I. Inspección visual
La inspección visual es el método de inspección principal para la inspección en-servicio. La mayoría de los tipos de daños quemarán, contaminarán, abollarán, penetrarán, desgastarán o astillarán la superficie del compuesto, haciendo que el daño sea visible. Una vez que se detecta el daño, es necesario examinar más de cerca el área afectada utilizando linternas, lupas, espejos y espejos de tubo. Estas herramientas se utilizan para magnificar defectos que de otro modo no serían fácilmente visibles y permiten la inspección visual de áreas que no son fácilmente visibles. Deficiencias de resina, excesos de resina, arrugas, extensiones de capas adhesivas, decoloración (debido a sobrecalentamiento, rayos, etc.), daños por impacto por cualquier causa, objetos extraños, ampollas y desprendimiento son todas diferencias que pueden detectarse mediante inspección visual. La inspección visual no puede detectar defectos internos en los compuestos, como delaminación (delaminación), agrietamiento masivo y de la matriz. Se requieren técnicas NDI más sofisticadas para detectar este tipo de defectos.
II. Prueba de sonido (golpeteo de metales)
A veces denominada audio, sónico o tapping, esta técnica utiliza frecuencias dentro del rango audible (10 Hz a 20 Hz). En manos de personal experimentado, la prueba de golpeteo es un método sorprendentemente preciso y probablemente sea la técnica más común utilizada para detectar delaminación y/o desunión. El método se logra golpeando el área de inspección con un dispositivo similar a un martillo-ligero o circular sólido y escuchando la respuesta de la estructura al martillo. Como se muestra en la Figura 24, un sonido claro, agudo y resonante indica una estructura bien-unida, mientras que un sonido sordo o parecido a un golpe-indica áreas de discrepancia.
La velocidad del golpeteo debe ser lo suficientemente rápida como para producir una cantidad suficiente de sonidos para que el oído pueda distinguir cualquier diferencia en el timbre. La prueba de golpeteo es efectiva para laminados delgados que refuerzan las líneas de unión, capas intermedias de panal con paneles delgados e incluso cerca de la superficie de laminados gruesos, como soportes de palas de rotor. Nuevamente, inherente a este método es la posibilidad de que variaciones en los elementos internos de la estructura puedan producir variaciones de tono que se interpretan como defectos, cuando en realidad aparecen por diseño. Esta inspección debe realizarse en un lugar lo más silencioso posible y por personal experimentado y familiarizado con la configuración interna de la pieza. Este método no es fiable para estructuras con más de cuatro capas. A menudo se utiliza para marcar daños en paneles finos alveolares. Como se muestra en la Figura 24.
Figura 24: Prueba de golpeteo con un martillo cónico
III. Prueba de grifo automática
Esta prueba es muy similar a la prueba de tap manual en que utiliza un solenoide en lugar de un martillo. El solenoide produce múltiples impactos en una sola zona. La punta del impactador tiene un transductor que registra las señales de fuerza y tiempo del impactador. La cantidad de fuerza depende del impactador, la energía del impacto y las propiedades mecánicas de la estructura.
La duración (período) del impacto es insensible a la magnitud de la fuerza del impacto; sin embargo, esta duración varía con la rigidez de la estructura. Por lo tanto, para la calibración se utiliza una señal de una región libre de defectos-y cualquier desviación de esta señal libre de defectos-indica la presencia de daños.
IV. Inspección ultrasónica
La ultrasonografía ha demostrado ser una herramienta muy útil para detectar delaminación interna, huecos o inconsistencias en conjuntos compuestos que de otro modo no podrían reconocerse mediante métodos visuales o de percusión. Existen muchas técnicas ultrasónicas; sin embargo, cada técnica utiliza energía de ondas sonoras en frecuencias superiores al rango audible. Como se muestra en la FIG. 25, ondas sonoras de alta-frecuencia (típicamente unos pocos megahercios) se introducen en un componente y pueden propagarse direccionalmente a la superficie del componente, ya sea a lo largo de la superficie del componente o en un ángulo predeterminado con respecto a la superficie del componente. Quizás necesites probar diferentes flujos direccionales para orientarte. Luego, el sonido introducido será monitoreado cuando se realice algún cambio significativo en su ruta designada a través de la pieza. Las ondas ultrasónicas son de naturaleza similar a las ondas de luz. Cuando una onda ultrasónica golpea un objeto interrumpido, la onda o energía se absorbe o se refleja de regreso a la superficie. Una vez captada la energía acústica interrumpida o atenuada, un transductor la recibe y la convierte en una visualización en un osciloscopio o registrador gráfico. Esta pantalla permite al operador evaluar diferentes métricas en comparación con áreas buenas conocidas. Para fines de comparación, se han establecido estándares de referencia que se utilizan para la calibración de equipos de ultrasonido.
Los técnicos de mantenimiento deben reconocer que los conceptos descritos aquí funcionan bien en entornos de fabricación repetitivos, pero pueden ser más difíciles de lograr en un entorno de mantenimiento donde se instala una gran cantidad de componentes compuestos diferentes en aeronaves con estructuras relativamente complejas. El estándar de referencia también debe tener en cuenta los cambios que ocurren cuando los componentes compuestos están expuestos al entorno de uso durante períodos prolongados o son objeto de actividades de reparación o maniobras similares a-reparación. A continuación se analizan las cuatro técnicas de ultrasonido más comunes.
Figura 25: Métodos de inspección ultrasónica
4.1 Ultrasonografía de transmisión
En la ultrasonografía de transmisión se utilizan dos transductores, uno a cada lado del área a examinar. La señal de ultrasonido se transmite de un transductor a otro. Luego se utiliza un instrumento para medir la pérdida de intensidad de la señal. El instrumento expresa la pérdida como porcentaje o decibelios de la intensidad de la señal original. La pérdida de señal se compara con un estándar de referencia. Las áreas donde la pérdida es mayor que el estándar de referencia indican áreas defectuosas.
4.2 Ultrasonografía de eco-pulsado
La ultrasonografía unilateral-se puede realizar con la técnica de pulso-eco. En este método, una única unidad de búsqueda funciona como transductor transmisor y receptor, excitada por pulsos de alto-voltaje. Cada pulso eléctrico activa el elemento transductor. Este elemento convierte la energía eléctrica en energía mecánica en forma de ultrasonidos. La energía acústica ingresa a la sección de prueba a través de una punta de contacto de Teflón (Teflon)® o metacrilato. Se genera una forma de onda en la sección de prueba y el elemento transductor la capta. Cualquier cambio en la amplitud de la señal recibida, o el tiempo que tarda el eco en regresar al transductor, indica la presencia de un defecto. La prueba de eco de pulso se utiliza para detectar delaminación, grietas, porosidad, agua y desunión de piezas unidas. El eco de pulso no detectó desuniones ni defectos entre la piel del sándwich y el núcleo alveolar. Como se muestra en la Figura 26.
Figura 26: Equipo de prueba de pulso-eco
4.3 Probador de unión ultrasónico
Los probadores de unión de baja y alta frecuencia se utilizan para la inspección ultrasónica de estructuras compuestas. Estos probadores de unión utilizan sondas de inspección con uno o dos transductores. El probador de unión de alta frecuencia se utiliza para detectar delaminación y huecos. No detecta desunión ni porosidad entre la superficie-y-el núcleo celular. Puede detectar defectos tan pequeños como 0,5 pulgadas de diámetro. Este probador de unión de baja frecuencia utiliza dos sensores para detectar delaminación, huecos y descamación del núcleo del panal. Este método de inspección no detecta qué lado de la pieza está dañado y no puede detectar defectos menores a 1,0 pulgada. Como se muestra en la Figura 27.
Figura 27: Probador de unión
4.4 Inspección Phased Array
La inspección Phased Array es uno de los últimos métodos de inspección ultrasónica para detectar defectos estructurales en compuestos. Funciona según el mismo principio que el pulso-eco, pero utiliza 64 transductores simultáneamente, lo que acelera el proceso de inspección. Como se muestra en la Figura 28
Figura 28: Equipo de prueba Phased Array
V. Métodos de inspección radiográfica
La radiografía, a menudo denominada rayos X-, es un método NDI muy útil porque esencialmente permite acceder a una vista del interior de la pieza. Este método de inspección implica pasar rayos X-a través de la pieza o conjunto que se está probando mientras se registra la absorción de los rayos en una película sensible a los rayos X-. La exposición de la película, cuando se revela, permite al inspector analizar los cambios en la opacidad de la exposición registrados en la película, creando de hecho una visualización de la relación de detalles dentro del componente. Debido a que el método registra cambios en la densidad total a través de su espesor, no es el método preferido para detectar defectos como la delaminación en un plano perpendicular a la dirección de los rayos. Sin embargo, es el método más eficaz para detectar defectos paralelos a la línea central del haz de rayos X-. Las anomalías internas como la delaminación en las esquinas, los núcleos aplastados, los núcleos rotos, el agua en las celdas del núcleo, los huecos en las uniones adhesivas de espuma y la posición relativa de los detalles internos se pueden ver fácilmente mediante una película de rayos X. La mayoría de los compuestos son casi transparentes a los rayos X-, por lo que se deben utilizar rayos de baja-energía. Por razones de seguridad, no es práctico utilizarlos cerca de aviones. Los operadores siempre deben estar protegidos con protectores de plomo adecuados, ya que es posible el contacto directo con el tubo de rayos X-o con radiación dispersa. Mantener una distancia mínima segura de las fuentes de rayos X-es esencial.
VI. Inspección de fusión térmica
La inspección térmica incluye todos los métodos para medir el cambio de temperatura de una pieza bajo prueba con un dispositivo de detección térmica. El principio básico de la inspección térmica consiste en medir o calibrar la temperatura de la superficie a medida que el calor fluye hacia afuera, hacia o a través del objeto de prueba. Todas las técnicas de imágenes térmicas se basan en la diferencia de conductividad térmica entre áreas normales, libres de defectos-y áreas defectuosas. Normalmente, se utiliza una fuente de calor para elevar la temperatura de la pieza bajo prueba cuando se observan los efectos del calentamiento de la superficie. Debido a que las áreas sin defectos conducen el calor de manera más eficiente que las áreas con defectos, la cantidad de calor absorbido o reflejado indica la calidad de la unión. Los tipos de defectos que afectan el rendimiento térmico incluyen adherencias, grietas, daños por impacto, adelgazamiento de los paneles y entrada de agua en los compuestos y núcleos alveolares. El método térmico es el método más eficaz para detectar madera contrachapada delgada o defectos cerca de la superficie.
VII. Radiografía de neutrones
La radiografía de neutrones es una técnica de obtención de imágenes no-destructiva que visualiza las características internas de una muestra. El transporte de neutrones a través del medio depende de la sección transversal de neutrones de los núcleos en el medio. La desintegración diferencial de neutrones a través del medio se puede medir, trazar y luego visualizar. La imagen resultante se puede utilizar para analizar las características internas de la muestra. La radiografía de neutrones es una técnica complementaria a la radiografía de rayos X-. Ambas técnicas visualizan la atenuación a través del medio. La principal ventaja de la radiografía de neutrones es su capacidad para revelar elementos ligeros como el hidrógeno que se encuentra en los corrosivos y el agua.
VIII. Detectores de humedad
Se puede utilizar un higrómetro para detectar humedad en una estructura de panal tipo sándwich. El higrómetro mide la pérdida de potencia de RF provocada por la presencia de agua. Los medidores de humedad se utilizan comúnmente para detectar humedad en el radomo principal. Comparación del equipo de prueba NDI, como se muestra en la Fig. 29/30.
Figura 29: Equipo de prueba de humedad
Figura 30: Comparación de equipos de detección NDI