Evaluación de la capacidad de detección del procedimiento de ultrasonido del código AWS D1.5 para examinar puentes vehiculares mediante reflectores artificiales

Abstract

El presente estudio se enfocó en determinar de forma cuantitativa la capacidad de detección y evaluación del método de ultrasonido (con un enfoque en amplitud del eco) de la Sociedad Americana de Soldadura para el examen de puentes y edificaciones soldadas. Antes de abordar la parte experimental se llevó a cabo análisis del estado del arte del origen de este procedimiento y de las críticas que se le han realizado a lo largo de casi sesenta años de uso en los Estados Unidos. Se hicieron tres experimentos (0, 1 y 2) que consistían en el examen de bloques de acero ASTM A709 Gr. 50W, empleado en puentes, a los que se introdujeron dos tipos de reflectores artificiales planares (NTH y FBH) y un tipo de reflector volumétrico (SDH) ubicado en dos posiciones del espesor, de cuatro tamaños (0.5 mm, 1.0 mm, 3.0 mm y 5 mm). Los bloques fueron examinados con un equipo de ultrasonido pulso-eco, de forma manual, siguiendo la técnica prescriptiva del procedimiento de la AWS (Experimento 0) y alterando dos características que podrían influir en la capacidad de detección del procedimiento: el tamaño del cristal (experimento 1) y la frecuencia (Experimento 2). Los datos también se obtuvieron con variaciones en el ángulo de incidencia (45°, 60° y 70°). Se hicieron ocho mediciones (dos distancias del sonido, dos niveles de escaneo y dos ensayos) por cada tipo y tamaño de reflector dando como resultado 1224 datos. Entre los resultados más importantes se encuentra que, aunque el procedimiento prescriptivo de la AWS tiene una buena capacidad de detección que se mantiene con las modificaciones de frecuencia y tamaño del cristal; el procedimiento presenta una mala capacidad de evaluación de los reflectores (sin importar su tamaño o tipo), que se evidencia en su incapacidad de generar respuestas (índice de la indicación) diferenciales por tamaño de reflector y en su tendencia a que todos los tipos de reflectores se clasifiquen como inocuos para la estructura (Clase D). (texto tomado de la fuente)

This study was focused on determining, quantitatively, the capacity of detection and evaluation of the ultrasonic methodology (with an echo amplitude approach) of the American Welding Society for the examination of welded bridges and buildings. Before approaching the experimental part, was carried out an analysis of the state of the art of the origin of this ultrasonic procedure, that includes the criticisms that have been made, over almost sixty years of use in the United States. Three experiments (0, 1 and 2) were performed, consisting of the examination of ASTM A709 Gr. 50W steel blocks, used in bridges, to which two types of planar artificial reflectors (NTH and FBH) and one type of volumetric reflector (SDH) located at two positions through thickness were fabricated in four sizes (0.5 mm, 1.0 mm, 3.0 mm, and 5 mm). The blocks were manually examined with pulse-echo ultrasound equipment following the prescribed method of the AWS procedure (Experiment 0) and altering two characteristics that could influence the detection capability of the procedure: crystal size (Experiment 1) and frequency (Experiment 2). Data were also obtained with variations in the angle of incidence (45°, 60° and 70°). Eight measurements (two sound distances, two scanning levels and two trials) were made for each type and size of the reflector resulting in 1224 data. Among the most important results is that, although the prescriptive procedure has a good detection capability and this isn´t altered (in a big way) with changes in frequency and crystal size. But nevertheless, the procedure has a poor ability to evaluate the reflectors (regardless of its size or type). This is exposed for example in that it is unable to generate differential responses (indication rating) by size; and also presents a high tendency for reflectors to be classified as harmless to the structure or not severe (Class D) without an increase in the size or a change in the shape of the reflector to avoid it.