie de dígitos que nos indican las
características de este.
Por ejemplo, la gama que nosotros disponemos son:
KBA 389 027 XXX
El código 389 027 indica que se trata de palpadores con cierto grado de focalización debido a la forma
esférica del cristal.

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XXX: es un número que indica el grado de focalización. Así tenemos:
Cuanto mayor es el índice ROC, mayor es la distancia de focalización. También interviene la frecuencia,
pero en la gama citada todos son de 7.5 MHz. Pudiera darse el caso de necesitar distancias de focalización
grandes y esto nos obligara a cambiar de frecuencias e incluso elegir palpadores rectangulares especiales
para este tipo de situaciones, pero de momento seguiremos con esta gama ya que con ella podemos
planear la mayoría de las inspecciones.
Para elegir el palpador más adecuado para cada zona debemos hacer diagramas de apertura haz de cada
palpador según el ángulo de la cuña y elegir al final aquel cuya apertura de haz sea de aproximadamente
3 mm en la zona sobre la que va a focalizar.
Estos diagramas se realizan mediante un bloque con taladros a diferente profundidad y se va obteniendo
la apertura de haz para cada taladro.
Para simplificar y por la experiencia que tenemos, podemos resumir con lo siguiente:
Para espesores mayores serán necesarias más zonas Fill y ya pasaremos a usar palpadores del tipo 810
puesto que las distancias de focalización son mayores.
Conviene saber que la tabla que se ha descrito está hecha para los ángulos indicados. SI SE INCREMENTA
EL ANGULO, LA APERTURA DEL HAZ TAMBIEN ES MAYOR.
En las siguientes tablas se muestra como varia la apertura de haz para el mismo tipo de palpador 411 y
con cuña de 58º y 60º.

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1.2.1. VELOCIDAD DEL MATERIAL
Como sabemos la velocidad del material es determinante en el ángulo de los palpadores con una relación
determinada por la ley de Snell.
En el caso de las tuberías empleadas para Pipeline y para realizar inspección automática es necesario
conocer con exactitud la velocidad del acero que se emplea ya que puede ocurrir que nosotros planteemos
una inspección con 70º, pero debido a las características y conformado de la tubería estos 70º teóricos,
sean en realidad 75º dentro del acero con lo que posiblemente tendremos señales de la superficie del tubo
y no sepamos realmente donde estamos incidiendo con el haz.
Por ello será necesario medir esta velocidad y lo haremos aplicando el procedimiento UT 11 000 con el fin
de obtener una relación entre las velocidades de la V1 con la del acero real, es decir hallaremos una
correspondencia de ángulos entre la V1 y nuestro acero, pudiendo darse el caso de que para introducir 70º
en el acero real, necesitemos un palpador que medido sobre la V1 tenga 65º. Esto es muy importante ya
que esta variación en la velocidad nos condiciona la elección de los palpadores.

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Una vez que determinemos con seguridad la velocidad del material para los diferentes ángulos que vamos
a emplear podremos elegir bien los palpadores y fabricaremos las cuñas necesarias con la corrección de
ángulo necesaria. De esta forma ya tendríamos dispuestos los palpadores para la inspección.
1.2.2. CUÑAS
Para establecer el ángulo de los palpadores empleamos cuñas de plástico.
Para calcular el ángulo necesario de una cuña nos basamos en la ley de Snell de modo que, sabiendo la
velocidad del acero podemos calcular el ángulo de la cuña que necesitamos.
Como hemos visto la velocidad de los materiales puede variar dependiendo del fabricante, del conformado
de la tubería, del espesor, etc. por tanto un palpador montado en cuña puede dar diferentes ángulos de
sonido en materiales diferentes, aunque ambos sean acero al carbono.
SI que podemos dar una aproximación que se resume en la siguiente tabla.
1.3. BLOQUES DE CALIBRACION
Los bloques de calibración consisten en una serie de taladros y entallas que simulan ser defectos y cuya
orientación y profundidad coinciden con las zonas de fusión de la soldadura. El mecanizado de estos
defectos artificiales deberá hacerse con gran precisión y observando especial cuidado que los taladros sean
de fondo plano, ya que será sobre esta superficie donde incida el haz para fijar la ganancia o nivel de
referencia que usaremos durante la inspección.
Si volvemos a nuestro ejemplo de chaflán en V el mecanizado de los defectos artificiales será de la siguiente
manera:
Como vemos los taladros realizados para las zonas Fill son de fondo plano y es esta superficie la que
coincide con el chaflán que tratamos de simular, de modo que cuando calibremos haremos coincidir el haz
del palpador con esta superficie para así obtener el nivel de referencia de inspección.
Para la raíz se emplea una entalla o ranura de forma que el haz incida sobre una superficie plana.

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Además de estos reflectores básicos se elaboran otros con diferentes propósitos, así p ej. se realiza un
taladro pasante que coincide con la línea central de la soldadura y que nos servirá para comprobar la zona
de cobertura de cada palpador y también para alinear las señales de todos los palpadores cuando provienen
de un mismo defecto. Hay otros reflectores para defectos transversales que veremos más adelante.
El bloque de calibración se realiza con el mismo material que el tubo utilizado en la construcción, por lo que
cuando se planifica la inspección debemos requerir al constructor trozos de material con las dimensiones
adecuadas para realizar tantos bloques como sean necesarios (normalmente uno por cada espesor). Se
deberá requerir con una antelación de 2 meses sobre el inicio del trabajo para tener el tiempo suficiente
para el mecanizado y posterior comprobación y calibración de nuestro equipo.
1.4. DETECCION DE DEFECTOS TRANSVERSALES
Hasta ahora nos hemos centrado en la detección de los defectos longitudinales es decir los que se dan en
las caras de fusión, tienen dirección circunferencial y serán los que más frecuentemente nos encontremos.
Pero como ya sabemos pueden darse también defectos transversales, es decir en dirección perpendicular
al eje de soldadura y que requieren especial atención por la gravedad que suponen.
Para la detección de este tipo de defectos utilizaremos técnicas de emisión recepción con dos palpadores
dispuestos sobre la soldadura mediante una configuración especial.
Los palpadores empleados para este tipo de defectos ya no serán focalizados, sino que serán de cristal
plano puesto que no se trata de localizar defectos en una zona pequeña sino barrer un área más o menos
grande.
El ángulo que utilizaremos dependerá del espesor de la soldadura de forma que no tengamos problemas
con los choques en el cordón. Como la orientación del defecto es aleatoria no podemos hablar de un ángulo
óptimo, si bien suelen darse en una dirección vertical por lo que tenderemos a usar ángulos de 60º a 70º.
Esquemáticamente y visto en planta el diseño de inspección puede ser así:
Como vemos en la figura los palpadores están orientados a 45º respecto del eje de la soldadura, de forma
que cuando tengamos un defecto transversal el eco procedente del palpador emisor choca en el defecto y
es recogido por el palpador receptor.
Normalmente en las inspecciones nos exigen que detectemos defectos transversales internos, pero
también nos pueden pedir la detección de defectos transversales externos. Para ello usaremos otra pareja
de palpadores montada de igual forma que hemos visto en la figura anterior, pero con el diseño de haz
inspeccionando en la parte exterior.

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En el bloque de calibración también incluiremos reflectores para este tipo de defectos. Estos consistirán en
2 entallas transversales mecanizadas en la parte interior y exterior de la probeta.
Excepto para las entallas transversales y para el taladro en la línea central, el resto de los taladros y entallas
se repetirá simétricamente para el otro lado de la soldadura. En la siguiente figura se muestra el bloque de
calibración para nuestro ejemplo.
1.5. PREPARACION DEL SCANNER
Los palpadores se montan en el scanner de forma simétrica a la línea central de soldadura, distribuyéndolos
en brazos y asignando cada brazo a una zona de la soldadura. Por tanto, para nuestra inspección
necesitaremos 6 brazos: TOFD, Raíz, Fill1, Fill2, Fill3 y Transversal interior.

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Debemos familiarizarnos con la distribución de palpadores de modo que cuando estemos calibrando
localicemos rápidamente el palpador sobre el que debamos manipular sin equivocarnos, ya que puede ser
que movamos algún palpador que ya teníamos calibrado y tengamos que repetir nuevamente la operación.
Para diferenciar dentro de un mismo brazo por ejemplo los palpadores de raíz se les asigna un nombre US
o DS (Upstream o Downstream) que significa aguas arriba o abajo y hace referencia a la dirección de
construcción del gasoducto, siendo DS hacia el PK0 y US hacia el PK final.
Como la banda guía de CRC del scanner la colocaremos en el lado US, los palpadores situados en el lado
de la banda los llamaremos US y los otros serán DS. El mismo código lo emplearemos para denominar los
defectos del bloque de calibración y conviene siempre marcar los reflectores sobre el soporte de la probeta
para identificarlos rápidamente.
1.5.1. BANDA GUIA Y CONDICION SUPERFICIAL DE LA TUBERIA
Una vez que tenemos el scanner preparado vamos a ver como se debe colocar la banda sobre la tubería.
Como condiciones generales de inspección se deben realizar una serie de requerimientos al constructor en
los que se incluyen ciertos ítems acerca de cómo deben dejar preparado el tubo para poder hacer la
inspección sin problemas. Estos suelen ser:
➢ La distancia mínima de la tubería al suelo no será menor de 30 cms.
➢ A ambos lados de la soldadura se esmerilará completamente la soldadura longitudinal del tubo
en una longitud mínima de 120 mm.
➢ El tubo deberá estar libre de recubrimiento (pinturas, canusa, etc.), proyecciones y óxidos en una
superficie mínima de 100 mm a cada lado del cordón, y tratando de que la soldadura esté
completamente limpia momentos antes de realizar la inspección.
➢ Si el tubo está recubierto de hormigón o similar, la zona sin recubrimiento será de 80 cms a cada
lado del cordón de soldadura.
➢ Antes de realizar la soldadura se deberá marcar con un gramil una línea paralela al borde del tubo
y que nos servirá como referencia para posicionar la banda y asegurar que está paralela al eje de
soldadura. Esta distancia podrá ser por ejemplo de 40mm.
La banda se colocará de la siguiente forma:

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Tomando como referencia la línea marcada previamente a la soldadura, la banda deberá quedar
posicionada a 200 mm del eje de la soldadura, y sobre el lado US. Como es difícil saber dónde está el eje
central de soldadura, lo mejor es posicionar la banda centrando sobre las líneas de referencia marcadas
sobre la tubería.
2. TIPOS DE REPRESENTACION DE SEÑALES
Como ya sabemos por inspección manual la representación más usual para señales de US es A-Scan. Esta
la utilizamos durante la calibración para fijar la posición de los palpadores de acuerdo con el reflector
correspondiente y establecer la ganancia de acuerdo con el procedimiento exigido.
En inspección manual, nosotros establecemos un campo mediante probetas patrón y después
inspeccionamos viendo desde el pulso inicial hasta la longitud del campo seleccionado, es decir trabajamos
con toda la señal, aunque lo que realmente nos interesa es solo una parte de esa señal, la que corresponde
exactamente con el espesor de la soldadura. En este sistema solo trabajaremos con esa parte de señal
que nos interesa y nos olvidaremos del resto, para ello usamos las puertas electrónicas que llamaremos
puerta de amplitud (color rojo) y de tiempo (color verde).
El sistema tiene dos puertas por cada canal y se definen por el punto de comienzo, longitud y umbral, es
decir el sistema solo recoge la información que está contenida en la puerta y que ha superado el umbral
programado. Las puertas normalmente se colocan de 1 a 3 mm antes de la zona de fusión y el final 1 mm
después de la señal del taladro central, de manera que aseguramos la cobertura del todo el volumen de
soldadura.

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El uso de dos puertas nos permite como veremos más adelante una combinación en la representación en
la que podemos ver por un lado la amplitud de la respuesta y por otro la posición en tiempo que ocupa esa
respuesta dentro de la puerta de modo que seamos capaces de distinguir claramente de donde proceden
los ecos.
Las representaciones que veremos en este sistema son A-Scan, B-Scan (o mapping) y C-Scan (o scrolling
scan). Las definiciones de B y C Scan no se corresponden exactamente con las que sabemos por
inspección manual en las que una era una vista en corte y otra una vista en planta.
El B-Scan o mapping es una representación con colores de la señal, donde se mostrará con colores
intensos donde la amplitud sea mayor y con colores azules a medida que esta disminuye. Esta
representación la usaremos para los canales donde sea previsible la presencia de poros y defectos
volumétricos, es lo que llamamos canales mapping o volumétricos.
El C-Scan o scrolling es una representación especial destinada a ver las faltas de fusión, en la que se
combina y representa a la vez la información obtenida en las dos puertas. Una de las puertas representa la
amplitud mediante una línea de color negro que variará con la amplitud de la señal y la otra la llamamos
puerta de tiempo y nos indica la posición dentro de la puerta en la que ha tenido lugar el eco de la señal
mediante un código de colores rojo y verde.
Estas dos lecturas se toman de la señal A-Scan, es decir el sistema toma datos de la señal contenida en la
puerta cada cierto tiempo y los representa. Por tanto, el C-Scan, es en definitiva una representación por
puntos de una señal A-Scan que va variando en función del tiempo.
Cuando se dan varios ecos simultáneamente dentro de la puerta, el sistema recoge la información del eco
de mayor amplitud.
Vamos a ver ahora unos gráficos explicativos sobre el C-Scan y como se representan las señales en función
del A-Scan. Esto es muy importante ya que la interpretación de defectos se basa en la lectura directa sobre
este tipo de representación.
Imaginemos que tenemos una señal A-Scan en pantalla que permanece constante a lo largo del tiempo y
en la que tenemos las puertas de amplitud y tiempo colocadas en la posición indicada
La señal C-Scan sobre el gráfico de arriba sería la imagen de la derecha.

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PUERTA DE AMPLITUD: La amplitud de la señal viene representada por la línea negra continua que está
situada en el 65% es decir indica que el máximo de la señal que está recogida en la puerta alcanza una
amplitud del 65%.
PUERTA DE TIEMPO: Con la banda de color (en este caso verde) representamos el tiempo, es decir en
qué lugar de la puerta tiene lugar el máximo de señal. Como el máximo está situado aproximadamente a la
mitad de la longitud de la puerta el color se representa hasta una altura del 50% más o menos. Esto que
hemos visto es para la señal A-Scan constante en el tiempo ahora veremos que sucede cuando el pico de
la señal va variando en el tiempo que es lo que comúnmente nos encontraremos.
Supongamos una representación en A-Scan en la que vemos una señal que evoluciona en el tiempo según
las siguientes figuras para los tiempos T0, T1, T2 y T3, y que la señal permanece constante durante estos
intervalos. (sólo se representa la señal que nos interesa, es decir la que corresponde a la posición de la
puerta, el resto de la señal el sistema no la tiene en cuenta):

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Si analizamos cada intervalo tenemos que para t=0 la amplitud es 65% y el tiempo está al 50% ya que el
pico se produce en la mitad de la puerta, esta situación es similar a la imagen que vimos anteriormente.
En t=1 la amplitud baja al 30% y el tiempo sube al 90% esto quiere decir que el pico se produce ahora casi
al final de la puerta.
En t=2 la amplitud sube esta vez al 50% y el tiempo baja prácticamente a 0, esto es porque el pico se
produce en el comienzo de la puerta.
En t=3 no se recoge ninguna señal en el C-Scan porque no se supera el umbral de las puertas.
Como vemos el C-Scan nos ofrece una imagen del A-Scan que contiene toda la información que a nosotros
nos interesa, ya que nos da la amplitud de la señal y la posición dentro de la longitud de la puerta donde se
sitúa esta señal lo cual nos permitirá determinar con exactitud la situación de la discontinuidad.
Veamos ahora algunos ejemplos de representación C-Scan, variando la amplitud y la posición de la señal
A-Scan.

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El umbral de la puerta de amplitud normalmente lo situaremos sobre el 5 o 10%, esto es para que no nos
coja demasiado ruido de la señal, pero tampoco conviene subirlo demasiado ya que podríamos perder
señales de interés.
El umbral de la puerta de tiempo indica al sistema a partir de que valor de amplitud de la señal comienza a
representar con colores la posición de la discontinuidad. Si este valor lo ponemos a 0% entonces registraría
cualquier pequeña señal incluido el ruido, con lo cual el grafico se nos llenaría de colores y sería difícil
evaluar así.
Lo normal es colocar el valor del umbral de la puerta de tiempo al nivel mínimo sobre el que tenemos que
registrar defectos, en nuestro caso al 13%. De esta forma sabemos que aquellas señales en las que
aparezcan los colores es porque su amplitud es mayor del 13%.
En los gráficos C-Scan aparece la puerta de tiempo en colores verde y rojo. El sistema dispone de una
ventana para fijar a que valor se produce el cambio de color. Normalmente este cambio lo situamos al 27%,
es decir que las señales cuya amplitud sea mayor de 27% pintará el color rojo. Por tanto y resumiendo
tendremos:

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En la siguiente imagen tenemos un C-Scan real. Se puede apreciar la línea de amplitud representada por
el color negro, y el tiempo en un código bicolor verde rojo. Verde es cuando la señal es >13% y rojo cuando
es >27%.
Este código bicolor es muy útil, ya que nos permite identificar rápidamente las señales que debemos
registrar y aquellas que fuesen para rechazar si fuese el caso que son las que aparecen en color rojo.
NOTA: En este apartado se ha hablado de umbrales del 13% y del 27% para la puerta de tiempo. Esto es
debido a la corrección de 4 dB impuesta por la API de 1999 que es la norma mandataria en los trabajos de
inspección para Petrobras en este momento. Normalmente estos umbrales se sitúan en 20% para registro
(color verde) y 40% para rechazar y marcar longitud (color rojo).
Hasta aquí hemos visto como es un C-Scan, pero siempre hemos puesto las puertas de amplitud y tiempo
en la misma posición es decir mismo comienzo y final. ¿Qué sucede si las ponemos en diferente posición
y que utilidad tiene?
Si pensamos nuevamente en la soldadura de nuestro ejemplo para los canales de Fill vemos que con el C-
Scan y con esta distribución de puertas podremos identificar defectos claramente ya que cuando haya una
discontinuidad la amplitud subirá por encima del umbral y la puerta de tiempo lo reflejará mediante el código
de color, será muy fácil distinguir los defectos en estas zonas. Sin embargo, vamos a estudiar
detenidamente la zona de raíz.
En la zona de raíz normalmente la puerta se coloca para que no llegue a verse el cordón. Es decir, se
acorta la longitud de la puerta para que el haz no incida en el cordón.
Sin embargo, puede ocurrir que como causa del desalineamiento de los tubos o por que la banda no quede
paralela al borde del tubo o porque se ensanche el cordón, haya zonas de la inspección en las que haz
incida en el cordón con lo que tendremos una gran amplitud y además la puerta de tiempo representará el
color correspondiente al haber superado el umbral.
Esto nos puede llevar a interpretaciones erróneas y dar como defecto, zonas que no lo son ya que las
señales que tenemos solo son señales geométricas.

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Para ayudarnos a identificar estas zonas combinaremos la longitud de las puertas y colocaremos la puerta
de tiempo más larga que la puerta de amplitud.
Con este método lo que hacemos es que la puerta de tiempo irá “viendo” el cordón de soldadura con lo que
nos indicará la forma de éste mediante el color y normalmente nos dará una longitud de tiempo grande ya
que este eco se producirá al final de la puerta. Cuando haya una falta de fusión en la raíz, la distancia de
la puerta de tiempo se reduce y esto quedará representado en el gráfico como un recorte en la imagen del
cordón que nos da la puerta de tiempo. Una imagen real de inspección en la que se da esta situación es:
Como vemos este método es eficaz para la detección de faltas de fusión cuando pueden ser confundidas
con señales geométricas. Para mayor seguridad podemos usar también la representación B-Scan del
mismo canal para confirmar lo que vemos en C-Scan de modo que tengamos completa seguridad sobre
nuestros resultados.
3. CALIBRACIÓN DE CANALES
Para calibrar cada canal deberemos posicionar físicamente el palpador dentro del arco y una vez hecho
esto colocaremos las puertas y la ganancia adecuada.
3.1. POSICIONAMIENTO DEL PALPADOR
Para situar el palpador moveremos el arco mediante el joystick hasta enfrentar el palpador con su reflector
correspondiente.

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➢ Con un campo lo suficientemente abierto localizamos la señal del reflector en la pantalla y
desplazando el palpador de izquierda a derecha maximizamos dicha señal. Para visualizar el
máximo podemos ayudarnos de la herramienta “HISTORICO O LINEA”.
➢ Fijamos la posición del palpador en el punto que la señal sea máxima.
➢ Fijamos la ganancia al 80%.
➢ Colocamos el campo en 25 mm.
➢ Centramos la señal al centro de la pantalla.
➢ Colocamos las puertas con el inicio 3 mm antes de la señal y una longitud de 6mm.
➢ Viendo la imagen de A-Scan y C-scan, movemos el carro hacia delante y hacia atrás para ver la
respuesta de los reflectores adyacentes, de manera que la respuesta de nuestro reflector sea del
80% y los adyacentes no sea mayor del 40%.
En caso de no conseguir esta diferencia, volveremos a posicionar de izquierda a derecha el palpador de
una manera más meticulosa hasta conseguir esta diferencia.
La posición correcta del palpador es cuando la respuesta de nuestro reflector es del 80%, y la respuesta
de los adyacentes sea la misma para los dos y además menor del 40%. Es decir que la diferencia en dB
con los reflectores adyacentes sea de 6 a 14dB.
A veces no resulta fácil separar las respuestas de los reflectores para conseguir las ganancias deseadas.
Suele suceder en los Fill más altos. En esta situación hay que probar con otro tipo de palpador o intentar
lijar la cuña para ajustar mejor el ángulo deseado.
Una vez que conseguimos calibrar bien, según la imagen B, fijamos la posición del palpador en el arco y
colocamos las puertas.
3.1.1. CASO DE RAIZ Y FILL 1
La calibración del canal de RAIZ y de Fill 1 resulta a menudo bastante laboriosa, ya que, debido a la posición
de los reflectores en el bloque, estos se encuentran muy próximos en profundidad.

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En la figura se ha representado a escala real la situación en profundidad de la raíz y el Fill 1. Como vemos,
los reflectores están muy próximos por lo que es muy fácil que el borde del haz del palpador incida sobre
el reflector adyacente.
En este gráfico además se ha considerado un haz teórico de 3mm de diámetro y como se puede ver parte
del borde de haz incide directamente sobre el reflector adyacente. Para resolver esta situación hay que
elegir palpadores muy focalizados en esa zona y procurar separar lo más posible las señales de ambos
reflectores desplazando el palpador sobre su guía, teniendo en cuenta que si lo movemos hacia el centro
de la soldadura veremos más la raíz y moviendo hacia el borde del bloque veremos más el Fill1.
En el caso de calibración del Fill 1 sucede lo mismo que en la Raíz y además tenemos otro reflector
adyacente que es el Fill2.
En caso de que no podamos conseguir diferencias de amplitud mayores de 6dB, siempre es preferible ver
un poco mayor el Fill2 que el de raíz, ya que al hacer las inspecciones podremos tener demasiada señal
procedente de la geometría del cordón. Por tanto, para el caso del Fill 1 es conveniente que esté más

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cercano al Fill 2 que a la Raíz. Hay que recordar que acercando el palpador a la línea central veremos más
la raíz y alejándolo veremos más el Fill 2.
3.2. PALPADORES TRANSVERSALES
Para la inspección de defectos transversales utilizamos la técnica de emisión-recepción con dos palpadores
orientados a 45º respecto la línea central.
Los palpadores los colocamos simétricos respecto la línea central y la separación se puede calcular según
las siguientes fórmulas y según la configuración según sea tiro directo o a más de un salto:
En la siguiente imagen se muestra como resulta la calibración del canal transversal con la entalla. La otra
señal en rojo que aparece a continuación y de menor amplitud es el taladro central.
Por la configuración de nuestros bloques de calibración esta imagen será siempre así.
Si observamos, la puerta de tiempo vemos que tiene forma de flecha decreciente, esto es porque cuando
los palpadores comienzan a detectar la entalla la señal reflejada está al final de la puerta de tiempo y según
va avanzando el carro, esta señal se va metiendo más en la puerta acortándose la distancia, de ahí que
vaya decreciendo.
3.3. COMO COLOCAR LAS PUERTAS
3.3.1. CANALES FILL
➢ INICIO DE LAS PUERTAS: 3 mm antes de la señal de nuestro reflector.

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➢ FINAL DE LA PUERTAS: 1 mm después de la señal del taladro central. Para ello movemos con
el joystick hasta ver la señal del taladro central en pantalla (si es necesario se aumentará la
ganancia) y con el cursor de medida vemos su posición de manera que ya podemos fijar el final
de las puertas.
➢ UMBRAL DE PUERTA: DE AMPLITUD: Del 5 al 10%, de manera que no se nos meta mucha
señal de ruido en el C-Scan.
➢ UMBRAL DE PUERTA DE TIEMPO: 13% en caso de API 1104 Ed. 99. Otros casos al 20%.
➢ CAMBIO DE COLOR VERDE-ROJO: 27% en caso de API 1104 Ed. 99. Otros casos al 40%
➢ El campo de pantalla que se establece será de 27mm
3.3.2. CANAL DE RAIZ
INICIO DE LA PUERTA DE AMPLITUD, se coloca 3 mm antes de la señal del reflector de raíz.
FINAL DE LA PUERTA DE AMPLITUD: Lo mejor es hacerlo sobre una soldadura real, de manera que
coloquemos el final de la puerta 1mm antes de la señal del eco de fondo del cordón de soldadura, y
asegurando que esté al menos 2 mm después del reflector de raíz.
INICIO DE LA PUERTA DE TIEMPO: se coloca 3 mm antes de la señal de nuestro reflector.
FINAL DE LA PUERTA DE TIEMPO: Lo mejor es hacerlo sobre una soldadura real, de manera que
coloquemos el final de la puerta 3mm después de la señal del eco de fondo del cordón de soldadura.
UMBRAL DE PUERTA DE AMPLITUD: Del 5 al 10%, de manera que no se nos meta mucha señal de ruido
en el C-Scan.
UMBRAL DE PUERTA DE TIEMPO: 13% en caso de API 1104 Ed. 99. Otros casos al 20%.
CAMBIO DE COLOR VERDE-ROJO: 27% en caso de API 1104 Ed. 99. Otros casos al 40%.
El campo de pantalla que se establece será de 27mm
3.3.3. CANAL TRANSVERSAL
➢ INICIO DE LAS PUERTAS: 12 mm antes de la señal de nuestro reflector.
➢ FINAL DE LA PUERTAS: se coloca 12 mm después de la señal del reflector.
➢ UMBRAL DE PUERTA: DE AMPLITUD: Del 5 al 10%, de manera que no se nos meta mucha
señal de ruido en el C-Scan.
➢ UMBRAL DE PUERTA DE TIEMPO: 13% en caso de API 1104 Ed. 99. Otros casos al 20%.
➢ CAMBIO DE COLOR VERDE-ROJO: 27% en caso de API 1104 Ed. 99. Otros casos al 40%

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El campo de pantalla que se establece será de 27mm
3.3.4. CANALES DE ACOPLAMIENTO
➢ Abriendo bastante el campo y subiendo la ganancia veremos la señal procedente del emisor y
recogida en el receptor. Esta operación se debe hacer sobre una tubería real.
➢ Establecemos un campo de 27 mm, centrando la señal en pantalla y colocamos las puertas
cubriendo todo el rango. Longitud de las puertas 27mm.
➢ Umbral de puertas: 13%
3.4. COMO ESTABLECER LA GANANCIA
3.4.1. CANALES C-SCAN O SCROLLING
Para todos los canales que tienen Scrolling o C-Scan la ganancia se establece haciendo movimientos con
el joystick sobre la probeta de calibración y observando la respuesta en la imagen C-Scan sobre la pantalla,
pero moviendo a una velocidad similar a la de inspección y en80% o la amplitud marcada por el
procedimiento.
3.4.2. CANALES DE ACOPLAMIENTO
Con el scanner colocado sobre un tubo con soldadura lo movemos hacia delante y atrás y variamos la
ganancia hasta obtener una respuesta del 100% en la pantalla.
3.4.3. CANALES MAPPING O VOLUMETRICOS
Los canales mapping deben llevar una ganancia (tal como se indica en los procedimientos) de 4 a 14 dB
mayor que la usada en los canales de Scrolling o C-Scan. Estos canales son destinados a detectar
porosidad y de apoyo a la detección con C-Scan por tanto deberán llevar mayor amplitud para que refuerce
la imagen de las indicaciones, pero sin subir demasiado para no tener mucho ruido.
El rango de imagen de los canales mapping corresponde al tamaño del campo que hemos establecido en
la calibración, (generalmente de 27mm), así el campo que vemos es mucho mayor que el cubierto por las
puertas por lo que es muy importante al analizar un fichero apoyarnos en la imagen del mapping.
4. CODIFICADOR DE POSICIÓN
4.1. CALCULO DE RESOLUCION
El codificador nos da la lectura de la posición del scanner en todo momento. Se permite un error máximo
de lectura de recorrido del 10% en sentido circunferencial.
Para establecer la resolución se procede del siguiente modo:
Se marca una distancia conocida sobre el tubo de al menos 1000mm.
• Situamos el scanner (normalmente el borde del primer palpador) sobre el origen marcado y se
posiciona a cero “0” la lectura en X.
• Se hace mover hacia delante y sin interrupción hasta que el borde del palpador llegue exactamente
al final del camino marcado.
• Se anota la lectura marcada, por ej. 960mm.

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• Se anota el valor de la resolución actual, por ej. 0.035
Para calcular la nueva resolución se realiza el siguiente cálculo:
Recorrido marcado * resolución actual / lectura de recorrido = Nueva resolución
1000 * 0.035 / 960 = 0.0364, que será nuestra nueva resolución.
4.2. TEST DE FUNCIONAMIENTO
Para comprobar que el codificador está bien montado, hacemos una marca en la rueda que lo mueve y
posicionando a cero 0 la lectura de eje X, damos diez vueltas hacia delante comprobando que la lectura
varía y luego 10 vueltas hacia atrás hasta llegar a la posición de origen.
Comprobamos que la lectura es muy próxima a cero. Si no fuese así tendremos que revisar el montaje del
encoder.
5. DETECCIÓN DE DISCONTINUIDADES
De acuerdo con los procedimientos se marcará un nivel de registro. En el caso del API Rev. 99 y como
consecuencia de la corrección de 4 dB este nivel está situado en 13% que corresponde a todas las
indicaciones que tengan color verde en el scrolling o C-Scan. En otros casos este nivel se sitúa al 20%.
En cualquier caso, el umbral de las puertas de tiempo debe coincidir con el nivel de registro marcado por
el procedimiento.
Normalmente para la evaluación se marca otro nivel de amplitud que suele ser el doble del nivel de registro.
En el caso de API Rev. 99 este nivel es del 27% y que corresponde al color ojo de las indicaciones. En
otros casos este nivel se sitúa en el 40%, pero aparte de esta norma general, se debe atender a lo que
marca el procedimiento.
Para evitar el retraso en la operación de análisis, se recomienda NO marcar indicaciones de pequeña
longitud, individuales y que están aisladas y que por su naturaleza carezcan de importancia.
En caso de indicaciones individuales se recomienda marcar sólo a partir de 10mm de longitud. Esto deberá
estar reflejado en el procedimiento aplicable y aprobado por la fiscalización.
No obstante, no hay que dejar de prestar atención a las pequeñas indicaciones que agrupadas con otras
pueden resultar rechazadas por acumulación, pero teniendo cuidado con el sobredimensionamiento.
Hay que prestar especial atención en caso de grietas y porosidad ya que la respuesta en amplitud puede
no ser muy elevada y en consecuencia no se registrarían con color rojo, pero SÍ son RECHAZABLES según
los procedimientos.
6. DIMENSIONAMIENTO DE DISCONTINUIDADES
Como norma general para dimensionar en longitud una discontinuidad debemos atender al color rojo que
es el que nos marca el nivel de evaluación.
Por tanto, situaremos los cursores lo más exacto posible sobre la zona en color rojo de la discontinuidad y
nos dará la longitud del defecto.
Este criterio es en general aplicable sin problemas a defectos de gran tamaño.

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6.1. SOBREDIMENSIONAMIENTO
Como sabemos los sistemas de UT y debido a la apertura de haz de los palpadores producen un
sobredimensionamiento en la longitud de las indicaciones que se agrava cuando marcamos muchas
pequeñas indicaciones en una zona delimitada (300mm) ya que nos puede ocurrir que por acumulación
nos de cómo resultado el rechazo de un número considerable de soldaduras.
Para corregir este sobredimensionamiento debemos tener una idea aproximada de cuánto puede ser esa
apertura de haz. Para ello analizaremos el gráfico de nuestra calibración y obtendremos la medida de cada
reflector (delimitando la zona roja).
Como sabemos el tamaño exacto de cada reflector ya que son taladros de un cierto diámetro, entonces ya
podemos tener una idea de lo que sobredimensiona cada palpador.
Sería muy laborioso restar según el canal un exceso de medida, por eso lo que se hace es establecer una
media de exceso de aproximadamente 1.8mm, por lo que podremos restar a cada indicación la longitud de
1.8mm y además se recomienda no tener en cuenta indicaciones menores de 2mm, de esta forma
evitaremos reparar indicaciones no relevantes y además agilizamos el proceso de análisis.
No obstante, esto debe estar indicado en el procedimiento y aprobado por la fiscalización para poder ser
aplicado.
7. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Para hacer el análisis de una indicación hay que tener en cuenta no solo la información recogida en el
scrolling (colores verde-rojo y amplitud) sino atender también el canal mapping y el TOFD ya que nos
servirán de apoyo para determinar si se trata realmente de una discontinuidad, una señal geométrica,
indicación volumétrica, fisura, etc.
En este apartado se darán unas pautas generales y algunas imágenes de defectos característicos que
nos pueden ayudar a determinar cómo calificar una indicación.
7.1. INDICACIONES LINEALES EN FILL.
• Amplitud mayor del nivel de evaluación. Color rojo.
• Puerta de tiempo a la distancia del reflector y siguiendo una línea recta.
• Visible claramente en el canal mapping asociado.
• Visible desde un solo lado UP o DS.
• Puede ser detectado por uno o varios canales.

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7.1.1. FILL 1
Especial cuidado requiere el análisis en Fill 1 ya que al estar tan próximo a la raíz y debido también al
desalineamiento o a una mala posición de la banda puede detectar señales procedentes de la RAIZ y de la
geometría del cordón dando lugar a evaluaciones erróneas.
En la siguiente imagen vemos como el canal F1 detecta indicaciones geométricas de la raíz sin que sean
defecto. Se puede apreciar también que en los mapping se observan las mismas trayectorias.

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7.1.2. CASO ESPECIAL EN EL FILL SUPERIOR
El Fill superior que se dedica a inspeccionar la parte del acabamiento de la soldadura, también recoge
muchas informaciones geométricas de la parte superior del cordón o acabamiento por tanto debemos
prestar atención a la forma de la puerta de tiempo.
Si el tiempo de transito es largo, será debido probablemente a geometría.
Si hay discontinuidad la regla es la misma que en los Fill internos a la soldadura:
• Amplitud mayor del nivel de evaluación. Color rojo.
• Puerta de tiempo a la distancia del reflector y siguiendo una línea recta.
• Visible claramente en el canal mapping asociado.
• Visible desde un solo lado UP o DS.
• Puede ser detectado por uno o varios canales.

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7.2. POROSIDAD
• Amplitud mayor o menor del nivel de evaluación. Color rojo o verde.
• Puerta de tiempo a distancia mayor del reflector y línea variable.
• Visible claramente en el canal mapping asociado y adyacentes
• Visible generalmente en los dos lados.
• Puede ser detectado por uno o varios canales.
Como vemos en las dos imágenes la amplitud no ha alcanzado el 27% pero sabemos que es porosidad y
que su longitud es mayor de 6mm por tanto ES DEFECTO.
Notar que en los casos de porosidad la línea variable de la puerta de tiempo no se mantiene recta, pero
tiene unas transiciones suaves o de formas redondeadas. Esto es importante para no confundir con los
casos de grietas.

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7.3. GRIETAS
• Amplitud mayor o menor del nivel de evaluación. Color rojo o verde.
• Puerta de tiempo a distancia mayor del reflector y línea variable con transiciones bruscas.
• Visible claramente en el canal mapping asociado y adyacentes
• Visible en uno o dos lados.
• Puede ser detectado por varios canales.
• Detección en TOFD.
En las dos imágenes observamos que la amplitud no es grande (tal vez debido a la orientación), la línea de
tiempo es muy irregular con transiciones bruscas. En los mapping se observan unas nubes muy parecidas
a las de porosidad afectando a varios canales y el TOFD en ambos casos registra indicaciones que afectan
a un volumen considerable de soldadura.
Las diferencias más notables con los casos de porosidad sea la imagen en el TOFD y las transiciones
bruscas de la puerta de tiempo.
7.4. DEFECTOS EN RAIZ
Como defectos lineales podemos tener Falta de fusión, cuando afectan a un solo lado y faltas de
penetración que es una falta de fusión localizada en los lados US y DS.
• Amplitud mayor del nivel de evaluación. Color rojo o verde.
• Puerta de tiempo a distancia del reflector y línea de transición recta.
• Visible claramente en el canal mapping asociado y posible en adyacentes.
• Visible generalmente en uno o dos lados, según sea F. Fusión o F. Penetración.
• Puede ser detectado también en Fill 1.

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7.5. INDICACIONES GEOMÉTRICAS
Normalmente se producen en la raíz, Fill 1 y en el Fill superior. No hay que confundirlas con defectos pues
no lo son y es aquí donde se cometen los mayores errores de interpretación.
Es muy importante observar la imagen del mapping para seguir la trayectoria del cordón. Si no presenta
discontinuidades es que seguramente no hay defectos.

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Si hubiese defectos, la trayectoria del cordón en el mapping se desplaza hacia la izquierda y tiende a
mantener una trayectoria recta.
En la imagen de la derecha se ve como el mapping y la puerta de tiempo siguen el cordón de raíz, aquí
simulado mediante la línea azul.
En la izquierda tenemos una imagen de zonas con defectos. Observar como la línea del cordón se
interrumpe y se desplaza a la izquierda. En la imagen central tenemos solo indicaciones geométricas donde
vemos como el cordón no tiene interrupciones.
El tener la trayectoria de la raíz “dibujado” en la puerta de tiempo es consecuencia de colocar el final de la
puerta por detrás del cordón de raíz, tal como se vio en el apartado 3.3.2. Aunque al principio parezca
engorroso nos ayuda bastante en el análisis. a la hora de decir si una indicación es defecto o no lo es.
7.6. DESALINEAMIENTOS
Observando la trayectoria del cordón en el mapping y en la puerta del tiempo podemos sacar cierta
información sobre la geometría del cordón de soldadura que nos puede ayudar también para analizar.

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