Metodología para el uso de diagramas AVG en la detección de fallos por ultrasonidos.
Para un especialista en ensayos no destructivos, un diagrama AVG (Amplitud — Distancia — Diámetro) es la herramienta principal para pasar de los valores de amplitud a una evaluación dimensional de un defecto.
Significado físico y estructura del diagrama
Un diagrama AVG es una familia de curvas que muestran el cambio en la amplitud de la señal de eco con la profundidad para reflectores de un diámetro dado (agujeros de fondo plano). En los ejes de coordenadas:
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Eje de abscisas (X) — profundidad del reflector (mm) desde la superficie de entrada de la onda ultrasónica;
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Eje de ordenadas (Y) — amplitud de la señal, en unidades relativas o decibelios.
Cada curva en el campo del diagrama es una función A = f(H) para un diámetro de reflector fijo (1 mm, 2 mm, 3 mm, etc.).
El diagrama se calcula inicialmente para condiciones estrictamente definidas — frecuencia de operación, diámetro del elemento piezoeléctrico, ángulo de entrada y propiedades acústicas del material (velocidad del sonido, atenuación). Cualquier cambio en estos parámetros requiere reconstruir el diagrama.
Aplicación prevista
En la práctica, el diagrama AVG se utiliza en dos modos:
Determinación del tamaño equivalente del defecto
A partir de la profundidad de aparición y la amplitud medida, encontramos un punto en el campo del diagrama. La intersección con la curva más cercana da el diámetro del reflector de fondo plano que produciría una señal de amplitud idéntica en las mismas condiciones. Este es no el tamaño real del defecto, sino un equivalente calculado.
Ajuste de la sensibilidad del instrumento
El diagrama permite establecer los niveles de búsqueda, rechazo y referencia sin producir en serie especímenes con agujeros de fondo plano. Es suficiente tener uno o dos especímenes para vincular los diagramas AVG a un punto (incluso es posible utilizar una señal de fondo ordinaria), y todos los demás niveles pueden obtenerse automáticamente.
Ámbito de aplicabilidad y limitaciones
El método produce resultados fiables solo para defectos con un plano de reflexión perpendicular al eje acústico del transductor.
Estos son agujeros de fondo plano, discos y áreas planas de delaminaciones.
Para defectos de otra morfología:
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grietas con orientación arbitraria;
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reflectores de esquina;
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inclusiones extendidas de forma irregular;
el diagrama AVG da un tamaño equivalente deliberadamente subestimado, ya que el coeficiente de reflexión real es menor que el de un agujero de fondo plano de la misma área. En tales casos, se requiere verificación adicional mediante el método de sombra, el método de eco-espejo o el dimensionamiento de defectos por TOFD.
Factores críticos que afectan la fiabilidad
Atenuación ultrasónica
Los materiales reales tienen un coeficiente de atenuación que depende de la estructura y la frecuencia. El diagrama AVG debe construirse teniendo en cuenta la atenuación para el grado específico de acero o aleación. De lo contrario, a grandes profundidades el error puede alcanzar 6–12 dB.
Contacto acústico y rugosidad superficial
Por defecto, el valor de la atenuación de la onda ultrasónica durante el paso del transductor al objeto de ensayo a través del medio de contacto se establece en A2=0 dB. En realidad, pueden producirse pérdidas adicionales debido a la rugosidad de la superficie, el mal ajuste del transductor a la superficie y las propiedades del medio de contacto. Estas pueden tenerse en cuenta aumentando el valor de A2. Normalmente se encuentra en el rango de 0 a 5 dB.
Vinculación a un transductor específico
El diagrama AVG está rígidamente vinculado a:
- • frecuencia del transductor
- • diámetro de la placa piezoeléctrica;
- • ángulo de entrada (para palpadores de ángulo);
- • parámetros de la cuña (para palpadores de ángulo)
Cambiar cualquiera de estos parámetros cambia la apariencia de los diagramas AVG
Características de interpretación para defectos complejos
El diámetro de reflector equivalente obtenido del AVG es una cantidad convencional.
Para las grietas, especialmente aquellas con una pequeña abertura, las dimensiones geométricas reales pueden ser 2–3 veces mayores que el diámetro equivalente. Por lo tanto, los informes de inspección deben indicar necesariamente que la medición se realizó por el método de eco con evaluación basada en AVG.
El diagrama AVG permite estandarizar los ensayos por ultrasonidos y hacerlos reproducibles independientemente del operador. Sin embargo, no es un dispositivo de medición universal — es una herramienta de comparación con una referencia.
Un especialista competente lo utiliza en combinación con otros métodos, siempre recuerda sus limitaciones y realiza los ensayos con verificación obligatoria en especímenes estándar.