Cámaras termográficas de alta velocidad FLIR supervisan la calidad del acero sin procesar para el sector de la automoción

Las cámaras termográficas FLIR detectan defectos en el acero con la más alta precisión.

En el mundo industrializado actual, la demanda de acero, especialmente del sector de la automoción, es enorme. Aunque hay métodos eficaces para probar el acero sin procesar, la demanda de más eficacia, seguridad y calidad nunca cesa. Para mejorar los métodos actuales de los ensayos no destructivos para palanquillas de acero, el especialista sudafricano en tecnología H. Rohloff (Pty) Limited ha desarrollado el sistema Billet InspectIR, un sistema automatizado de alta velocidad para la inspección en línea de las palanquillas y los tubos de acero. El sistema avanzado se basa completamente en la tecnología termográfica de FLIR para detectar defectos en la superficie en palanquillas de acero redondas y cuadradas.

H. Rohloff (Pty) Limited, fundada en 1946, ha crecido hasta convertirse en una de las 100 empresas tecnológicas más importantes de Sudáfrica. Rohloff™ tiene la certificación ISO 9001:2008 y es sinónimo de alta calidad, equipo, sistemas y soluciones de medición y prueba de materiales tecnológicos. Rohloff suministra y mantiene una gama completa de productos de prueba y medición de alta tecnología de calidad destinados a satisfacer las necesidades de muy diferentes sectores. La empresa ofrece soluciones que van desde cámaras termográficas portátiles o autónomas hasta grandes proyectos integrales para particulares, corporaciones, mayoristas independientes y distribuidores.

Requisitos del sistema

La solicitud de un sistema de inspección automatizado provino del propio sector del acero. «Un cliente productor de acero quería algo que reemplazara el sistema de inspección visual manual que estaba implantado», comenta Louie van der Walt, director técnico de H. Rohloff. «El método existente consumía mucho tiempo y no ofrecía rastreabilidad. La nueva solución debía ofrecer rastreabilidad y documentación asociada con fines de control de calidad».

Otros requisitos eran que la inspección debía ser rápida y segura, sensible, fiable y preferiblemente sin contacto. La capacidad de clasificar defectos de palanquillas en función de la orientación, la longitud y la profundidad también era importante. 

Como empresa con años de experiencia en la termografía, en H. Rohloff sabían que esta tecnología era la clave para el éxito. «A través de la tecnología de infrarrojos moderna hemos demostrado que todos estos criterios pueden satisfacerse. Está claro que la termografía tiene aplicaciones en los procesos actuales de fabricación, ya que encaja a la perfección con el principio de pruebas no destructivas (NDT por sus siglas en inglés)», comenta Louie Van der Walt.

Detección de alta velocidad

El sistema InspectIR se compone de una carcasa de cámara termográfica, un sistema de procesamiento de señales, un armario de control de funcionamiento, un calentador de inducción, bobinas de inducción, un sistema de refrigeración por agua, una transportadora y equipo de marcación de defectos. Las palanquillas, las barras o los tubos se cargan en las transportadores y pasan por la caja de cámaras. Dentro de la caja de cámaras, uno de las bobinas de inducción de tres tamaños diferentes calienta la superficie del material a un máximo de 20 °C y los defectos que rompen la superficie se hacen patentes como más calientes que el resto del área. En función de la aplicación, se colocan tres o cuatro cámaras termográficas en cada una de las esquinas de la caja y capturan los datos generados por la palanquilla calentada a una frecuencia de un metro por segundo. Estos datos se analizan entonces mediante un sofisticado sistema de procesamiento de señales que utiliza algoritmos para identificar, cuantificar y mostrar los defectos. El software específico de reconocimiento de defectos se desarrolló junto con varios fabricantes de acero. El sistema Billet InspectIR® se ha desarrollado para funcionar en una línea de inspección totalmente automatizada, lo que elimina el riesgo de errores humanos.  A continuación, una estación de marcación utiliza pintura con base al agua para marcar la posición del defecto o, si procede, marcar el material como descarte. 

La caja de cámaras tiene 5 metros de largo, 1 metro de ancho y 3 metros de alto. Pesa 5 toneladas y está alojado en un chasis de aluminio. Puede ajustar automáticamente su altura en función del tamaño del material que se esté inspeccionando.

Un principio importante del sistema InspectIR es que el aumento de la temperatura detectada del defecto está relacionada con la profundidad del defecto superficial. «Esta solución es única: no hay nada igual en el mercado», comenta van der Walt. «El sistema Billet InspectIR también dispone de capacidades para generar informes rastreables y clasifica los defectos en función de la orientación, la longitud y la profundidad. Esto es especialmente importante desde un punto de vista de pruebas de materiales porque permite que los usuarios determinen si desechar el artículo o revisarlo, para eliminar el defecto. También es sin contacto, lo que asegura que no haya desgaste y que las necesidades de mantenimiento sean mínimas, por la ausencia de piezas móviles».

Cada cámara termográfica FLIR toma un total de 76 800 mediciones de temperatura sesenta veces por segundo. Esto quiere decir que se analizan 4 608 000 lecturas de temperatura cada segundo a través de cuatro procesadores de señales de alto nivel. El software InspectIR distingue automáticamente entre variaciones de temperatura de tan solo 1 °C. Los defectos se clasifican automáticamente en función de la profundidad del defecto, lo que es directamente proporcional al ΔT.

Mejoras para la productividad

«Las mejoras para la productividad que provienen de utilizar el sistema Billet InspectIR son enormes», comenta van der Walt. Las barras de acero antes solo se revisaban mediante una inspección visual o con una prueba de partículas magnéticas. La inspección visual es limitada, ya que solo es capaz de evaluar discontinuidades que pueden observarse en la superficie del material. También consume mucho tiempo y está limitada por la agudeza visual y los conocimientos del operador. Las pruebas de partículas magnéticas (MT) se utilizan para localizar discontinuidades o defectos ligeros superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos. Esos defectos presentes en una pieza magnetizada provocarán que un campo magnético, es decir, un flujo magnético, salga de la pieza. Si se aplican partículas magnéticas a esta superficie, la fuga de flujo las mantendrá en su sitio, lo que dará una indicación visual. Aunque es un método efectivo, también consume mucho tiempo. «La inspección visual tardaba dos minutos por barra de acero. Con InspectIR, puede hacerse con un ritmo de seis segundos por barra», comenta van der Walt.

Cámaras termográficas de alta sensibilidad

El sistema Billet InspectIR ya se ha puesto en servicio en varias empresas de producción de acero de diferentes lugares del mundo. «Actualmente, hemos entregado un sistema en Sudáfrica, un sistema en Alemana y tres sistemas en China», afirma van der Walt. El sistema de Sudáfrica y uno de China utilizan cuatro unidades de cámaras termográficas FLIR SC3000 cada uno. Los otros dos sistemas para China utilizan cámaras FLIR A315 y FLIR A615.

La serie FLIR SC-Series cámaras muy flexibles, con el mayor nivel posible de sensibilidad, precisión, resolución espacial y velocidad. «Las cámaras FLIR nos ayuda a proporcionar un estricto de control de calidad, que es absolutamente necesario porque estas barras se cortan en secciones pequeñas en una fase posterior del proceso y se utilizan para componentes importantes para la seguridad en automóviles», comenta van der Walt. 

 «Hemos valorado especialmente los altos niveles de sensibilidad y velocidad de la cámara, porque nuestro sistema Billet InspectIR debe ser capaz de supervisar barras de acero sin procesar a una velocidad de un metro por segundo».

Además la serie FLIR A-Series ofrece modelos de cámaras de alta sensibilidad que incluyen una función de ventanas de infrarrojos de alta velocidad. La serie FLIR A-Series le permite grabar imágenes térmicas a altas frecuencias de imagen (p. ej., 200 Hz para la A615).

«Además de su alta sensibilidad, las cámaras FLIR también son fáciles de integrar en sistemas mayores como el sistema Billet InspectIR, porque las cámaras tienen un diseño relativamente compacto y ligero», comenta van der Walt. 

Otra característica muy valorada es el hecho de que FLIR ofrece a H. Rohloff las herramientas adecuadas para el control de cámara. «Cada vez que se carga un tamaño de barra diferente en el sistema Billet InspectIR, debe adaptarse el enfoque de las cámaras termográficas. Gracias al software FLIR específico, puede guardarse una posición de enfoque usado anteriormente en la memoria y recuperarse cuando sea necesaria. Esto también

permite que se realice la inspección de forma más rápida y eficiente».

Amplias capacidades para generar informes

Todas las imágenes térmicas se muestran en la pantalla de prueba. Una vez que pase por el sistema cada palanquilla o barra de acero sin procesar, se genera una imagen térmica y un informe de la pieza de la prueba. Todos los resultados se almacenan y pueden descargarse o imprimirse en cualquier fase. Los datos de defectos como la posición, la profundidad, la orientación, así como la clasificación, se almacenan en la base de datos. Se utiliza un calibrador de medición láser para controlar con precisión la marcación de defectos.