Diseño e implementación de un sistema electromagnético de ensayos no destructivos para inspección del nivel de deterioro de cables metálicos de ascensores

Resumen

Teniendo en cuenta que en el ámbito de los ensayos no destructivos existen muy pocos sistemas electromagnéticos a nivel internacional orientados a la inspección de cables metálicos de diámetro menor a 10 mm, el objetivo del presente trabajo de investigación ha consistido en diseñar e implementar un sistema de ensayos no destructivos mediante el método de inspección electromagnética, que permita evaluar y caracterizar el deterioro que se produce en cables metálicos de 6.5 mm de diámetro con funda de plástico, empleados en ascensores; y en establecer para los mismos una metodología que permita definir un criterio de sustitución objetivo. En primer lugar se desarrollaron e implementaron dos prototipos. El primer prototipo cuenta con imanes en un único plano y emplea la técnica de dispersión de flujo magnético (MFL, de ¿Magnetic Flux Leakage¿) para la inspección de defectos localizados (defectos de tipo LF), y el método de flujo de retorno para la inspección de pérdidas de sección (defectos de tipo LMA). El otro prototipo cuenta con imanes y sensores en dos planos perpendiculares y sólo emplea la técnica MFL. El funcionamiento de estos prototipos se validó mediante pruebas realizadas sobre diferentes cables: en estado nuevo, con defectos artificiales, sometidos a fatiga por flexión sobre polea (fatiga BoS) en un banco de fatiga que reproduce las condiciones de funcionamiento del cable en un ascensor, y algunos cables deteriorados en ascensor. Además, se llevó a cabo un análisis de las señales electromagnéticas obtenidas mediante estas técnicas, y se implementaron algoritmos para extraer parámetros que permitan caracterizar el deterioro. Se demostró que la técnica MFL sirve para identificar y caracterizar el tamaño de los defectos artificiales de tipo LF; así como también para identificar defectos reales que se producen en cables metálicos de 6.5 mm de diámetro con funda de plástico sometidos a fatiga BoS y deteriorados en ascensor. También se demostró que la inspección LMA aplicada mediante el método de flujo de retorno no resulta apropiada para identificar defectos de tipo LMA en cables de diámetro tan pequeño y con funda de plástico, como el que se ha estudiado en el presente trabajo. Adicionalmente, se determinaron algunos parámetros relacionados con el estado de los cables, derivados de las señales electromagnéticas, obtenidas con la técnica MFL empleada en el segundo prototipo. Estos parámetros se estudiaron a través de una metodología de análisis mediante rangos de frecuencia. Con este análisis se identificaron los parámetros más importantes, que en diferentes rangos de frecuencia, son sensibles a variaciones en la estructura de un cable en su estado nuevo, a la evolución del deterioro en un cable sometido a fatiga BoS y a la presencia de defectos que se producen en un cable instalado en un ascensor. Por último, mediante el análisis de los parámetros derivados más importantes, se determinó un modelo preliminar del comportamiento de la evolución del deterioro a fatiga BoS en cables de 6.5 mm de diámetro con funda de plástico, y también se detectaron y contaron hilos rotos en la superficie de dichos cables, deteriorados en un ascensor. Estas aportaciones establecen las bases para definir un criterio de sustitución objetivo para retirar los cables de los ascensores. Palabras clave: Cables metálicos, defectos, ensayos no destructivos, dispersión del flujo magnético, fatiga por flexión sobre polea, ascensores.