Aplicación de la termografía en la inspección no destructiva

En industrias que abarcan la fabricación, la industria aeroespacial y la construcción, la seguridad de los equipos y materiales impacta directamente en la eficiencia de producción y la confiabilidad operativa. Para detectar rápidamente posibles defectos sin dañar el objeto, las pruebas no destructivas (NDT, por sus siglas en inglés) han surgido como un método crítico para garantizar la calidad y la seguridad. Con la creciente demanda de velocidades de inspección más rápidas, mayor cobertura y capacidades de monitoreo en tiempo real, la termografía infrarroja en NDT, como un método de inspección no-contacto, rápido y visual, se está convirtiendo en un complemento esencial a las técnicas tradicionales de NDT, proporcionando soluciones eficientes para la detección temprana de defectos ocultos y condiciones anormales.

1. ¿Qué es NDT?

Las pruebas no destructivas (NDT) se refieren a métodos de inspección y evaluación que evalúan defectos internos y superficiales, condiciones estructurales o estado operativo sin dañar la estructura o el rendimiento del objeto probado. Los métodos comunes de NDT incluyen la prueba ultrasónica, la prueba radiográfica, la prueba de partículas magnéticas, la prueba penetrante, la prueba de corrientes parásitas y la prueba de termografía infrarroja.

2. ¿Qué es la prueba no destructiva por termografía?

1) Principios básicos

La prueba no destructiva por termografía es un método de NDT basado en las características de radiación infrarroja de los objetos. Todos los objetos con temperaturas por encima del cero absoluto emiten continuamente energía infrarroja. Cuando existen defectos internos, anomalías estructurales o variaciones de propiedades térmicas dentro de un objeto, su distribución de temperatura superficial cambia en consecuencia. Las cámaras térmicas infrarrojas capturan y visualizan estas diferencias de temperatura a través de mediciones sin contacto, convirtiendo la información térmica invisible en imágenes térmicas intuitivas. Esto permite analizar y evaluar tanto las condiciones de defectos superficiales como subsuperficiales en el objetivo inspeccionado.

2) Métodos de prueba

Basado en si se requieren fuentes de calor externas, la prueba no destructiva por termografía infrarroja se clasifica típicamente en tipos pasivos y activos.

· Prueba no destructiva por termografía pasiva:
Este método utiliza las características de radiación infrarroja natural del objeto probado para obtener su imagen térmica de superficie y analiza la imagen térmica para obtener la información requerida.

· Prueba no destructiva por termografía activa:
Este método introduce calor externo para aumentar la diferencia de temperatura entre la superficie del objeto y su entorno circundante, haciéndola lo suficientemente pronunciada para que las cámaras térmicas infrarrojas la detecten o para mejorar la precisión de la detección.

3. Ventajas y limitaciones de la termografía en la prueba no destructiva

1) Ventajas

· Inspección sin contacto:
La prueba no destructiva por termografía infrarroja emplea mediciones sin contacto, obteniendo información de temperatura superficial sin contacto directo con el objeto probado. La inspección se completa sin afectar la integridad estructural o las propiedades del material, evitando daños mecánicos, riesgos de contaminación o destrucción secundaria que podrían causar los métodos tradicionales basados en contacto. Esto la hace especialmente adecuada para escenarios de inspección que involucren altas temperaturas, sistemas eléctricos en funcionamiento, equipos en rotación o entornos peligrosos.

· Alta sensibilidad: 
La prueba no destructiva por termografía puede capturar sutiles variaciones de temperatura causadas por defectos internos en los objetivos. Esta alta sensibilidad a las diferencias de temperatura da a la termografía infrarroja ventajas distintas en la identificación temprana de defectos, la evaluación de la consistencia de calidad y la prevención de riesgos de fallas, brindando un fuerte apoyo para el control de calidad y el diagnóstico de fallas.

· Alta eficiencia de inspección:
La prueba no destructiva por termografía puede capturar la información de la distribución de temperatura en toda el área de inspección en un solo fotograma sin necesidad de escaneo punto por punto, lo que permite una inspección de alta velocidad y una amplia cobertura. Esta característica la hace especialmente adecuada para el monitoreo en línea de calidad de líneas de producción a gran escala, la selección rápida de productos por lotes y el mantenimiento preventivo de equipos, ayudando a cambiar la identificación de defectos de la detección posterior al evento al monitoreo del proceso.

2) Limitaciones

· Detección limitada de defectos profundos:
La termografía infrarroja esencialmente refleja las características de distribución de temperatura superficial del objeto probado. Cuando los defectos internos se encuentran a una profundidad considerable y no alteran significativamente la conductividad térmica superficial, su manifestación en las imágenes térmicas puede no ser lo suficientemente pronunciada o incluso difícil de identificar directamente. Por lo tanto, para detectar grietas profundas o estructuras internas complejas, la prueba no destructiva por termografía generalmente debe combinarse con métodos de prueba no destructiva ultrasónica, radiográfica u otros para lograr una evaluación más completa de los defectos.

· Susceptibilidad a las condiciones ambientales:
Factores externos como las fluctuaciones de temperatura ambiental, la radiación solar, la velocidad del viento y la humedad pueden interferir con los datos térmicos infrarrojos, comprometiendo la estabilidad y la precisión de las mediciones de temperatura. Las aplicaciones reales de la prueba no destructiva por termografía requieren condiciones ambientales controladas adaptadas a escenarios operativos específicos o técnicas de compensación algorítmica y corrección de datos para mitigar los impactos ambientales en los resultados.

· Requisitos para la condición de la superficie de los objetos probados:
La rugosidad de la superficie, las variaciones de emisividad y las propiedades reflectivas del objeto de prueba afectan directamente la calidad de la señal de radiación infrarroja adquirida. Por lo tanto, antes de realizar la prueba no destructiva por termografía, generalmente es necesario evaluar la condición de la superficie del objeto probado y tomar medidas de corrección de emisividad adecuadas para mejorar la confiabilidad de los resultados de la inspección.

En los últimos años, con las continuas mejoras en el rendimiento del detector infrarrojo, los algoritmos de procesamiento de imágenes y las capacidades de integración del sistema, la tecnología de prueba no destructiva por termografía infrarroja se ha desarrollado rápidamente, convirtiéndose gradualmente en un complemento importante de los métodos de prueba tradicionales, como la prueba láser y la ultrasonográfica, e incluso logrando una sustitución efectiva en algunos escenarios de aplicación. Además, esta tecnología se puede integrar con otros métodos de prueba no destructiva para mejorar aún más la precisión, la confiabilidad y la capacidad de diagnóstico integral de la prueba.

4. Aplicaciones de la termografía en la inspección no destructiva

1) Aeronáutica y espacio

La inspección no destructiva por termografía se utiliza ampliamente para inspeccionar componentes críticos, como estructuras compuestas y palas de motores en aviones y naves espaciales. Identifica eficazmente defectos ocultos, incluyendo delaminación, huecos y grietas. Al capturar las diferencias de conducción térmica entre las áreas defectuosas y los materiales normales, la inspección no destructiva por termografía infrarroja logra una inspección rápida en condiciones de no contacto y sin desmontaje, lo que juega un papel vital en la garantía de la integridad estructural aeroespacial y la seguridad del vuelo.

2) Sistemas de energía eléctrica

El calor anormal generado durante el funcionamiento de equipos eléctricos es a menudo un indicador directo de fallas. La inspección no destructiva por termografía se puede utilizar para la inspección en línea de transformadores, tableros de distribución, cables, barras conductoras y otros equipos primarios. Al identificar fenómenos de sobrecalentamiento localizado, permite la detección oportuna de peligros potenciales, como malos contactos, sobrecargas y envejecimiento del aislamiento, y sirve como una herramienta importante para el monitoreo del estado y el mantenimiento preventivo en los sistemas eléctricos.

Peligros potenciales como malos contactos, sobrecargas y envejecimiento del aislamiento, que sirve como una herramienta importante para el monitoreo de condiciones y el mantenimiento preventivo en los sistemas eléctricos.

3) Industrias petroleras y petroquímicas

El equipo petrolero y petroquímico opera bajo condiciones de alta temperatura, alta presión y corrosión, lo que plantea un riesgo de seguridad significativo. La termografía infrarroja NDT permite el monitoreo no contactivo y en línea de tuberías, recipientes y reactores, detectando rápidamente aumentos anormales de temperatura y distribución desigual de calor. Esto proporciona datos críticos para la evaluación de la salud del equipo y las decisiones de mantenimiento, reduciendo el riesgo de fallas inesperadas.

4) Construcción

En el sector de la construcción, la aplicación de la termografía en la NDT se utiliza principalmente para inspeccionar las envolventes de los edificios y los sistemas HVAC. Al analizar la distribución de temperatura de la superficie del edificio, se puede evaluar el rendimiento del aislamiento, localizar puntos de fuga e identificar defectos estructurales. En auditorías energéticas e inspecciones de sistemas HVAC, ayuda a descubrir puentes térmicos y anomalías de consumo de energía, mejorando la eficiencia energética y la seguridad general del edificio.

5) Fabricación industrial

En la fabricación industrial, la termografía de ensayo no destructivo se puede utilizar para el monitoreo del estado de funcionamiento de equipos, la inspección de la calidad de productos y el análisis de la eficiencia energética. Al identificar rápidamente los puntos calientes del equipo y las anomalías en el proceso, permite la pre-alerta temprana de fallas. Combinada con el análisis de las características térmicas del producto, ayuda en el control de calidad y la optimización del proceso, mejorando la estabilidad de producción y la eficiencia de uso de energía.

6) Medicina y salud

La termografía infrarroja en el campo médico se utiliza principalmente para la detección temprana de enfermedades y el diagnóstico auxiliar. Las áreas patológicas en el cuerpo humano suelen presentar cambios en el metabolismo local y el flujo sanguíneo, lo que conduce a una distribución anormal de la temperatura en la superficie corporal. A través de la detección no-contacto del estado de equilibrio térmico del cuerpo humano, puede proporcionar datos de referencia objetivos para el diagnóstico clínico y la evaluación de la eficacia del tratamiento.

5. Recomendaciones de productos de Raythink

RM600G Cámara térmica profesional de mano

RT630 Cámara térmica experta

TN220 Cámara térmica cúbica

AT61 Cámara térmica de enfoque motorizado

TN460 Cámara térmica de montaje fijo

6. Conclusión

Como un método de prueba no destructiva que utiliza los campos de temperatura como portadores de información, la termografía infrarroja está evolucionando progresivamente desde una herramienta de inspección auxiliar hacia una de las tecnologías centrales en las aplicaciones de ingeniería. Sus características de no contacto, alta eficiencia y visualización están transformando la prueba no destructiva desde la "determinación posterior al evento" hacia la "monitorización del proceso" y la "alerta temprana". Con las continuas mejoras en el rendimiento de los detectores infrarrojos, las capacidades algorítmicas y los niveles de integración del sistema, la aplicación de la termografía en la prueba no destructiva ofrecerá un mayor valor en condiciones de funcionamiento más complejas y en industrias críticas, proporcionando un apoyo técnico más previsor para la seguridad del equipo, el control de calidad y el funcionamiento fiable.

Raythink ofrece cámaras térmicas confiables y fáciles de usar, así como soporte técnico integral a usuarios de todo el mundo. Si está explorando el valor de aplicación de la termografía infrarroja en inspección no destructiva (NDT) en escenarios específicos, o está buscando soluciones de inspección adaptadas a sus condiciones operativas, por favor, póngase en contacto con Raythink para explorar conjuntamente enfoques de práctica de NDT más eficientes y confiables.