UNIVERSIDAD VERACRUZANA

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA
INSPECCION POR ULTRASONIDO INDUSTRIAL A
EQUIPO ESTATICO (TUBERIAS).
MONOGRAFIA
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO MECANICO ELECTRICO
P R E S E N TA:
ADRIAN SANCHEZ CAYETANO
COATZACOALCOS, VER., JUNIO DEL 2011
INDICE
INTRODUCCIÓN
ANTECEDENTES HISTÓRICOS
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVO ESPECIFICO
JUSTIFICACIÓN
CAPITULO I
METODOLOGIA PARA LA INSPECCION DE CIRCUITOS DE TUBERIAS
1.1
El ultrasonido como ensayo no destructivo
1.1.1 Ventajas
1.1.2 Limitaciones
1.2
Relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad
1.3
Corrosión
1.3.1 Formas de corrosión
1.3.2 Tipos de corrosión
1.4
Metodología para la inspección a circuitos de tuberías
1.4.1 Inspección visual externa
1.4.2 Consideración de accesorios o elementos en un circuito de tuberías
1.5
Medición de espesores
2
2.1
2.2
2.3
2.3.1
2.4
2.5
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.6
2.6.1
2.6.2
2.6.3
CAPITULO II
EQUIPO MEDIDOR DE ESPESORES DE PARED
Equipo DMS-2 marca krautkramer
Registrador de datos
Características del DMS-2 y su funcionamiento
Componentes básicos para realizar una medición de espesores a
tuberías
Definición de componentes
Registros de datos y características de comunicación
Calibración básica del equipo DMS-2
Asignación del nombre del archivo o circuito de tuberías a inspeccionar
Procedimiento de prueba cero. (Identificación del palpador)
Selección del tipo de medición
Modo de medición de cristal sencillo
Modo de medición de doble cristal
Calibración en doble cristal
Calibración de espesor por el método de un punto
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42
42
CAPITULO III
INSPECCION Y MEDICION DE ESPESORES A GASODUCTO DE 6” Ø
A.C. SECTOR DE PEMEX CLORADOS III HACIA CLORO DE
TEHUANTEPEC (MEXICHEM).
3
Objetivo
3.1 Observaciones
3.2 Medición de espesores
3.3 Evaluación
3.4 Conclusiones
3.5 Recomendaciones
3.6 Isométrico de la línea con fotografías
CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
DEFINICIONES Y ABREVIATURAS UTILIZADAS
ANEXOS
LISTA DE REFERENCIAS
46
46
48
48
49
49
52
INTRODUCCION
En la actualidad es necesario sumergirnos en las nuevas tecnologías, que
nuestras áreas de trabajo como lo son los diferentes tipos de tuberías, para
esto es necesario realizar un mantenimiento adecuado y preciso. Es decir
restaurar y mejorar las instalaciones a tiempo, ya que debemos tener en
cuenta el bienestar y la seguridad del personal laborando. Todo esto con la
finalidad de ofrecer un mejor servicio. Para ello se implemento un programa
de mantenimiento predictivo para satisfacer esta necesidad.
Esta monografía
tuvo como propósito principal la elaboración de un
programa de mantenimiento PREDICTIVO en las instalaciones de la planta
de MEXICHEM DERIVADOS Coatzacoalcos, para lograr mejorar. Las
condiciones, y vida remanente de los diferentes circuitos de tuberías, Que
actualmente están operando en forma continua,
Las actividades principales del mantenimiento predictivo es la inspección
visual es decir ver las condiciones actuales, donde se consideran, válvulas,
codos reducciones, tees, niples, reducciones, en base a las circunstancias
encontradas observamos los diferentes tipos de corrosión que afectan al
circuito, estas pueden ser descritas en niveles de acuerdo a su degradación
y no al tipo de corrosión; por ejemplo: corrosión ligera, corrosión moderada, y
corrosión severa.
La segunda actividad principal como prueba no destructiva es la medición de
espesores de pared, a través del equipo de ultrasonido, marca kraukramer,
modelo DMS-2.
1
Se pretende hacer un diagnostico de las tuberías, saber cuáles son sus
daños y así dándole seguimiento para prevenir futuros daños siempre con
una mentalidad de prevención, este será el espíritu de esta monografía, la
prevención y al mismo tiempo así podremos evitar gastos no previstos lo cual
es beneficio para cualquier empresa y para el buen desempeño de la planta.
Las actividades son basadas en la problemática de detectar fallas a largo,
corto o mediano plazo, dentro de un periodo determinado, es decir durante
el desarrollo de la inspección realizada a cualquier circuito de tuberías. Todo
esto con la finalidad de que una anomalía o falla que se pudiera presentar
en cualquier parte del circuito por ejemplo: una fuga los daños serian al ser
humano a las instalaciones y/o al medio ambiente; sin embargo
esto va de
la mano con el tipo de fluido, la peligrosidad del mismo y las condiciones
mecánicas de las tuberías.
Los periodos de inspección de cada circuito son de acuerdo al tipo de fluido
que transporte la tubería, por ejemplo para inspeccionar las tuberías de gas
son cada periodo de 12 meses. En este caso basados en la norma oficial
mexicana, listado de las substancias y materiales peligrosos más usualmente
transportados.
API 570 (2003) – Piping Inspection Code (código de inspección de tuberías a
presión).
API 574 (98) – Inspection Practices for Piping Systems Components
(inspection practicas Para sistemas de tuberías y componentes).
ASME B31.3 tuberías de proceso en refinerías y plantas químicas.
2
En esta monografía se trata de reflejar como la predicción por medio del
ultrasonido es decir medición de espesores, puede llegar a prevenir un
accidente, o catástrofe, si se llevan correctamente los registros de las
mediciones de cada circuito y si se apegan
a los requerimientos de las
normas mexicanas, y se respetan los espesores mínimos requeridos por
presión interna y espesores mínimos permisibles para cada accesorio que
componen cada circuito de tuberías.
ANTECEDENTES HISTORICOS
El ultrasonido es una vibración mecánica con un rango mayor al audible por
el oído humano que se transmite a través de un medio físico y es orientado,
registrado y medido en Hertz con ayuda de un aparato creado para ese fin.
Rangos de sonido: Infrasónica =1-16 Hz Sónica o audible =16 Hz a 20 Khz.
Ultrasónica = 20 Khz. en adelante Para la prueba de ultrasonido en
materiales metálicos es de 0.2 a 25 MHz.
La posibilidad de utilizar el ultrasonido para realizar pruebas no destructivas
fue reconocida en 1930 en Alemania por Mulhauser, Trost y Pohlman, y en
Rusia por Sergei Sokoloff, quienes investigaron varias técnicas empleando
ondas continuas. Ver figura 1
Figura 1.
3
Los equipos detectores de fallas fueron originalmente desarrollados,
basándose en el principio de la interceptación de la energía ultrasónica por
discontinuidades grandes durante el paso del haz ultrasónico.
Posteriormente, esta técnica recibió el nombre de inspección a través. Este
sistema de inspección presentaba ciertas limitaciones, principalmente, la
necesidad del Acceso en ambas superficies de la pieza inspeccionada para
colocar un transductor en cada superficie.
No se encontró un método práctico de inspección hasta que el Dr. Floyd
Firestone (EUA) inventó un aparato empleando haces de ondas ultrasónicas
pulsadas para obtener reflexiones de defectos pequeños, conocido como
"Reflectoscopio Supersónico". En el mismo periodo en Inglaterra, Sproule
desarrolló equipos de inspección ultrasónica en forma independiente. Ver
figura 2:
Figura 2
Como sucedió en la inspección radiográfica, al principio, los equipos fueron
desarrollados para ser usados como herramientas de laboratorio y no como
equipos de inspección.
4
En la universidad de Michigan, Firestone y su grupo de trabajo investigaron
los mecanismos de operación de los transductores, el uso de ondas
transversales, la aplicación de las ondas superficiales o de Rayleigh, el
dispositivo Raybender para la inspección por haz angular con variación del
ángulo, el empleo de la columna de retardo para la inspección en zonas
cercanas a la superficie de entrada, un método de resonancia por pulsos
para la medición de espesores, y varias técnicas empleando ondas de placa
o de Lamb.
El desarrollo reciente del método de inspección por ultrasonido esta
relacionado, en primera instancia, con lo siguiente:
1. Alta velocidad en la aplicación de sistemas automatizados de inspección.
2. Instrumentos mejorados para obtener gran resolución en la detección de
fallas.
3.-Una mejor presentación de los datos.
4.-Interpretación simple de los resultados.
5. Estudio avanzado de los cambios finos de las condiciones metalúrgicas.
6. Análisis detallado de los fenómenos acústicos involucrados.
El primer instrumento ultrasónico medidor de espesores comercial, que
usaba los principios derivados del sonar, fue introducido al final de los años
40. En los años 70 fueron comunes los instrumentos portátiles pequeños
utilizados para una amplia variedad de aplicaciones. Recientemente, los
avances en la tecnología de microprocesadores han dejado nuevos niveles
de funcionalidad en instrumentos miniatura sofisticados y fáciles de usar.
5
OBJETIVO GENERAL
Utilizar las aplicaciones del ultrasonido industrial en conjunto con la
inspección cumpliendo y dando seguimiento
con las normas aplicables
vigentes a tuberías de proceso.
OBJETIVO ESPECIFICO
1) Identificar los diferentes
tipos de tuberías de proceso existentes en el
ámbito Industrial y sus usos.
2) Conocer los tipos de corrosión, afectaciones y su control.
3) Conocer y aprender a utilizar el equipo DMS-2 y sus diferentes
aplicaciones.
4) Conocer las normas vigentes aplicables a las tuberías de proceso, para su
inspección, reparación y mantenimiento.
6
JUSTIFICACIÓN
Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura
de una pieza) y, además, representa un costo importante, ya que se calcula
que cada pocos segundos se disuelve 5 toneladas de acero en el mundo,
procedentes de unos cuantos nanómetros o picómetros, invisibles en cada
pieza pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el
mundo, constituyen una cantidad importante.
De acuerdo a las necesidades de reducir gastos incidentes accidentes y
cualquier evento no deseado, el presente trabajo trata de reflejar la
predicción por medición de inspecciones periódicas a las tuberías de proceso
con la finalidad de realizar un mantenimiento tipo correctivo antes de que
suceda una catástrofe ya sea humana o monetaria los recursos que utilice
para realizarlo son identificar un problema llamado corrosión o deterioro de
un material, la cual se puede reducir y/o controlar pero no evitar debido a la
zona aquí en Coatzacoalcos, con ello existen varios tipos tamaños de
tuberías de proceso cada un apara cada tipo de fluido, para realizar el
monitoreo de espesores utilice un equipo ultrasónico el cual utiliza ondas
acústicas que identifica con la
naturaleza que las ondas sónicas, y del
material a medir y así obtener espesores para poder compararse con el
original o con una medición anterior , y apegándose a los estándares y
normas vigentes de inspección aplicables a tuberías de proceso aquí en
México. Los resultados obtenidos se analizan y esto da una idea del
desgaste que se esta teniendo en cualquier circuito al que se encuentra
expuesto y por ende se puede dar un veredicto de cuando aplicar un
mantenimiento preventivo sin llegar al mantenimiento correctivo. Y así ganar
tiempo parar no caer en un suceso inesperado, y dar mayor vida de
utilización ala tuberías o cualquier dispositivo metálico, en cualquier planta.
7
CAPITULO I
METODOLOGIA PARA LA INSPECCION
DE TUBERIAS
8
1.1 EL ULTRASONIDO COMO ENSAYO NO DESTRUCTIVO.
En la Inspección por ultrasonido (UT = Ultrasonic Testing), se utilizan ondas
acústicas de idéntica naturaleza que las ondas sónicas. En el sonido
perceptible el número de oscilaciones se encuentra en un rango de entre 16
a 20,000 ciclos/segundo, mientras que al tratarse de ultrasonido es superior
a los 20,000 ciclos/segundo. En la inspección de materiales por ultrasonido
las frecuencias son, por regla general, notablemente más elevadas y varían
entre 0.5 y 25 millones de ciclos/segundo. Ver figura 1.1
Fig.1.1
Por principio, las ondas ultrasónicas pueden propagarse a través de todos
los medios donde existe materia, esto es, átomos. Por el contrario, no
pueden propagarse en el vacío, por no existir materia que las sustente.
9
1.1.1 VENTAJAS
Las principales ventajas de la inspección por ultrasonido son:
Un gran poder de penetración, lo que permite la inspección de grandes
espesores; gran sensibilidad, lo que permite la detección de discontinuidades
extremadamente pequeñas; Su aplicación no afecta en operaciones
posteriores, y Los equipos actuales proporcionan la capacidad de almacenar
información en memoria, la cual puede ser procesada digitalmente por una
computadora para caracterizar la información almacenada.
1.2.2 LIMITACIONES
Las limitaciones del método de la inspección por ultrasonido incluyen las
siguientes:
•La operación del equipo y la interpretación de los resultados requiere
técnicos experimentados;
•Es necesario el uso de un material acoplante, y son necesarios patrones de
referencia,
para
la
calibración
del
equipo
y
caracterización
de
discontinuidades.
Como sabemos, la propagación del ultrasonido está caracterizada por
vibraciones
mecánicas
periódicas,
las
cuales
son
comúnmente
representadas por ”movimientos ondulatorios” (ondas sinusoidales).
10
1.2
RELACION
ENTRE
LONGITUD
DE
ONDA,
FRECUENCIA
Y
VELOCIDAD
La siguiente expresión matemática representa la relación entre las
características mencionadas de la onda ultrasónica ver ecuación 1.2:
LONGITUD DE ONDA(λ ) =
VELOCIDAD(V )
FRECUENCIA( f )
Fig.1.2
Modos de Onda
En la inspección por ultrasonido, los modos de onda más frecuentemente
utilizados son: las ondas longitudinales y las ondas de corte o transversales.
Ondas Longitudinales
La característica principal de estas ondas es que provocan que las partículas
vibren en dirección paralela con respecto a la dirección de propagación de la
onda ultrasónica:
Ondas de Corte
Las ondas de corte están caracterizadas porque las partículas vibran en
dirección perpendicular con respecto a la dirección de propagación de la
onda ultrasónica:
Los principales parámetros que deben ser controlados en un sistema
ultrasónico son:
Sensibilidad:
Es
la
capacidad
de
discontinuidades pequeñas.
11
un
transductor
para
detectar
Resolución. Es la capacidad para separar dos señales cercanas en tiempo o
profundidad.
Frecuencia central. Los transductores deben utilizar en su rango de
frecuencia especificado para obtener una aplicación óptima.
Atenuación del haz. Es la perdida de energía de una onda ultrasónica al
desplazarse a través de un material. Las causas principales son la dispersión
y la absorción.
1.3 CORROSION
La corrosión puede ser definida como el deterioro de un material a
consecuencia de un ataque químico por su entorno. Siempre que la corrosión
esté originada por reacción química , la velocidad a la que tiene lugar
dependerá en alguna medida de la temperatura, la concentración de los
reactivos y de los productos. Otros factores, como el esfuerzo mecánico y la
erosión, también pueden contribuir a la corrosión.
La corrosión puede ser mediante una reacción química (oxido reducción) en
la que intervienen dos factores:
•
la pieza manufacturada
•
el ambiente
O por medio de una reacción electroquímica.
Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a
causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de
pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales
(metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios acuosos, atmósfera, alta
temperatura, etc.).
12
1.3.1 FORMAS DE CORROSION
La corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la
vez nociones de química y de física (físico-química).
La corrosión ocurre en muchas y variadas formas, pero su clasificación
generalmente se basa en uno de los tres siguientes factores:
Naturaleza de la sustancia corrosiva. La corrosión puede ser clasificada
como húmeda o seca. Para la primera se requiere un líquido o humedad
mientras que para la segunda, las reacciones se desarrollan con gases a alta
temperatura.
Mecanismo de corrosión. Este comprende las reacciones electroquímicas o
bien, las reacciones químicas.
Apariencia del metal corroído. La corrosión puede ser uniforme y entonces
el metal se corroe a la misma velocidad en toda su superficie o bien, puede
ser localizada, en cuyo caso solamente resultan afectadas pequeñas áreas.
1.3.2 TIPOS DE CORROSIÓN
Se clasifican de acuerdo a la apariencia del metal corroído, dentro de las
más comunes están:
1. corrosión uniforme: donde la corrosión química o electroquímica actúa
uniformemente sobre toda la superficie del metal.
2. corrosión galvánica: ocurre cuando metales diferentes se encuentran en
contacto, ambos metales poseen potenciales eléctricos diferentes lo cual
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favorece la aparición de un metal como ánodo y otro como cátodo, a mayor
diferencia de potencial el material con mas activo será el ánodo.
3. corrosión por picaduras: aquí se producen hoyos o agujeros por agentes
químicos.
4. corrosión ínter granular: es la que se encuentra localizada en los límites
de grano, esto origina pérdidas en la resistencia que desintegran los
bordes de los granos.
5. corrosión por esfuerzo: se refiere a las tensiones internas luego de una
deformación en frío.
CASOS ESPECIALES DE CORROSION:
Corrosión a alta temperatura
Corrosión acuosa
Corrosión atmosférica
Corrosión bajo tensión
Corrosión forzada
Corrosión por cavitación
Corrosión por Erosión
Corrosión por fatiga
Corrosión por fricción
Fragilidad por hidrógeno
14
1.4 METODOLOGIA PARA LA INSPECCION A CIRCUITOS DE
TUBERIAS
Asegurar mediante inspecciones periódicas el cumplimiento con los
requerimientos de seguridad e integridad de los circuitos de tuberías
instaladas en la planta MEXICHEM DERIVADOS.
El procedimiento es aplicable para los trabajos de inspección que se
realicen a los circuitos de tubería de procesos y servicios instalados dentro
de cualquier planta de cualquier índole industrial.
El circuito de tuberías, se compone de elementos que conectados por
soldadura, bridas o roscados, conforman una trayectoria en los diferentes
procesos. Dichos elementos son tubos y accesorios (tee, codo, reducción,
válvula, soportes, etc.).
Inspección en servicio: Es el tipo de inspección que se realiza a los
componentes del circuito cuando este se encuentra en operación. Se limita a
la exanimación visual externa de los elementos y cuando sea especificado
también a la medición de espesores por ultrasonido a dichos elementos.
Inspección fuera de servicio: Es la inspección que se realiza a los
componentes del circuito cuando este se encuentra fuera de operación
(libranzas). Comprende a la exanimación visual externa e interna cuando
esto es posible y a la medición de espesores cuando esta es especificada.
Los circuitos de tuberías deben ser inspeccionados periódicamente de
acuerdo con el programa de mantenimiento establecido.
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El inspector es el responsable de analizar los resultados de la inspección
inmediata anterior del circuito a inspeccionar.
Solicita el circuito o sector de tubería a inspeccionar al área de producción de
acuerdo al Manual de Reglas y Procedimientos de Seguridad vigentes para la
entrega y recepción de equipos.
Si no existe, se elabora un isométrico o Squetch del circuito de tubería a
inspeccionar para indicar los elementos que lo componen y los puntos de inicio
y terminación. Si se va a medir espesores, indica en el isométrico o dibujo el
número de elementos de que consta el circuito, comenzando por el punto
donde se inicia el flujo.
1.4.1 INSPECCIÓN VISUAL EXTERNA
En esta etapa se trata de visualizar las condiciones exteriores del circuito de
tuberías considerando lo siguiente:
Estado superficial de la tubería es decir corrosión externa.
Condición de la soporteria.
Condición de las conexiones bridadas.
Condición de los instrumentos y/o tomas.
Condición de las válvulas.
Condición de estado que guarda el recubrimiento anticorrosivo.
Condición del aislamiento térmico.
Identificación de la pintura de acuerdo al tipo de fluido.
Localización de reparaciones temporales (parches soldados, abrazaderas
con neopreno, cajas soldadas o con coroline).
Identificación de grietas, poros socavados, y otras formas de deterioro
similares.
Detección de posibles zonas con erosión en las áreas o piezas donde se
tengan inyección de inhibidores, neutralizantes, reactivos, agua de lavado,
16
aditivos etc.; que pudieran causar un deterioro en la línea, para lo cual se
medirán espesores, los niveles de medición se localizaran corriente abajo del
punto de adición (en el sentido del flujo).
Localización de corrosión exterior, presentando especial atención a las zonas
que son propicias a este tipo de deterioro en líneas, como por ejemplo:
Los construidos en material de acero al carbón que operan en rangos de
temperatura de -45° a 148°c.
Los construidos en material de acero inoxidable que operan en rangos de
temperatura de -18° a 177ºc.
Los que operan intermitentemente entre la temperatura ambiente y alta
temperatura.
Los que permanezcan fuera de operación durante largo tiempo.
Los que se encuentran son signos de deterioro en la pintura o en el
aislamiento.
1.4.2 CONSIDERACION DE ACCESORIOS O ELEMENTOS EN UN
CIRCUITO DE TUBERIAS.
Efectúa de manera directa o con la ayuda de lupas, boroscopios etc. la
inspección visual externa o interna (según aplique) del sector o circuito de
tubería. Los componentes sujetos a este tipo de inspección, son los
siguientes:
a) Elementos principales del circuito (tubos, codos, tees, válvulas etc.)
b) Drenes y venteos
c) Soportería conectada (guías, anclaje, colgantes, etc.)
d) Conexiones soldadas, bridadas o roscadas
e) Puentes eléctricos (para servicios peligrosos)
f) Trampas de vapor (circuitos de vapor).
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g) Sistema de Protección anticorrosivo.
h) Sistema de aislamiento térmico.
i) Otros, tales como tomas de instrumentos, tornillería, empaques, etc.).
Se indica en el isométrico cualquier condición relevante, tales como fugas,
corrosión, daños en aislamiento, pintura, conexiones, soportes, etc.
Si está especificado en el programa de inspección, efectúala medición de
espesores (solo para tubería de 2” y mayores) de acuerdo a lo siguiente:
a) Define los elementos del circuito de tubería que estarán sujetos a
medición de espesores.
b) Prepara y calibra el equipo medidor de espesores a usar de acuerdo con
el manual de operación correspondiente.
c) Cuando sea especificado y las condiciones lo permitan, la distribución de
puntos sujetos a medición de espesores a los componentes del circuito
será de la manera siguiente:
Para tramos rectos, realizar como mínimo 8 mediciones repartidas en dos
niveles de medición de 4 puntos espaciados cada uno 90° con respecto a
otro, iniciando por la parte superior para tuberías horizontales o por el lado
norte para tuberías verticales y siguiendo el sentido horario.
Para accesorios, las mediciones se harán como sigue:
Para codos 4 mediciones como mínimo.
Para tees, 4 mediciones como mínimo.
Para reducciones 4 mediciones como mínimo, de preferencia al
centro (zona de transición) y espaciadas 90° una co n respecto a la
otra.
18
Calcula la velocidad de corrosión para cada uno de los componentes, usando
la fórmula siguiente:
 E − EP 
Vc =  0
 × 1000
 T

Donde:
Eo= es el espesor anterior tomado de la inspección anterior. en pulgadas.
Ep=es el espesor promedio actual en pulgadas.
T= es el tiempo entre mediciones.
Vc= es la velocidad de corrosión en milésimas de pulgadas por años.
Los resultados obtenidos se registran y se evalúan, comparando con los
anteriores u originales de las localizaciones medidas. Con esto se determina
la velocidad de corrosión de cada elemento medido.
Determina la vida remanente de los componentes basándose en la formula
siguiente:
Vr=
E P − Em
VC
Donde:
EP= es el espesor promedio actual en pulgadas.
Em= es el espesor mínimo permisible por presión de diseño. (Formula obtenida
de API 570).
CALCULO DE ESPESORES DE TUBERIAS, SOMETIDAS A PRESION
INTERNA ESTA REGIDO POR LA NORMA ASME / ANSI B31.4 EDICION
19
1992 EL ESPESOR REQUERIDO PARA SECCIONES RECTAS DE
TUBERIA SE DETERMINA DE ACUERDO A LA SIG. ECUACION:
FORMULA PARA OBTENER EL MINIMO REQUERIDO SEGÚN API-570.
ER=
PD
2(SE ⊕ PY )
DONDE:
P= presión de diseño. En lb/plg2.
D= diámetro exterior de la tubería.
S= esfuerzo máximo
a la compresión en lb/plg2. (Obtenido de ASME B31.3
VER TABLA).
E= eficiencia de la junta en porcentaje (para tuberías que fueron radiografiadas
se considera el 100%.) VER TABLA EN EL ANEXO.
Y= es un factor de tensión con valor de 0.4 adimensional. (Ver tabla B31.3).
ER= espesor requerido por presión de diseño.
La Determinación del Espesor Mínimo Requerido (ER).
El espesor mínimo requerido del espesor de pared,(ER) o el espesor de
sustitución, deberá ser basado en las consideraciones de la presión, las
mecánicas y las estructurales, utilizando las respectivas fórmulas del diseño
y los esfuerzos permisibles según el código ASME B31.3. Deberán tomarse
en cuenta tanto la corrosión generalizada como la localizada. En el caso de
los servicios con graves consecuencias potenciales en caso de falla, el
ingeniero debe contemplar un aumento en el espesor mínimo requerido para
cubrir las cargas imprevistas o desconocidas, la pérdida de metal no
descubierta o la resistencia al abuso normal.
20
EL ESPESOR MINIMO PERMISIBLE ES:
Em= ER + C
Donde:
Em= es el espesor mínimo permisible.
ER= es el espesor mínimo requerido por presión de diseño.
c= espesor agregado para corrosión normalmente es de 0.125”.
La Determinación del Espesor Mínimo Requerido (ER).
NOTA: El registro de medición de espesores debe contar con la información
siguiente:
a) Ubicación de los puntos de medición
b) Espesores nominales (original) o anterior.
c) Calculo de velocidad de corrosión y vida remanente.
d) Tiempo transcurrido entre inspecciones.
e) Datos del equipo empleado y de la Calibración efectuada
f) Nombre y firma de quien efectuó la medición
Realizar la evaluación en base a la condición encontrada en la inspección
visual y a los resultados de la medición de espesores de la siguiente manera:
A.
Para la inspección visual externa e interna: evaluar considerando si la
condición actual es adecuada o no para ofrecer un servicio seguro y eficiente.
Apoyarse en la práctica recomendada API- 574 como guías para determinar
requerimientos adicionales, así como situaciones de riesgo para el servicio.
Para los resultados de la medición de espesores, definir
en base a los
resultados obtenidos de vida remanente si el o los elementos requieren ser
21
sustituidos por presentar una integridad mecánica deficiente o por el contrario si
presentan una integridad mecánica aceptable para continuar en servicio.
De requerirse otro tipo de inspección, se realiza ó se solicita a través de
terceros para determinar si algún elemento cumple con los requerimientos
establecidos de integridad
1.5 MEDICION DE ESPESORES
Los siguientes procedimientos de operación deben ser realizados por todos
los usuarios del equipo, esto con el fin de minimizar errores durante la
inspección.
Revisa el último reporte del análisis de la medición de espesores que se
haya generado para ese equipo o circuito de tuberías.
Verifica los espesores de límite de retiro establecidos.
Verifique que se encuentre vigente la fecha de mantenimiento al equipo
utilizado para la medición de espesores.
Al medir un circuito, revisa tanto la tubería como aislamiento, el recubrimiento
anticorrosivo, soportaría etc. y en el caso de los equipos se incluyen las
boquillas.
Para el caso de tuberías que operan a bajas temperaturas y en las cuales no
es conveniente remover el aislamiento externo, se puede efectuar la
medición de espesores por el método radiográfico, el cual es confiable hasta
un diámetro de 8”, seleccionando un intensidad de 10 %.
Equipos y tuberías mayores de 8” que operan a bajas temperaturas. Medir
espesores retirando el aislamiento en un paro de planta, seleccionando una
intensidad de 10 %.
22
CAPITULO II
EQUIPO MEDIDOR DE ESPESORES DE PARED
(KRAUTRAMER MODELO DMS-2)
23
2 KRAUTRAMER DMS-2
Fig. 2.1 Medidor de Espesores Ultrasónico con barrido
La pantalla completa del DMS 2(figura 2.1.1) muestra todos los detalles de
medición.
La exhibición del eco (A Scan) ayuda a tener la mejor medición bajo control
y evita errores con el material relacionado en la medición debido a las
rupturas o desigualdades del mismo, como confiablemente se distinguen
desde los valores actuales medidos.
El
registrador
de
datos
del
usuario
proporciona
capacidades
de
documentación extensa que reúne todos los requerimientos de prueba en
campo. Además mejora la rentabilidad y ofrece la más grande facilidad de las
pruebas. El DMS2 está equipado con lo último en tecnología y características
especiales.
Se cuenta con la preferencia entre tres versiones de instrumentos:
acompañado del DMS-2 Estándar se encuentra el DMS2E con un rango de
función reducida para aplicaciones simples, y por último pero no de menos
importancia,
24
El DMS-2TC con el método TOP-COAT, un acierto para futuras mediciones
de espesores a través de recubrimientos de pintura.
El DMS- 2 no sólo muestra el Barrido tipo A para tener la mejor medición bajo
control. Se pueden observar los resultados de la medición como un Barrido
tipo B, una visualización de sección dividida de los espesores del material.
Con esta característica, el DMS 2 ofrece un modo ideal de pantalla gráfica
adicional para la verificación de secciones corroídas y para la detección de
lecturas mínimas en un área determinada. Sólo con observar en la pantalla
digital que se puede seleccionar como lo requerido, representa otra ventaja
para el campo de trabajo.
El DMS-2 es apropiado para aplicaciones en campo por su tamaño pequeño
y su peso de solo 1.95 lb. (Incluyendo baterías). La membrana del teclado y
la carcasa del instrumento son, por igual, diseñados para ambientes
industriales. El tiempo de operación de las baterías recargables es para toda
una semana de trabajo. Su diseño ergonómico garantiza una fácil operación.
El concepto de operación es sencillo de aprender y con acceso rápido a las
funciones.
Las mediciones en componentes presentan altos grados de corrosión,
recubrimientos “a través de”, en materiales desconocidos; el DMS-2 ofrece
un gran número de capacidades y características óptimas de interpretación
en campo, tales como:
Reconocimiento automático de los transductores de diálogo para el ajuste
óptimo del instrumento y la interpretación, así como también para la
documentación.
Modo de realce del elemento sencillo para la conexión de varios
transductores, también para mediciones de espesores de precisión.
25
Calibración automática a zero para ajustes precisos del instrumento para
diferentes tipos de transductores y condiciones de prueba.
Modo de captura mínima con incremento en la repetición de frecuencia de
pulsos para mostrar y almacenar las lecturas mínimas.
2.1 REGISTRADOR DE DATOS
.
FIG.2.1.Registrador de datos - Novedoso, flexible y completo
El registrador de datos del DMS- 2 hace que todas las opciones para
actualizar la documentación y la administración de los datos actuales se
encuentren disponibles para:
Capacidad de memoria para 150,000 lecturas y 1,100 barridos tipo A o B
(expandible).
Adaptación flexible para la tarea de medición por 8 diferentes estructuras de
archivos – de acuerdo a la organización de puntos de medición que son
encontrados.
Inserción/supresión subsecuente de lecturas dentro de un archivo.
Almacenamiento de información adicional para cada localización de la
medición: transductor, velocidad del material, fecha, tiempo, calibración, etc.
26
Línea de comentarios con 64 caracteres accesibles.
Cuadrícula o retícula: puede insertar arriba de 81 lecturas en 2 x 2 a 9 x 9
cuadrículas por punto de medición durante la prueba usando esta función. Al
hacer esto, un análisis puede ser hecho en la cercanía directa de un punto
crítico de medición.
2.2 CARACTERISTICAS DEL DMS-2 Y SU FUNCIONAMIENTO.
Visión general
1 Interfaz serie Para la transmisión de datos a un PC o impresora
2 Conexión del palpador Para la conexión de palpadores Krautkramer
3 Pantalla LCD Para la representación de valores de medición, A-Scan, BScan, funciones, parámetros de ajuste Y datos
4 LED verde Señal de confirmación para funciones de la tecla SEND (p.
ejemplo guardar valores de medición).
5 Teclas de flechas Para ajustar parámetros, seleccionar opciones y
Bloquear el teclado
27
6 Tecla SEND Para guardar resultados de medición y para iniciar
Transmisiones de datos a través de la interfaz serie
7 Teclas especiales Para cambiar entre diferentes visualizaciones de
Pantalla
Elementos de mando del DMS 2 Bases del manejo
8 Cuerpo de calibración Para realizar la compensación de punto cero
9 Teclas de flechas para navegación
10 LED rojo Señal de alarma para el descenso del valor mínimo Y la
superación del valor máximo.
El DMS-2 es apropiado para numerosas tareas de prueba en componentes
sujetos a uso. Esto incluye por ejemplo:
Tubos, recipientes, tanques en la industria química.
Isometrías de tubos complejos en refinerías.
Mediciones de inspección general en planta.
Medición de espesores de pared remanente a través de recubrimiento de
pintura y en fibra de vidrio reforzado en la industria de la construcción
marítima.
Atenuación del sonido, partes etiquetadas en fundiciones.
Servicio variado y tareas de mantenimiento dentro de la industria
aeronáutica.
Objetos de prueba teniendo grandes espesores de pared dentro de la
industria plástica.
La gran variedad de aplicaciones es posible debido a la gran selección de
transductores disponibles para el DMS-2. Un resalte especial son las series
de transductores de dialogo los cuales son automáticamente reconocidos por
el instrumento y aseguran un ajuste óptimo e interpretación mejorada. Se
encuentran disponibles los transductores correctos para solventar incluso los
28
problemas de pruebas críticas bajo severas condiciones de trabajo, por
ejemplo las condiciones de altas temperaturas. Ver figura.2.2
Fig.2.2- Mediciones confiables a altas temperaturas
Las mediciones de espesores en componentes a alta temperatura no son
problema con el DMS 2. Se cuenta con diferentes probadores de elemento
dual en nuestro programa de entrega permitiendo la confiabilidad en las
mediciones de los componentes a altas temperaturas, arriba de 600 º C,
incluyendo el monitoreo del Acoplante.
Transductores especiales con área de contacto reducida capaces para medir
espesores de pared remanente incluso en puntos de acceso manual: en
componentes presentando picaduras o superficies rugosas debido a la
corrosión externa. Por ejemplo: mediciones en piezas con superficie
deformada. Ver figura 2.3
29
Fig.2.3 Mediciones confiables en piezas con corrosión exterior
Hoy día se puede olvidar el tiempo consumido para remover los
recubrimientos. La función TOP-COAT del DMS-2 ayuda a medir no solo
espesores del material, si no que también al mismo tiempo, los
recubrimientos. Además se tendrán otras posibilidades de medición a través
de recubrimientos a disposición bajo condiciones seguras, medición dentro
de la secuencia del eco (función Multi dual).ver figura 2.4
Fig.2.4 Medición a través de recubrimientos
La Temperatura de trabajo del medidor de espesores se encuentra dentro del
rango de:
-10 °c hasta +50 °c
+10 °f hasta +120 °f
30
2.3 COMPONENTES BASICOS PARA LA REALIZAR UNA MEDICION DE
ESPESORES A TUBERIAS.
Equipo básico utilizado para la inspección por medio del equipo ultrasónico
DMS2
01 medidor de espesor marca krautkramer DMS-2 (o cualquier otra marca).
01 Palpador de haz recto. KBA-560, FH2E, DA-301,302.HT400A. ETC
01 Acoplante
01 Medidor de picadura pit-Gate.
01 Block de calibración de 4 o 5 pasos. (0.100”-0.500”)-(0.500”-1.250”).
2.3.1 DEFINICION DE COMPONENTES.
A continuación se nombran los elementos básicos para la realización de una
inspección en cualquier circuito.
Transductor: Es el medio por el cual la energía eléctrica se convierte en
energía mecánica (ondas sonoras) o viceversa. Opera debido al efecto
piezoeléctrico, el cual consiste en que ciertos cristales cuando se tensionan,
se polarizan eléctricamente y generan voltaje eléctrico entre las superficies
opuestas. Esto es reversible en el sentido de que al aplicar un voltaje a
través las caras de un cristal, se produce una deformación del mismo. Este
efecto microscópico se origina por las propiedades de simetría de algunos
cristales.
Existen 4 tipos básicos de transductores ultrasónicos:
Palpador de contacto. Se coloca directamente en la superficie de prueba
aplicando presión y un medio de acoplamiento. Se fabrica para inspecciones
de haz recto. Para proteger el transductor de la abrasión, se cubre con un
material duro como el oxido de aluminio.
31
Palpador de haz recto. Emite ondas longitudinales con frecuencias de 0.5 a
10 MHz. Se emplea generalmente para la inspección de piezas en las que se
puede colocar directamente la unidad de prueba sobre el área de interés las
discontinuidades son paralelas a la superficie de contacto. También es útil en
la detección de discontinuidades y en la medición de espesores.
Palpador de incidencia angular. Genera ondas de corte, de superficie y de
placa. Se construye acoplando una unidad de haz recto a una de las caras
de una zapata de plástico, al cual presenta determinado ángulo de
refracción. Se emplean los equipos de pulso eco y su aplicación es casi
exclusiva en la detección de discontinuidades orientadas perpendicularmente
a la superficie de prueba.
Tipos de palpadores angulares. De acuerdo a su tamaño frecuencia,
forma, tipo e intercambiabilidad de la zapata. Tienen marcado en la zapata el
ángulo de refracción del sonido dentro del material de prueba, los ángulos
comerciales para el acero son 35, 45, 60, 70, 80, 90 grados.
Acoplante.-Liquido más o menos viscoso que se utiliza para permitir el paso
de las ondas del transductor a la pieza bajo examinación, ya que las
frecuencias que se utilizan para materiales metálicos no se transmiten en el
aire.
Características Del Líquido Acoplante:
-Humectabilidad. (Capaz de mojar la superficie y el Palpador)
- Viscosidad adecuada.
- Baja atenuación. (Que el sonido se transmita al 100%)
- Bajo costo.
- Removible.
- No toxico.
32
- No corrosivo.
- Impedancia acústica adecuada.
Tipos De Acoplante:
Agua
Aceite
Grasa
Glicerina
Vaselina
PIT GAGE: medidor de picadura en escala en milésimas de pulgadas o en
milímetros.
Block o patrón de calibración: es parte muy importante par realizar la
calibración ya que es un material empleado con las mismas características
que el prototipo que se va a medir, es decir el patrón o block de estar a la
misma temperatura que la que tiene el equipo a medir, ya que la temperatura
es un factor importante. Y debe ser aproximadamente del espesor original a
medir.
2.4 REGISTRO DE DATOS Y CARACTERISTICAS DE COMUNICACIÓN
16 Características alfanuméricas de entrada.
Reloj interno para la hora y fecha de registro.
Almacena 80,000 lecturas de espesores o 1,200 barridos con todos los
parámetros de la pantalla completa y del instrumento (la opción de memorias
expandida almacena 240,000 lecturas de espesores o 3600 barridos tipo
“A”).
Registra arriba de 16 comentarios de inspección definido por el operador por
cada lectura.
33
Función de copia para duplicar la estructura de un archivo existente.
Avance manual o automático.
Los ajustes de parámetros en el DMS barrido tipo “A” y lecturas pueden ser
enviados directamente a la impresora o computadora.
Las verificaciones A-SCAN pueden ser llamadas viendo, imprimiendo,
borrando, o rastreando el instrumento a los parámetros.
Programa utilitario para simple transferencia de datos y barridos a la PC en
formato ASCII y el pre programa miento del registrador de datos desde una
PC.
Compatible con el DATAMATE Y PIPE.
Este programa le permite, por ejemplo: transferir datos de medición a una PC
y mandarlos de regreso, para transferir los datos a otros programas estándar
– como Microsoft Excel – y para analizarlos y administrarlos ahí en una base
de datos o integrarlos en sistemas de administración de calidad. Ver figura
2.4.
Figura 2.4
EL sistema administrador de datos del DMS-2 con el software de aplicación
para transferir y administrar datos, así también para documentarlos.
El Software utilizado para adquisición de datos del DMS-2 a la computadora
personal:
34
UltraMATE LITE: Programa simple de administración De datos para la
transmisión de los Valores de medición al ordenador personal incluida. La
integración de datos en los programas De Windows.
2.5. CALIBRACION BÁSICA DEL EQUIPO DMS-2
1.- identificación del tipo de archivo, en este caso se menciona el tipo
lineal cliente para tuberías.
Tipo de archivo LINEAL CLIENTE
Este tipo de archivo tiene 2 elementos estructurales (Lugar y punto de
medición). Los lugares de medición Deben identificarse con nombre, los
puntos de medición Están numerados correlativamente. A cada lugar De
medición se le puede asignar la cantidad de puntos De medición que se
desee. La cantidad de puntos de medición se especifica al crear el archivo.
Fig.2.5
Figura.-2.5 MUESTRA EL TIPO DE ARCHIVO A CREAR EN EL EQUIPO
DMS-2
35
2.5.1ASIGNACION DE NOMBRE DEL ARCHIVO O CIRCUITO DE
TUBERIAS A INSPECCIONAR.
UTILIZANDO EL TABLERO VIRTUAL.
Para sus colocaciones de datos alfanuméricos hemos creado el “Tablero
Virtual” que es desplegado en la pantalla del DMS 2 y le facilita a usted la
introducción de datos, ver figura 2.5.1
Teclado de membrana impermeable al agua y al polvo.
Figura 2.5.1.-Teclado virtual se activa fácil utilizando la tecla ABC.
2.5.2PROCEDIMIENTO DE PRUEBA CERO. (IDENTIFICACIÓN DEL
PALPADOR).
En este paso se requiere que el palpador debe ser colocado en la posición
no. 8 antes mencionada en el capitulo 2.2. La compensación de punto cero
sirve para calcular el punto de entrada exacto del impulso acústico en el
objeto a comprobar. De este modo, se compensa el tramo de avance
existente en los palpadores duales o el espesor de la superficie de contacto
en los palpadores de emisión-recepción. Existen varios palpadores que son
36
aceptados por el equipo ultrasónico que van de acuerdo a la frecuencia y el
rango de medición, ver figura 1.6-7. El cálculo de la velocidad del sonido en
el objeto a comprobar es necesario para el cálculo exacto del espesor de
pared.
Para calcular la velocidad del sonido, puede seleccionar entre la calibración
de 1 punto y la de 2 puntos. Con la calibración de 2 puntos no es necesaria
la compensación de punto cero, ya que en este caso el punto cero lo
determina calculatoriamente el aparato.
2.5.3 SELECCIÓN DEL TIPO DE MEDICIÓN.
Debe seleccionar el tipo de medición apropiado para la tarea. De este modo,
especifica con qué procedimiento trabaja el DMS 2 o qué datos utiliza para
calcular el resultado de la medición.
DUAL: Este procedimiento de medición se aplica para materiales sin revestir
corroídos en la parte posterior, junto con un palpador dual. Es especialmente
indicado para superficies límite o interiores acodados e irregulares.
DUAL-M: Este procedimiento de medición es especialmente indicado para
mediciones en materiales revestidos con superficies límite lisas. Se aplica
siempre junto con un palpador dual. El espesor de pared se calcula en base
al tiempo de paso del sonido entre los dos primeros ecos o entre los dos
máximos por encima de la puerta (tipo de medición: S-Pico).
2.6 MODO DE MEDICION DE CRISTAL SENCILLO
El elemento de cristal sencillo, modo multi-eco es el mejor para medición de
espesores de materiales que están recubierto con esmalte o capa de pintura,
37
un pulso ultrasónico corto es transmitido dentro mediante un transductor, el
primer pulso viaja a través del recubrimiento hasta que este encuentra la
interfase recubrimiento-metal, donde parte de la energía ultrasónica es
reflejada hacia el transductor y parte es transmitida a través de la interfase
de reflexión de pared metal-aire o metal-liquido, donde la mayoría de la
energía remanente es reflejada, las mediciones son hechas entre sucesivas
reflexiones de pared.
Típicamente un transductor de un solo cristal con membrana protectora es
usado para dar una igualdad de impedancias, para que los múltiples ecos a
través del recubrimiento sean de baja amplitud o virtualmente eliminados y
no interfieran con la medición deseada a través del material.
2.6.1 MODO DE MEDICION DE DOBLE CRISTAL
El DMS-2 opera con el principal pulsor-eco similar al sonido dependiendo del
tipo y condición de la parte a medir. El DMS-2 puede emplear uno de los dos
tipos de medición, doble cristal y simple cristal.
El modo de elemento dual o doble cristal del DMS-2 es el mejor modo de
medición de espesores de pared sujeta a corrosión para medir el espesor
remanente de estructuras erosionadas y corroídas que tienen superficies
curvas e irregulares.
Un pulsor ultrasónico de corta vibración es transmitido dentro de la parte por
medio de un transductor. El pulso viaja a través del material bajo prueba
hasta que este encuentra una interfase tal como aire o líquido o la superficie
posterior de la parte donde el pulsor es reflejado hacia el transductor.
Un tiempo necesitado para que el pulso haga este recorrido es dividiendo por
dos y multiplicando por la velocidad del sonido en el material bajo prueba, el
resultado es el espesor del material.
38
El DMS-2 tiene dos modos o menú de operación principales:
TG MENU: En este menú se activan los parámetros para realizar la medición
de espesores.
DR MENU: En este menú se activan los parámetros para realizar el registro
de datos y comunicación de la información obtenida o generadas.
TG MENU contiene a su vez siete submenús y que son los siguientes:
1. AJUSTE TG(TG SETUP)En el cual se ajustan los parámetros básicos de
la medición de espesores y esta contenido a su vez por los siguientes
parámetros:
1.1 MODOS DE MEDICIÓN (PALPADOR): dual o single.
1.2 PALPADOR (PROBE): trae una lista de palpadores para operar con
simple y doble cristal.
1.3 UNIDADES DE MEDICIÓN: pulgadas o milímetro.
1.4 RESOLUCIÓN: de dos dígitos, tres dígitos o automática.
1.5 SHUT OFF (APAGADO AUTOMATICO): su función es apagar el
instrumento después de un determinado tiempo en que el aparato no es
usado con el propósito de ahorrar batería.
1.6 SAVE (GUARDAR): almacenar parámetros ajustados en la medición de
espesores.
1.7 LOAD (CARGAR): recuperar los parámetros ajustados en la medición de
espesores.
39
2. AJUSTES GLOBALES (GLOBAL SETUP): este menú activa los ajustes
globales del instrumento y esta contenido por los siguientes parámetros:
2.1 LENGUAJE: puede ajustarse al español, ingles, italiano, alemán.
2.2 FECHA (DATE): ajustable.
2.3 HORARIO: ajustable.
2.4 TIPO DE BATERIAS: para ajustar al tipo alkalino o nickelcadmio.
2.5 CANDADEO (LOCKED KEIPAD) (CANDADEO DE AJUSTES): en modo
ON u OFF activa o desactiva el candado para guardar ajustes de
parámetros empleados para una medición.
3. DISPLAY: ajusta la visibilidad y punto de referencia de la pantalla
(carátula):
3.1 CONTRASTE: ajusta el contaste de la pantalla.
3.2 BACKLIGH (LUZ DE FONDO): activa la luz de fondo en el modo ON. La
desactivación en el modo OFF y en modo automático se activa cada vez
que se oprime una tecla o al acoplar el transductor.
3.3 CUADRICULADO DE PANTALLA (GRID): activa y desactiva modos de
cuadriculado de la pantalla de verificación de barrido a los extremos en
forma completa y parcial.
3.4 RECTIFY (RECTIFICACION DE LA ONDA): permite obtener tres niveles
de la rectificación de la onda (negativa, positiva y rectificación completa).
3.5 FORMAS DE LA VERIFICACION DEL BARRIDO TIPO “A” (A SCAN):
sirve para mostrar dos formas de visualización de los ecos, ya sea en
forma sólida o en forma vacía o hueca.
3.6 TG/DR: activa o desactiva la pantalla de verificación de barrido en el
modo de registro de datos en el modo auto lo activa y en el modo fijo lo
desactiva.
40
4. CALIBRACION: activa los parámetros para realizar las calibraciones:
4.1 PALPADOR: muestra el menú de palpadores para elegir el que
Se va a emplear, ejemplo: FH2E, KBA-560, DA-312, KB-550BT etc.
4.2 PRUEBA CERO: permite realizar la prueba inicial de ajuste del
instrumento al seleccionarla y activarla con ENTER, se inicia el
procedimiento.
4.3 CALIBRADOR DE ESPESORES (THICK CAL): muestra los diferentes
tipos de calibración en modo de palpadores de cristal simple y doble
cristal.
4.4 RANGO (GAMA DE MEDICION): nos muestra el rango de la pantalla
empleado en la verificación del tipo de barrido tipo “A”, con las letras de
avance con las numéricas se pueden accesar los rangos de medición.
4.5 VELOCIDAD: indica la velocidad acústica empleada, dependiendo de las
instrumentaciones,
esta
se
puede
ajustar
manualmente
o
automáticamente.
4.6 GANANCIA: controla la ganancia del receptor del instrumento y la
amplitud de las señales de los ecos disparados en la pantalla se puede
ajustar en etapas de 1dB. la ganancia en el modo D (DEFAUL) varía
dependiendo del palpador empleado y si el valor se cambia en el modo
manual, se puede afectar al resultado de la medición.
41
2.6.2 CALIBRACION EN DOBLE CRISTAL
NOTA: antes de calibrar el DMS-2 en modo de doble cristal (DUAL):
Ajuste en el modo TG en DUAL.
Seleccione un adecuado transductor y active los ajustes preestablecidos
para el tipo de transductor seleccionado (PROBE).
La calibración es necesaria para asegurar lecturas correctas, hay dos tipos
básicos de calibración:
Calibración a un espesor conocido cuando la velocidad del sonido es
desconocida.
Calibración a una velocidad del sonido del material conocida.
Adicionalmente a lo anterior, el modo DUAL proporciona dos métodos de
calibración en espesores conocidos:
Calibración de 1 punto, el cual es el método más comúnmente usado.
Calibración en 2 puntos la cual es útil cuando el DMS-2 es usado con un
transductor curvo y calibrado en tubería curva, tubos o barras.
2.6.3CALIBRACION DE ESPESOR POR EL METODO DE UN PUNTO
Este método es empleado cuando la velocidad precisa del sonido en el
material a ser medido es desconocida.
Este procedimiento requiere un Standard de calibración del mismo material y
velocidad que aquel que va a ser medido para mejores resultados, los
espesores del Standard deben de ser igual o ligeramente mayor que el
máximo espesor a ser medido.
Para ejecutar el procedimiento de calibración de espesores por 1 punto
desplegar el menú principal TG MENU.
1. Aplicar una pequeña cantidad de acoplante en el block de prueba cero.
42
Con las teclas de avance posicionarse en el párrafo CALIBRATION y dar un
ENTER.
NOTA: para abortar el procedimiento presionar EXIT en cualquier tiempo.
1. Con las teclas de avance posicionarse en el párrafo THICK CAL y activar
el ajuste preestablecido 1-PT presionando de nuevo la tecla ENTER.
2. El DMS ajusta automáticamente la ganancia preestablecido y desplegar la
frase “COUPLE TO ZERO BLOCK”.
3. Acoplar el transductor al block de prueba cero, verificar el indicador de
correcto acoplamiento y que aparezca el mensaje “ZERO IN
PROCESS”.
4.
Después de poco segundo el mensaje “ZERO DONE” es desplegado en
la pantalla, así como la lámpara verde y un corto BEEP. Esto para
confirmar la conclusión de la prueba cero.
5. Retirar el transductor del block cero y seguir el siguiente mensaje
desplegado “COUPLE TO CAL STANDARD” acoplar el transductor al
Standard de calibración y verificar en la pantalla que exista acoplamiento
(señal del indicador).
El DMS ajusta automáticamente el rango de la pantalla para verificar el
barrido tipo “A” para mostrar los ecos disparados.
6. Cuando la lectura sea estable, congele la pantalla presionando la tecla
FREEZER Y DESACOPLE EL TRADUCTOR.
7. Use las teclas de avance para ajustar el valor DSE espesor obtenido
para igualarlos con el espesor del Standard de calibración.
43
8. Activar la nueva calibración presionando la tecla ENTER el DMS
despliega “CAL DONE” iluminándose el foco verde y confirmando con un
BEEP.
Una
vez
completado
el
procedimiento
de
calibración,
el
DMS-2
automáticamente ejecuta muchas funciones:
El rango de la pantalla del barrido tipo “A” es ajustada al primer rango que
excede el espesor de calibración.
La pantalla es descongelada.
El valor de la velocidad del material (parámetros vel.) es actualizada
calculando una nueva velocidad de acuerdo con el espesor de calibración.
El cursor retorna al parámetro THICK CAL.
Los ceros aparecen en la pantalla de espesores digital.
El procedimiento de calibración ha sido complementado, usted puede iniciar
a tomar mediciones ejecutando otros procedimientos.
44
CAPITULO III
INSPECCION Y MEDICION DE ESPESORES A
GASODUCTO DE 6” DE DIAMETRO SECTOR DE
PEMEX CLORADOS III HACIA CLORO DE
TEHUANTEPEC (MEXICHEM).
45
REPORTE DE INSPECCIÓN
SIC-RI-230/10
CIRCUITO DE TUBERÍAS
NO. DE CIRCUITO:
GAS-NAT-05
DESCRIPCION :
RAMAL DE 6” PEMEX GAS COMBUSTIBLE A CLORO DE
TEHUANTEPEC.
ARBOL DE VÁLVULAS FRENTE A TEMSA
INICIA EN:
TERMINA EN:
FECHA DE INSPECCION:
NO. DE LINEA
RACK TERMINAL MARTIMA
20-22 ENERO Y 23 DEL 2010
PLANO Y/O ISOMÉTRICO
6” CIRCUITO NO. 8
SITSI
3 OBJETIVO
Con el propósito de
verificar la integridad superficial y mecánica que
presenta los sectores aéreos del ramal de 6” que suministra gas natural a
cloro de Tehuantepec, se realizó una inspección visual y medición de
espesores a la tubería.
3.1 OBSERVACIONES
Los aspectos relevantes de la inspección visual son los siguientes:
Sector comprendido entre la Jaula de válvulas, Racks de patio e interfase airesuelo en lado sur acceso a zona de ingreso lado sur del complejo Pajaritos.
• Este sector se aprecia en general en buen estado y protegido con
recubrimiento anticorrosivo en sus componentes. El sector próximo a la
46
interfase (loc. 36) presenta falta de adherencia entre capas de recubrimiento.
• Corrosión externa moderada y severa en los puntos de apoyo de las
mochetas No. 131, 132, 134, 135, 137, 149, 150, 154, 155, 156, 161, 164, 172
y 173.
• Algunas guías presentan corrosión moderada y severa.
• Los puntos de apoyo no están aislados del contacto metal-metal.
• El recubrimiento anticorrosivo presenta deterioro en sectores localizados
(puntos de apoyo, zonas de medición de espesores y degradación ambiental
en general).
Nota: los daños por corrosión reportados en la minuta del 17 de Marzo de
1997 no han sido corregidos (Mochetas 131, 134, 137, 141, 155, 156, 166,
172).
Sector enterrado que corre a lo largo de la calle hasta la planta eléctrica.
• En este sector recientemente se presentó una fuga, la cual fue eliminada
provisionalmente con abrazadera mecánica. El sector presenta en general
corrosión
moderada y severa en un sector próximo a la abrazadera
instalada así como deterioro del recubrimiento aplicado. La excavación
esta abierta y sin barricada.
• En todo este sector se realizó recientemente pruebas CIS Y DCVG
detectándose una inadecuada protección del tubo en algunos sectores.
Sector aéreo en Racks viejo de PEMEX Pajaritos.
• El sector que corre a lo largo del Racks viejo de sur a norte, se encuentra
en general en buen estado y sin daños relevantes por corrosión y/o
servicio. Se observó solamente el daño o falta de algunas guías y medias
cañas de poliuretano en los puntos de apoyo.
47
• El sector que corre en el mismo Racks pero de este a oeste (frente a agro
nitrogenados) presenta algunos sectores con corrosión externa severa
en metal base y soldaduras
Sector aéreo Racks terminal refrigerada.
•
Este sector se encontró en buen estado y sin daños relevantes.
3.2 MEDICIÓN DE ESPESORES
Se realizó una medición de espesores a los componentes del circuito de
tuberías. Los resultados y la evaluación de los mismos se encuentran en el
anexo correspondiente.
3.3 EVALUACIÓN
La inspección visual realizada indicó que en general el circuito de tuberías
presenta una integridad superficial aceptable para el servicio, sin embargo
las situaciones indicadas en el punto 2 deben ser corregidas a la brevedad
para evitar la aparición de nuevas fugas.
Los resultados de la medición de espesores indican en general una
integridad mecánica aceptable para el próximo periodo de inspección
de este circuito (5 años).
48
3.4 CONCLUSIONES.
El ducto presenta en general un estado satisfactorio para el servicio, sin
embargo se requiere corregir las situaciones detectadas, realizando el
mantenimiento adecuado para obtener un servicio mas seguro y eficiente a
largo plazo.
3.5 RECOMENDACIONES.
Habilitar y cambiar las localizaciones No. 142, 143, 144, 162, 163, 164, 191
(un sector)199 , 200, 201, 202, 202, 203, 204, 205, 206, 240 y un sector de la
241.
Se requiere el material siguiente:
Tubería de 6” de diámetro AC. ASTM A-53 Gr .B o API 5L Grado B, Cedula
40, sin costura, ext. Biselados. Aprox. 60 mts.
• Codo de 6” de diam. A.C. ASTM- A-234 Gr. WPB o WPA Ced. 40 45° 2
Pzas.
• Codo de 6” de diam. A.C. misma especificación anterior pero en 90°. 7
Pzas.
Habilitar y cambiar el sector de tubería que presentó fuga recientemente. Se
recomienda sustituir un tramo completo de 6m aprovechando el tamaño de la
excavación.
Emplear
tubería
en
la
anteriormente.
49
misma
especificación
indicada
Habilitar y cambiar o instalar.
Soporte Guías G-21 para los apoyos de tuberías en los sectores indicados.
Se anexa típico de instalación. 50 Pzas.
1 Soporte de pie tipo SP-1 en la localización No. 239.
70 Pzas. De media caña de poliuretano en los puntos de apoyo. Dejarla bien
adherida al tubo para evitar el ingreso de humedad.
16 Medias cañas de acero al carbón en el sector ubicado en rack de patios
frente a TEMSA. Habilitarlas a base de tubería de la misma especificación
indicada en 5.1.
Dar mantenimiento tipo repintado según especificación P 99-02 todo el
circuito de tuberías incluyendo soporteria.
Realizar excavaciones en los sectores enterrados que arrojaron resultados
negativos en las pruebas CIS y DCVG para medición de espesores de la
tubería y determinar si es requerido el reemplazo de tubería o solo el
mantenimiento de la protección anticorrosivas.
Colocar puenteos eléctricos en las conexiones bridadas en base a las
especificaciones del NEC y/o PEMEX.
Calzar dos soportes en la localización No. 183.
Inspeccionar este circuito de tubería visualmente cada año y medir
espesores cada 5 años.
Notas:
1.- Para realizar las actividades de reparación en cuanto a soldadura se
requiere lo siguiente:
50
• Calificar
un
procedimiento
especificaciones
de
de
soldadura
empleando
materiales,
diámetros,
espesores
las
y
mismas
posiciones
aplicables.
• El personal ejecutante debe estar calificado en el procedimiento a emplear
• Las juntas deben ser radiografiadas al 100% y evaluadas según API-1104.
• Las juntas deben inspeccionarse superficialmente con líquidos penetrantes o
partículas magnéticas.
• La tubería debe ser inertizada adecuadamente antes de soldar.
• Cumplir con todas las disposiciones de PEMEX en materia de seguridad.
ANEXOS.
Registro de medición de espesores
3.6 Isométrico de la línea con fotografías.
A T E N T A M E N T E:
DEPARTAMENTO DE INSPECCION Y CORROSION
C.c.p. Gerente de Planta
C.c.p. Gerente de Mantenimiento
C.c.p. Gerente de Producción
C.c.p. Gerente Técnico.
C.c.p Suptte. De Inspección y construcción.
C.c.p. Suptte. De Planta de Sosa- Servicios.
C.c.p. Supervisor de Construcción
Jrmch* hgg*asc
51
DAÑOS REPORTADOS
EN 1997 QUE NO SE
HAN CORREGIDO
1/2 C,
A
16
N
SM-161
15
1/2 C,
14
13
1/2
12
ENVOLVENTE
11
1/2
10
SM-167
ENVOLVENTE
1/2
9
REGISTRO
DE CONCRETO
1
AMANSIO
2
8
RP A ESTE
SECTOR (1.5
M 2)
3
4
1/2 C,
1/2 C,
1/2
6
7
ESPESOR
LIMITANTE
DEL CIRCUITO
(MAWP)
10” PEMEX
GAS NATURAL
COLOCAR 2
PUENTEOS EN
BRIDAS FAB. DE
SOLERA DE COBRE
5
SM-173
LINEA DE SUMINISTRO GAS NAT.
6” Ø, DE PEMEX A CLOROTEC
ELABORO: L .AMANSIO
52
No. ISOM: 1 DE 05
TIPO: VISUAL/ESPESOR
FECHA: ENERO 2010
R. I.: 230-10
REVISÓ: JRMCH.
SM-144
B
27
1/2
N
1/2
1/2
1/2
DAÑOS REPORTADOS
EN 1997 QUE NO SE
HAN CORREGIDO
26
1/2
25
1/2 C, 1/2
1/2 C, 1/2
SM-149
1/2
1/2
24
SM-150
23
1/2
1/2 C, 1/2
1/2 C, 1/2
22
21
1/2 C, 1/2
1/2
1/2
20
19
18
1/2
G-21, 1/2
A
17
LINEA DE SUMINISTRO GAS NAT.
6” Ø, DE PEMEX A CLOROTEC
SM-160
ELABORO: ASC
TIPO: VISUAL/ESPESOR
R. I.: 230-10
53
No. ISOM: 2 DE 05
FECHA: ENERO-10
REVISÓ: JRMCH.
N
DAÑOS
REPORTADOS
EN 1997 Y NO SE
3
1/2 C,
3
1/2 C,
SM-131
C
3
DAÑOS
REPORTADOS
EN 1997 Y NO
G-21, 1/2, 1/2
3
ENVOLVENT
1/2, 1/2
3
SM-134
1/2 C,
31
SM-137
1/2 C,
AMANSIO
G-21,
1/2 C,
3
ENVOLVENT
2
SM-141
G-21,
2
B
LINEA DE SUMINISTRO GAS NAT.
6” Ø, DE PEMEX A CLOROTEC
ELABORO: ASC
TIPO: VISUAL/ESPESOR
R. I.: 230-10
54
No. ISOM: 3 DE 05
FECHA: ENERO-10
REVISÓ: JRMCH.
C
N
VIAS DEL FERROCARRIL
24 8”
” DI
DIA
AM
SECTOR DONDE
PRESENTO FUGA
RECIENTE.
PENDIENTE REPARACION
DEFINITIVA POR PARTE DE
PEMEX (APROX. CARRETE 6M)
EN ESTE SECTOR ENTERRADO SE HIZO PRUEBA CIS Y DCVG.
SE DETECTARON DAÑOS AL RECUBRIMIENTO.
CASETA
PEMEX
PENDIENTE HACER EXCAVACIONES PARA INSPECCIÓNAR
Y DETERMINAR ALCANCE DE REPARACIÓN.
D
LINEA DE SUMINISTRO GAS NAT.
6” Ø, DE PEMEX A CLOROTEC
ELABORO: ASC
No. ISOM: 4 DE 05
TIPO: VISUAL/ESPESOR
R. I.: 230-10
FECHA: ENERO-10
REVISÓ: JRMCH.
DATOS DE LA LINEA
LONGITUD TOTAL
DIAMETRO EXTERIOR
ESPESOR DE PARED
ESPECIFICACION
PRESION DE TRABAJO.
1627 m
6.625” / 168.275 mm
0.280” / 7.112 mm
ASTM-A-53 Gr-B
16 KG/CM2
7.9
55
C
N
VIAS DEL FERROCARRIL
24 8”
” DI
DIA
AM
SECTOR DONDE
PRESENTO FUGA
RECIENTE.
PENDIENTE REPARACION
DEFINITIVA POR PARTE DE
PEMEX (APROX. CARRETE 6M)
EN ESTE SECTOR ENTERRADO SE HIZO PRUEBA CIS Y DCVG.
SE DETECTARON DAÑOS AL RECUBRIMIENTO.
PENDIENTE HACER EXCAVACIONES PARA INSPECCIÓNAR
Y DETERMINAR ALCANCE DE REPARACIÓN.
CASETA
PEMEX
D
56
N
RACK VIEJO PEMEX
38
AMANSIO
37
SECTOR
INUNDADO
CON AGUA
BARDA PERIMETRAL DE C.P.
PAJARITOS
CARRETERA HACIA MORELOS
JAULA DE
VALVULAS
PEMEX
CARRETERA HACIA MORELOS
D
EN ESTE SECTOR ENTERRADO SE HIZO PRUEBA CIS Y DCVG.
SE DETECTARON DAÑOS AL RECUBRIMIENTO.
AMANSIO
PENDIENTE HACER EXCAVACIONES EN LOS SECTORES EN DONDE SE
DETECÓ DAÑADO EL RECUBRIMIENTO PARA
INSPECCIÓNAR Y DETERMINAR ALCANCE DE REPARACIÓN.
57
PLANTA DE
ENERGIA
ELECTRICA
E
MEDIA CAÑA
DE NEOPRENO
MEDIA CONCHA
DE AC. AL C.
SOPORTE TIPO SP-1
LA ALTURA SERA DE ACUERDO AL
NIVEL QUE TENGA LA TUBERIA EN ESE
SECTOR
TUBO DE
2” DIAM.
A
M
A
N
LA FIJACION SERA DE ACUERDO A LA
SUPERFICIE, SI ES CONCRETO CON
BARRENANCLA DE ½” DIAM Y SI ES EN
ACERO CON SOLDADURA.
TUBO DE 6” DIAM
GASODUCTO
MEDIA CAÑA
DE
POLIURETANO
SOPORTE TIPO G-21
AMANSIO
D E SC R I P C I O N
G21
SP-1
SOP
1/2
SOPORTE GUIA TIPO G1SOPORTE DE TUBERIA TIPO SP1HAB. E INSTALAR SOPORTE PARA CALZAR TUBO
MEDIA CAÑA DE
COLOCAR MEDIA CONCHA DE A. AL C.
1/2 C POLIURETANO
(C
CAMBIAR TUBERIA Y
)
ACESORIOS
RECUBRIMIENTO AMPOLLADO
LOCALMENTE
LINEA DE GAS DE 6” DE
DIAM.
58
ANEXO FOTOGRAFICO DE LA CONDICION QUE PRESENTA EL
GASODUCTO:
59
CONCLUSION
Es importante considerar que la productividad de una industria aumentará en
la medida que las fallas en las máquinas disminuyan de una forma
sustentable en el tiempo. Para lograr lo anterior, resulta indispensable contar
con la estrategia de mantenimiento más apropiada y con personal capacitado
tanto en el uso de las técnicas de análisis y diagnóstico de fallas
implementadas
como
también
con conocimiento suficiente
sobre
las
características de diseño y funcionamiento de las máquinas.
En el presente trabajo se mencionaron una
de las técnicas de análisis
utilizadas hoy en día,el ultrasonido destaca el análisis de vibraciones
mecánicas, ilustrando con un grafico su alcance así como la necesidad de
usar diferentes indicadores con el fin de llegar a un diagnóstico acertado.
Diagnosticado y solucionado los problemas, la vida de las máquinas y su
producción aumentará y por tanto, los costos de mantenimiento disminuirán.
60
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
www.mexichem.com
www.krautkramer.com
Manual De Operación De Ultrasonido Industrial .D.M.S-2
Krautkramer.
Manual de tuberías.
Autor: Martín Hernández, Bernardo.
ISBN: 978-84-605-0533-4.
Editorial: Bernardo Martín Hernández
Nom-002
norma oficial mexicana para mantenimiento, reparación e
inspección de tuberías de gas L.P.
API 570 (2003) – Piping Inspection Code (código de inspección de tuberías a
presión).
API 574 (98) – Inspection Practices for Piping Systems Components
(inspection practicas Para sistemas de tuberías y componentes).
ASME B31.3 tuberías de proceso en refinerías y plantas químicas.
61
DEFINICIONES Y ABREVIATURAS UTILIZADAS
Integridad mecánica: Es una filosofía de trabajo que tiene por objeto
garantizar que todo equipo de proceso sea diseñado, procurado, fabricado,
construido, instalado, operado, inspeccionado, mantenido, y/o reemplazado
oportunamente para prevenir fallas, accidentes o potenciales riesgos a
personas, instalaciones y al ambiente
Defecto: Discontinuidad de magnitud suficiente para ser rechazada por las
normas o especificaciones.
Desgaste: Es la pérdida de material que sufren las paredes de la tubería,
recipientes a presión, válvula o conexión, por abrasión o por la acción
corrosiva del fluido manejado o del medio ambiente donde se encuentra
instalada. No debe considerarse como desgaste la corrosión localizada, ni el
deterioro tipo metalúrgico.
Equipos
estáticos
de
proceso:
Son
equipos
empleados
en
el
procesamiento de hidrocarburos en instalaciones marinas los cuales
comprenden circuitos de tuberías de proceso, tanques y recipientes a
presión.
Esfuerzo: La reacción de un cuerpo a la acción de fuerzas, cargas,
presiones o desplazamientos aplicados y se expresa como fuerza por unidad
de área, siendo sus unidades más usuales Pa. (Lb/pulg2.
Espesor mínimo requerido por condiciones estructurales de seguridad
del componente (t): Es el espesor mínimo requerido considerando la
compensación debido a cargas externas (Fluido, claro entre soportes, peso
62
propio del componente, vibración, entre otros), a las que está expuesta el
componente.
Presión de diseño: Es la presión máxima a la que se puede operar un
sistema de la instalación por diseño.
Presión máxima permisible de operación (PMPO): Es la presión máxima a
la que un componente puede ser operado.
Circuito de tubería: Conjunto de tuberías de proceso que conducen el
mismo fluido y operan con iguales condiciones de presión y temperatura.
ASME American society of mechanical engineers (Sociedad americana de
ingenieros mecánicos.
ASME B31.3 – Es una versión abreviada de la Norma “ASME B31.3, Tubería
para Plantas Químicas y Refinerías Petroleras,” publicada por la Sociedad
Norteamericana de Ingenieros
ASTM American society testing Materials (Sociedad americana de pruebas
de materiales).
API = American petroleum institute. (Instituto americano del petróleo).
Vc = Velocidad de corrosión en milésimas de pulgada / año
Eo = Espesor original ó Espesor promedio obtenido en medición anterior en
pulgadas.
Ep = Espesor promedio obtenido en la medición actual en pulgadas.
T
= Intervalo de tiempo entre mediciones (años)
Vr = Vida remanente en años.
Em = El espesor mínimo permisible para la sección ó zona limitante
63
ANEXOS
TABLAS DE CEDULAS DE
TUBERIAS Y ESPECIFICACIONES DE
PALPADORES:
64
65
TABLAS DE ESFUERZOS PERMISIBLES PARA
DIFERENTES MATERIALES UTILIZADOS PARA
LA
FABRICACION
DE
DIFERENTES DIAMETROS.
66
TUBERIAS
DE
67
68
ESPECIFICACIONES, FORMULAS Y
SEGUIMIENTO DE INSPECCION DE TUBERIAS
DE PROCESO TOMADAS DE NORMAS ASME
B31.3 Y API 570.
69
70
71
72
TABLA TOMADA DEL API-570 SOBRE EL INTERVALO DE INSPECCION A
TUBERIAS DEPENDIENDO DEL TIPO DE CLASE, SEGÚN APLIQUE.
73
74