Phased Array

INSPECCIONES AUTOMATIZADAS POR UL ULTRASONIDOS TRASONIDOS PHASED ARRAY  SISTEMA PARA LA INSPECCIÓ INSPECCIÓN N DE SOLDADURAS CIRCUNFERENCIALES

PipeWIZARD®

   E    D    N    e    t    u    l    o    s    b    A    e    d    a     í    s    e    t    r    o    c    o    t    o    F

• • • • •

Compacto,potenteyversátil Ciclodeinspeccióncorto Deteccionesymedicionesprecisas Programainormáticosencillo Escaneoselectrónicossectoriales  ylineales • Herramientasavanzadas

Basado en una larga experiencia en el terreno, el nuevo sistema PipeWIZARD ® ha sido construido para orecer soluciones fables a las inspecciones en condiciones adversas, en alta mar y en tierra frme

920-142C-ES

Sistema de inspección de soldaduras circunerenciales Los gasoductos desempeñan un papel crítico en la economía mundial, ya que transportan grandes volúmenes de gas, petróleo, agua y otras sustancias químicas. Los tubos son soldados circunferencialmente en el terreno, generalmente, utilizando sistemas automatizados. En la industria de la construcción de gasoductos, las soldaduras representan un «punto débil», debido a que los defectos suelen ocurrir en estas zonas. Los tubos son controlados mediante ensayos no destructivos y, luego, recubiertos y enterrados o colocados en el fondo marino. En estos medios de construcción veloz, es importante analizar rápidamente las soldaduras para detectar cualquier defecto.

Inspección automatizada por ultrasonidos En los últimos años, la inspección automatizada por ultrasonidos ha venido suplantando la radiografía industrial para la inspección de soldaduras circunferenciales de los gasoductos en todo el mundo. La radiografía industrial tiene limitaciones importantes: pobre detección de los defectos planos, incapacidad de efectuar mediciones verticales, riesgos de seguridad y problemas medioambientales.

Ventajas de la inspección automatizada por ultrasonidos: • Ningún riesgo de radiación, ningún químico, ningún permiso.

• Ciclo de inspección muy corto, ideal para producciones rápidas. • Buena detección y medidas precisas, por lo que se obtienen porcentajes de rechazo más bajos. • Uso del criterio de aceptación del Engineering Critical   Analysis (ECA) para la medición de la altura y profundidad de las indicaciones (porcentajes de rechazo más bajos). • Análisis en tiempo real, en imágenes inteligentes. • Informes de datos y de inspección es dispositivos electrónicos.

La Inspección automatizada por ultrasonidos permite la detección precisa y la identicación clara de los defectos.

• Mejor control del proceso de soldadura para porcentajes de rechazo más bajos.

Tecnología de ultrasonidos phased array  En el pasado, se utilizaba sistemas con varios palpadores de ultrasonidos convencionales para efectuar las inspecciones automatizadas por ultrasonidos. Hace una década, afortunadamente, los sistemas phased array entraron en el mercado. La técnica de ultrasonidos  phased array utiliza la formación electrónica de los haces para emitir y recibir los ultrasonidos. Cada elemento del palpador es excitado individualmente a un retardo denido para crear una gran variedad de haces de diversos ángulos y distancias focales.

El sistema phased array ofrece ventajas superiores al sistema convencional: • Generalmente, dos palpadores phased array reemplazan • Los escáneres phased array son bastante más pequeños más de 24 palpadores convencionales. y ligeros que los escáneres convencionales de varios palpadores. Así, es más fácil manipularlos y requieren un corte • Las conguraciones phased array son descargadas a partir del revestimiento más pequeño a cada lado de la soldadura. de un archivo por lo que no es necesario ajustar la posición de cada palpador. • Los sistemas phased array son usados para explorar casi todos los tipos de soldadura, mientras que los sistemas • El ajuste apropiado de los haces phased array (ángulo, convencionales de varios palpadores están limitados por enfoque, trayectoria acústica, ancho del haz) permite el espesor de la pared y el diámetro del tubo. obtener medidas más precisas. • El escaneo electrónico phased array permite lograr • El sistema phased array tiene un 80% menos de piezas inspecciones a medida, incluyendo la TOFD de varios movibles que un sistema convencional con varios ángulos, la creación avanzada de imágenes y los informes palpadores equivalente, lo que proporciona una sólida detallados. abilidad de inspección escaneo tras escaneo.

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Ultrasonidos phased array :

Ultrasonidos convencionales:

Cobertura completa con dos palpadores

cobertura completa con más de 24 palpadores

La ilustración muestra una zona bajo inspección. La tecnología de ultrasonidos phased array  permite la inspección simultánea de todas las zonas con un mismo palpador. Los ultrasonidos phased array  ofrecen una cobertura completa de la soldadura con un palpador a cada lado de la soldadura.

La ilustración muestra una zona bajo inspección. Con la tecnología de ultrasonidos convencionales, es necesario el uso de muchos palpadores para cubrir todas las zonas.

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Conormidad a las normas En 1998, la American Society for Testing and Materials (ASTM) publicó la norma E-1961-98 (que fue aprobada nuevamente en el 2003). Esta norma abarca las características más importantes de la inspección automatizada por ultrasonidos de soldaduras circunferenciales: discriminación de las zonas, interpretación rápida de los datos, bloques de calibración especializados y procedimientos de calibración. La norma E-1961 ha sido diseñada para el criterio de aceptación ECA. En 1999, el American Petroleum Institute (API) publicó la 19.a versión de la API 1104, la cual abarca la inspección mecanizada de las soldaduras circunferenciales utilizando los ultrasonidos y las radiografías industriales. El PipeWIZARD permite efectuar inspecciones que satisfacen las exigencias de la norma ASTM E-1961 y, en consecuencia, la norma API 1104. Asimismo, es conforme a la norma DNVOS-F101, que trata sobre las inspecciones automatizadas en alta mar. En muchos casos, las especicaciones de las empresas pueden exceder aquellas de las normas, ya que, generalmente, requieren mayor precisión de medición y mejor resolución.

Algunos usos del PipeWIZARD • El sistema phased array  PipeWIZARD es usado, en todo el mundo, en la construcción de largas tuberías en alta mar y en tierra frme. • Más de un millón de soldaduras han sido exploradas con el PipeWIZARD. • Las grandes compañías de petróleo y gas ya han aprobado el uso del sistema PipeWIZARD para sus proyectos de construcción de tuberías:

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Exxon Mobil Shell TOTAL BP

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Chevron Eni Petrobras Gazprom

• Cientos de operadores en el mundo entero ya han sido capacitados para utilizar el sistema PipeWIZARD.

Experiencia PipeWIZARD El sistema PipeWIZARD ha sido diseñado especícamente para ser usado en condiciones extremas, desde regiones de frío siberiano hasta los desiertos calientes del medio oriente; en climas húmedos, salitrosos o secos. El PipeWIZARD también ha sido sometido a numerosas pruebas para asegurar su resistencia a las vibraciones, choques e interferencias electromagnéticas. El PipeWIZARD se adapta a todas las conguraciones de soldaduras circunferenciales: • Todos los perfles de soldadura: CRC-Evans, bisel en J, bisel en V, doble V, X, etc. • Espesor típico de la pared del tubo: 6 mm (0,25 pulg.) a más de 35 mm ó 1,4 pulg. El sistema cuenta con herramientas para tubos más gruesos. • Diámetro típico del tubo: 6 pulg. a más de 56 pulg. El sistema cuenta con herramientas para tubos de diámetro más pequeño. • Material del tubo: desde acero al carbono estándar hasta más complejos, como el Inconel, tubos revestidos, tubos sin costura cuyas paredes varían de espesor, etc. Los defectos típicos detectados son la falta de fusión, la penetración incompleta, la porosidad, las marcas de quemadura, el socavado, la soldadura no enrasada, las grietas, las inclusiones, etc.

El ciclo de inspección es entre 2 y 6 minutos, según el tipo de soldadura, el diámetro del tubo, la ubicación y el lugar de inspección.

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Técnica de inspección mediante la discriminación de las zonas

La técnica principal utilizada por el sistema PipeWIZARD es la discriminación de las zonas, en donde cada zona de soldadura es explorada individualmente por un haz de ultrasonidos especíco. La altura de las zonas es aproximadamente igual a un paso de soldadura.

Los palpadores phased array o palpadores convencionales especializados pueden generar datos TOFD.

Zones

.................................................Cap ....................................................F5 ....................................................F4 ....................................................F3 ....................................................F2 ....................................................F1 ...................................................HP ..................................................LCP ................................................Root

Haz de ultrasonidos especial para la zona F3

Dos palpadores phased array , uno a cada lado de la soldadura, aseguran la cobertura completa del área del bisel y del volumen de la soldadura. Las técnicas pulso-eco y transmisión-recepción son utilizadas según la zona bajo ensayo. Los canales phased  array son representados en la pantalla mediante un registro de grácos continuos. Otra técnica alternativa puede ser utilizada para mejorar la detección y medición de las indicaciones de los defectos pequeños o mal orientados: la difracción del tiempo de vuelo (TOFD). Asimismo, es usada para conrmar las indicaciones detectadas en los canales de los registros de grácos continuos.

También es posible utilizar un módulo opcional de ondas transversales con 4 palpadores especializados para detectar las indicaciones transversales en la soldadura. Los canales son representados en la pantalla para vericar el acoplamiento de cada palpador  phased array durante la exploración de la soldadura y del bloque de calibración. Cada conguración de soldadura requiere un bloque de calibración especializado con el mismo diámetro, espesor y material que el de los tubos que serán usados en el terreno. Los reectores son fabricados y trabajados para que representan los defectos típicos que aparecen comúnmente en el proceso de soldadura. Todos los haces de ultrasonidos son calibrados según el procedimiento de inspección.

Haces ocalizados lateralmente para una mejor medición de la longitud del deecto Olympus NDT ha desarrollado nuevos palpadores  phased array  para la inspección de soldaduras circunferenciales con el sistema PipeWIZARD. Estos nuevos palpadores tienen elementos curvos en el plano pasivo, lo cual permite el enfoque lateral del haz. Un lente integrado permite el uso de zapatas estándares. Estos palpadores de enfoque cilíndrico reducen signicativamente las sobremedidas y las reparaciones excesivas. La capacidad de estos palpadores de discriminar pequeñas indicaciones es una gran ventaja durante la medición de la longitud de un defecto intermitente usando reglas de interacción.

Escaneos efectuados en un mismo bloque de calibración con palpadores PA estándares no focalizados (izquierda) y palpadores PA curvos focalizadas (derecha).

Comparación entre las medidas laterales tomadas con un palpador PA  estándar (izquierda) y un palpador PA  curvo (derecha) de un oricio de fondo plano de 3 mm.

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P w  Sotware sencillo de herramientas avanzadas El programa informático PipeWIZARD V4 está basado en el programa de adquisición y análisis de datos TomoView, probado en el terreno. El PipeWIZARD V4 puede crear automáticamente conguraciones simples, cuenta con varias herramientas de análisis de datos (incluso imágenes 2D), genera fácilmente los informes y está dotado de herramientas avanzadas para la inspección de soldaduras. Este programa ha sido diseñado para ser simple, exible y progresivo para crear conguraciones de inspección más complejas. La interfaz de usuario es fácil de aprender y ofrece una operación ecaz en el campo; los usuarios de sistemas automatizados serán capaces de utilizar el PWZ V4.0 con una capacitación mínima. Asimismo, está basado en la plataforma TomoView, la cual es constantemente revisada y mejorada. Esto también signica que las actualizaciones pueden ser efectuadas fácilmente en el campo.

Creación automática de confguraciones

Análisis rápido y detallado

Las conguraciones pueden ser creadas fuera de línea, independientemente del equipo utilizado. En cuestión de minutos, el archivo de conguración puede ser guardado y enviado por correo electrónico a cualquier sitio de inspección. El operador en el sitio solamente tiene que calibrar el sistema. Además de los canales estándares de registros de grácos continuos y de las imágenes B-scan de una sola ley (TOFD, mapeo volumétrico y de la raíz), las conguraciones pueden ahora tener canales sectoriales y lineales. Esta nueva funcionalidad puede mejorar la detección y la medición de los defectos más allá de los requerimientos de las normas de discriminación de zonas.

El programa PipeWIZARD puede generar una cantidad casi ilimitada de canales en 10 conguraciones separadas. Este programa permite la interpretación automática de los datos, ya que muestra la posición del defecto en el perl del bisel y su posición circunferencial.

Canales estándares de registro de grácos continuos (izquierda). Canales de escaneos sectoriales y lineales (derecha)

Calibración e inspección Los datos adquiridos aparecen en la pantalla en tiempo real durante la inspección. Los nombres de los archivos de datos son incrementados automáticamente. El uso de la unidad de adquisición TomoScan FOCUS LT junto con el PipeWIZARD V4 mejora la adquisición de los datos, en comparación a la unidad de adquisición utilizada previamente (4 MB/s vs 0,7 MB/s). Esto permite una recopilación completa de los datos de los A-scan comprimidos; además, es posible utilizar varias conguraciones simultáneamente durante el barrido, a una velocidad de hasta 100 mm/s.

Asimismo, está dotado de muchas herramientas de análisis para facilitar la medición y la ubicación de la posición de las indicaciones: • Puerta gemela para el registro de grácos continuos. • Máscaras de soldadura en los escaneos sectoriales y lineales (véase más abajo). • Ampliación de la imagen. • Vínculos de la imagen. • Imágenes personalizadas. • Medición automática. • Medición acumulativa de las indicaciones. • Fusión de imágenes C-scan. • Personalización del esquema de colores.

Escaneo sectorial y máscara de la soldadura que m uestra la esquina y la punta de una muesca de 3 mm.

Ejemplo de un escaneo de calibración típica

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Creación automática de los inormes

PipeWIZARD Viewer

El programa informático PipeWIZARD crea los informes automáticamente. Las secciones de los informes pueden ser modicadas para incluir el nombre del proyecto, la fecha y hora del escaneo, el código de ID de la soldadura, el nombre del operador, las imágenes completas del escaneo, el diseño del bisel con la información de las zonas bajo ensayo, la tabla de defectos con sus identicadores, la longitud, altura y posición de la soldadura, el estado de la soldadura, los comentarios del operador, etc.

El PipeWIZARD Viewer™ es un programa informático gratuito de visualización de datos UT y PA. Este programa permite cargar los archivos de datos generados por el PipeWIZARD V4. La revisión de los escaneos por terceras partes o clientes nales es muy útil. El programa PipeWIZARD VIEWER es compatible con Microsoft Windows XP Pro con SP2, Microsoft Windows Vista y Microsoft Windows 7.

O LE  B o u  n d1    6  : 

Information WeldNumber: WeldStatus:

Run_3 Rejected

Company:

Olympus NDT

Client:

Tester 

PO Number:

Contrator: Project: Supervisor: Operator:

Contractor  Project 1 Supervisor  Operator 

Location: Size: Type: Software:

123456 CANADA 0 X0  None 4.0R3T3

Information: Local D&T: UTC D&T: Temp.(°C):

 None MonApr26 2010 20:08 TueApr 27 201001:08 B= -273 E= -273

UTZone

#  : 

D e  f  e c  ts     L  i  s t   (  m  #  :  e t  r  i  c u  T   n i  t    y    p  s  )  C  h  e :  a  2  A m  n n e l   :   p  L  a  P  o s  l  i  t  u d   c  k  .  e  O v   G  a t  e  (  %  )  F i l l  o f F  u  4  e r t   :   s  i  D  o  S  t  a  r a c  (  m m  )  1 0 0  S  n  e  :  r  L e  t  (  m m  (  %  ) :  - 0 .1  n  0  D e   g t  h (  m   ) :   p  1  1  H  e  t  h (  m  m  ) :  3  0  i   m  )   g h  3  1  t   :  C  o  m m  (  m m  7  .4  e n   ) :  t  :  S  t  a  3  .7  t  u s  : 

M  e  r    g e d   :  F  r  o  m G   a t e  P  o s  it   io    n  :  O v  e r  t  ra    c  e : 

R  e   j e  c  t  e 

T    y    p  d   C  h  e :  a n  3  n e l   :  A m  L  a   p  c  k  P  o s  l  i  t  u d   o  R  f  o  e  .  O v   G  a t  e  (  %  )  L C P o t D S  P e n e  t  e  :  D  S  t  a  r t  r a c  (  m m  )  5 1  S  L R o o  r a t i o  C  t  e  r  :  n  L e  t  (  m m  (  %  ) :  0 .2  4 5  P U S U S  n  1  0  0  0  .5  0  D e   g t  h (    ) :   p t  h  m m  6  -  0  4  9  0  6  .4  H  e   ) :  0  (   i   0   g h  m m  )  0  5  . 6  1  t   :  C  o  m m  (  m m  0  1  9  e n   ) :  .9  t  :  S  t  a  2  .7  t  u s  : 

M  e  r    g e d   :  F  r  o  m  G  a  t e P   o s i   t io    n  :  O v  e r  t  ra    c  e:  

R  e   j e  c  t  e d  

ApprovalSignature

R un   _3   

Servicio técnico

R u  n  _ 3   Client:

Sign:

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Date:

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El sistema PipeWIZARD es versátil y permite la inspección de formas de soldaduras y aplicaciones especiales. Tubos revestidos : PipeWIZARD puede ser utilizado en proyectos de inspección de tubos revestidos con técnicas especícas, utilizando ondas longitudinales y las herramientas avanzadas del programa. Tubos sin costura : una técnica de inspección única en su tipo ha sido desarrollada y adaptada al PipeWIZARD para poder explorar las soldaduras de tubos cuyas paredes presentan grandes variaciones de espesor. Tubos gruesos: el sistema PipeWIZARD se adapta a tubos gruesos para poder explorar las soldaduras, usando palpadores y zapatas diferentes y efectuando ligeras modicaciones mecánicas.

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Interpreter:

Aplicaciones avanzadas

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Almacenamiento ácil de los datos Todos los archivos de datos pueden ser almacenados para su consulta posterior en un disco duro externo o en un CD/DVD. Además, es posible crear automáticamente copias de seguridad para una mayor protección de la información. Los archivos también pueden ser fácilmente enviados vía Internet a otros lugares.

Olympus se compromete a brindar un servicio técnico para todos los productos Olympus que responda o sobrepase las expectativas de sus clientes. El PipeWIZARD opera en medios que no permiten ningún tiempo de parada. La iniciativa de Olympus para ofrecer un servicio técnico dinámico a sus clientes que utilizan el PipeWIZARD alrededor del mundo está basada en el mantenimiento de un inventario completo en los centros de servicio Olympus para asegurar que el cliente tenga a su disposición las piezas de repuesto y, así, reducir los costos asociados al tiempo de parada.

Olympus también cuenta con un grupo de ingenieros de servicio técnico que brinda ayuda con todo relacionado al PipeWIZARD en el terreno.

Otras aplicaciones Otro ejemplo de la versatilidad del PipeWIZARD es el hecho de que ha sido construido usando componentes estándares. Así, el TomoScan FOCUS LT para bastidor puede ser usado separadamente del sistema PipeWIZARD para efectuar toda clase de inspección phased array con el programa TomoView (incluido en el paquete software original). Otros escáneres (WeldROVER, COBRA y escáneres para la corrosión) también pueden ser usados con el equipo para maximizar la inversión.

Las aplicaciones posibles son:

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puntos de sujeción; tuberías; recipientes de presión; soldaduras estructurales; y corrosión.

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Equipo PipeWIZARD Computadora y programa inormático La computadora portátil es reforzada y viene con el programa Microsoft Windows y el programa de adquisición y análisis de datos PipeWIZARD instalados. El paquete informático incluye: Programa TomoView y calculadora avanzada, Microsoft Ofce y todos los accesorios software necesarios.

Escáner El escáner del PipeWIZARD es compacto, robusto, probado en el terreno y ofrece exploraciones estables y reproducibles. E escáner tiene un diseño IP66 e integra un motor, un codicador, dos palpadores y zapatas phased array , dos palpadores y zapatas TOFD y un sensor de temperatura. Un cable umbilical muy resistente protege todos los cables necesarios, incluso la línea de agua para el acoplador.

Caja del equipo La caja del TomoScan FOCUS LT y el PWZ-MCDU es compacta, robusta, resistente y de diseño IP64. Está equipada con un intercambiador de calor montado en la parte frontal y amortiguadores internos para la protección del equipo. Asimismo, cuenta con una toma de alimentación externa en el panel de conexiones para conectar accesorios. Unidad de adquisición La unidad de adquisición, el TomoScan FOCUS LT 64:128, ofrece hasta 64 canales de focalización y 128 emisores/  receptores para muchas combinaciones de palpadores  phased array y convencionales. Controlador del motor y unidad de accionamiento El PWZ-MCDU controla un servomotor digital mediante la conexión Ethernet.

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Especifcaciones del PipeWIZARD TomoScan FOCUS LT montado sobre bastidor Conector UT convencional Velocidad de adquisición de datos Convertidor A/D A-scan Compresión de datos en tiempo real Rectifcación Filtrado Video Focalización dinámica de la proundidad (DDF) Codifcador Comunicación red Ancho de banda Velocidad de adquisición Cantidad de haces Frecuencia de repetición de impulsos (PRF) Promedio en tiempo real Cantidad de puertas Peso Tamaño (ancho x alto x largo) Sensor de temperatura externa

4 (BNC) 4 MB/s 10 bits, 100 MHz 32 a 8192 puntos Proporción de 1 a 255 OC, OM+, OM– y RF FIR digital programable Suavizado (digital) Sí  2 ejes (cuadratura y dirección del reloj) 100BASE-T 0,5 MHz a 23 MHz, según la conguración 8000 A-scan/s (A-scan de 8 bit y 512 puntos) Hasta 256 1 Hz a 20 kHz 1, 2, 4, 8, 16 4 para la detección y 1 para la sincronización 11,5 kg 48,3 cm x 13,3 cm x 34,4 cm Sí 

Sistema PipeWIZARD Fuente de energía Peso de la caja del sistema Tamaño del sistema (ancho x alto x largo) Temperatura de uncionamiento (escáner)

100 V CA a 240 V CA; 50 Hz a 60 Hz 70 kg 58 cm x 38 cm x 104 cm –50 °C a +60 °C

El sistema PipeWIZARD consiste en: Unidad de adquisición : TomoScan FOCUS LT 64:128 (bastidor 3U). Controlador del motor y unidad de accionamiento : PWZ-MCDU (bastidor 3U). Caja (unidad de adquisición, controlador del motor y unidad de accionamiento) :

Robusta y hermética. Computadora y programa inormático : Computadora portátil y reforzada; viene

con Microsoft Windows y el programa informático para el análisis y la adquisición de datos PipeWIZARD instalados. El paquete informático incluye: Programa TomoView y calculadora avanzada, Microsoft Ofce y todos los accesorios software necesarios. Dos llaves electrónicas (llavero USB) y accesorios de computadora (monitor de pantalla plana adicional, teclado y ratón). Escáner: El escáner phased array compacto incluye el motor, un codicador, 2 palpadores y zapatas phased array , 2 palpadores y zapatas TOFD y 1 sensor de temperatura. Pulsador de parada de emergencia en el escáner. Módulo opcional de onda transversal que incluye 4 palpadores y zapatas de onda transversal. Cable umbilical reorzado : 25 m e incluye 128 cables coaxiales, cables para los motores y los codicadores, y la línea de agua. Unidad de alimentación de acoplador : Bomba de agua con botón de encendido remoto y regulador del ujo manual.

Accesorios El kit completo de piezas de repuesto y de todas las herramientas necesarias está incluido. La documentación completa y todos los certicados también están incluidos.

Tapa frontal de la caja retirada para mostrar la unidad de adquisición TomoScan FOCUS LT y el controlador y la unidad de accionamiento PWZ-MCDU.

cuentaconlacertifcaciónISO9001y14001.

48 Woerd Avenue, Waltham, MA 02453, EE.UU., Tel.: (1) 781-419-3900 Stock Road, Southend-on-Sea, Essex SS2 5QH, Reino Unido Tel.: (44) 1702 616333

www.olympus-ims.com in[email protected] [email protected]

 Vía Augusta 158, Barcelona, 08006, Tel.: (34) 902 444 204  Av. Montecito N.º 38, Colonia Nápoles, Piso 5, Ofcina 1 A 4, C.P. 03810, Tel.: (52) 55-9000-2255 PipeWIZARD_ES_A4_201012 • Impreso en Canadá • Derechos de autor © 2010 Olympus NDT. Todas las especifcaciones están sujetas a modifcaciones sin previo aviso. Todas las marcas son marcas de comercio o marcas registradas de sus respectivos propietarios o de terceras partes.