determinacion de integridad mecanica
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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO “ESTUDIO EN LA DUDA. ACCIÓN EN LA FE” DETERMINACIÓN DE LA INTEGRIDAD MECÁNICA DE GASODUCTOS QUE OPERAN EN AMBIENTES MARINOS DEL GOLFO DE MÉXICO MEDIANTE ULTRASONIDO TRABAJO RECEPCIONAL BAJO LA MODALIDAD DE DIPLOMADO DE TITULACIÓN QUE PRESENTA José Miguel Santos García COMO REQUISITO PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICO Director de Trabajo Recepcional: Dr. Rubén Vásquez León CUNDUACÁN, TABASCO 2014 DIVISIÓN ACADÉMICA DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
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utilizacion de normas y principios de ingenieria para determinar la vida util de ductos que transportan hidrocarburos
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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO
“ESTUDIO EN LA DUDA. ACCIÓN EN LA FE”
DETERMINACIÓN DE LA INTEGRIDAD MECÁNICA DE GASODUCTOS
QUE OPERAN EN AMBIENTES MARINOS DEL GOLFO DE MÉXICO
MEDIANTE ULTRASONIDO
TRABAJO RECEPCIONAL BAJO LA MODALIDAD DE
DIPLOMADO DE TITULACIÓN
QUE PRESENTA
José Miguel Santos García
COMO REQUISITO PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICO
Director de Trabajo Recepcional:
Dr. Rubén Vásquez León
CUNDUACÁN, TABASCO 2014
DIVISIÓN ACADÉMICA DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
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Memorándum con los votos de los revisores
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CARTA DE AUTORIZACIÓN
El que suscribe, por medio del presente escribe a la Universidad Juárez Autónoma de
Tabasco para que utilice tanto física como digitalmente el trabajo recepcional denominado
“determinación de la integridad mecánica de gasoductos que operan en ambientes
marinos del golfo de México mediante ultrasonido”, de la cual soy autor y titular de los
Derecho de Autor.
La finalidad del uso por parte de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco del trabajo
recepcional antes mencionado, será única y exclusivamente para difusión, educación y sin
fines de lucro; autorización que se hace de manera enunciativa más no limitativa para
subirla a la Red Abierta de la Biblioteca Digitales (RABID) y a cualquier otra red
académica con las que la Universidad tenga relación institucional.
Por lo antes manifestado, libero a la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco de cualquier
reclamación legal que pudiera ejercer respecto al uso y manipulación del trabajo
recepcional mencionado y para los fines estipulados en este documento.
Se firma la presente autorización en la ciudad de Villahermosa, Tabasco a los 26 días del
mes de Mayo del año 2014.
v
DEDICATORIAS Y AGRADECIMIENTOS.
Dedico este trabajo a mi familia (padres y hermanos), quienes me han brindado su apoyo constante e incondicional para lograr mis objetivos; han sido mi
fortaleza y motivación en los momentos difíciles que he enfrentado en este recorrido para lograr mis sueños y poder seguir formándome objetivos. Dedico
también este esfuerzo a una persona querida que aunque físicamente no se encuentra siempre la llevo en mi corazón MI ABUELITA quien se llenaría de
alegría al ver que mis metas se están logrando.
Agradezco a dios por brindarme amor, apoyo y fortaleza a través de las personas que han contribuido en mi formación personal y profesional, las cuales de
una u otra manera han sabido direccionarme para culminar con mi carrera.
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RESUMEN
Este Trabajo Recepcional, aborda en forma conjunta los temas de integridad
mecánica de las estructuras y la aplicación de ensayes no destructivos (END)
ultrasónicos para la determinación de la integridad mecánica de gasoductos que
operan en ambientes marinos. El tema se trata en forma documental, sin perder
de vista los conceptos y procedimientos esenciales que se aplican en la
evaluación no destructiva de gasoductos y enfatizando la aplicación de técnicas
ultrasónicas.
El mantenimiento de ductos, la inspección y la respectiva evaluación de la
integridad mecánica de las líneas proporcionan un amplio panorama sobre el
estado estructural del sistema de conducción de los hidrocarburos. A menudo, las
acciones de mantenimiento y la decisión sobre la permanencia en servicio de un
ducto dependen de la inspección y evaluación adecuada de los defectos que estos
pueden llegar a desarrollar. Es por ello que se hace énfasis sobre estos temas en
el presente trabajo.
El trabajo se concentra en la identificación y caracterización de los defectos
posibles que se encuentran en ductos y los métodos para la localización de los
mismos apoyándose en la inspección con ultrasonido industrial. La identificación,
localización y caracterización son fundamentales para tomar decisiones correctas
al aplicar la normatividad y los criterios para la evaluación de la integridad
mecánica.
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Contenido
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 1
CAPITULO I. ANTECEDENTES .......................................................................................................... 4
I.1 Inicios de los ensayos no destructivos ....................................................................................... 4
I.2 Definición de los ensayes no destructivos ................................................................................. 5
I.3 Clasificación de los ensayes no destructivos .............................................................................. 6
CAPITULO II. ULTRASONIDO INDUSTRIAL ...................................................................................... 7
II.1 Principios físicos del ultrasonido industrial ............................................................................... 7
II.2 Generalidades de la inspección ultrasónica. ........................................................................... 17
II.3 Equipo de ultrasonido industrial convencional. ...................................................................... 20
CAPITULOIII. DUCTOS QUE TRANSPORTAN HIDROCARBUROS ......................................................... 27
III.1 Definición de tubería .............................................................................................................. 27
III.2 Indicaciones y su detección con ultrasonido industrial. ........................................................ 28
III.3 Interacción de indicaciones .................................................................................................... 32
IV. INSPECCIÓN ULTRASÓNICA EN DUCTOS ...................................................................................... 33
IV. 1 Conceptos en la detección de indicaciones .......................................................................... 33
IV.2 Selección del Sistema de Ultrasonido .................................................................................... 34
IV. 3 Visualización de las indicaciones en el ultrasonido .............................................................. 36
IV. 4 Aplicación de la inspección en ductos en busca de indicaciones para la evaluación de la
integridad mecánica. ..................................................................................................................... 39
CAPITULO V. INTEGRIDAD MECÁNICA .............................................................................................. 48
V.1 conceptos fundamentales ....................................................................................................... 48
V.2 Requerimientos para el análisis de integridad mecánica ....................................................... 49
V.3 Normas y códigos aplicados en la evaluación de la integridad mecánica .............................. 51
V.4 Proceso de análisis de integridad mecánica ........................................................................... 52
CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 64
Bibliografía ........................................................................................................................................ 65
1
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, las fuentes de energía y la infraestructura que se diseña y se
construye para su explotación, transporte y aprovechamiento son, sin duda
alguna, de invaluable valor estratégico para el desarrollo económico. Aunque la
mirada tecnológica se dirige hacia fuentes de energía alternas, como la solar y la
eólica, de las que se dice que generan energía limpia; lo cierto es que hay varios
factores que coadyuvan a que los hidrocarburos sean todavía, la fuente de energía
más redituable para cualquier país. Esto es particularmente cierto para nuestro
país.
En efecto, para México, el petróleo y la infraestructura para explotar, transportar,
almacenar y transformar los hidrocarburos (aceite o gas) son de importancia vital
para el crecimiento económico. Al respecto, es innegable que mantener en
operación la infraestructura es fundamental para la economía. Para lograrlo, se
realizan diversos procedimientos: desde el diseño adecuado hasta el
mantenimiento correctivo, pasando por la aplicación de técnicas de evaluación no
destructiva que permiten determinar, en cualquier momento de interés, las
posibilidades reales que determinado elemento estructural tiene para continuar
cumpliendo con seguridad la función para la que fue diseñada.
En esta tesina, nos concentramos en el arte de determinar la vida remanente de
estructuras de transporte, comúnmente conocidas como oleoductos y gasoductos,
a partir de la evaluación no destructiva que se realiza aplicando técnicas
ultrasónicas.
El objetivo general es discutir las metodologías para determinar la integridad
mecánica de ductos que transportan hidrocarburo.
Para conseguir este objetivo se revisó y se sintetizó una gran cantidad de literatura
técnica que suele encontrarse dispersa, y a veces bien oculta, en el medio
petrolero. Empezamos con una breve historia de la evolución de los ensayes no
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destructivos que utilizan ultrasonido, mencionando los principios en que
fundamentan su aplicación. Enseguida hacemos una revisión de los conceptos
teóricos que subyacen el análisis de integridad mecánica.
En el capítulo uno se tratan los diferentes tipos de ensayos no destructivos dando
un panorama general sobre estos con el fin de tener un claro conocimiento sobre
de la clasificación de los ensayos no destructivos.
El capítulo dos se centra en la técnica de inspección ultrasónica, refiriéndose a
ella como un apoyo en la detección de defectos internos en ductos.
Específicamente, se habla de los principios físicos y de la forma en que se aplica
la técnica.
El capítulo tres aborda el tema de ductos y los defectos que se encuentran
mediante el ultrasonido industrial así como la nomenclatura y el manejo de los
defectos para ser evaluados.
El capítulo cuatro se dedica a la aplicación del ultrasonido industrial para la
localización de defectos en ductos. Particularmente, aspectos clave, como la
selección del sistema de ultrasonido a aplicar, la visualización y la interpretación
de las indicaciones en los instrumentos.
Finalmente, en el capítulo cinco se trata de la conceptualización de la integridad
mecánica en los ductos; dando en forma documental la evaluación de defectos
encontrados atreves de la inspección de END, ultrasonido industrial
Con este trabajo se busca dar a conocer la importancia del ultrasonido industrial
como método de ensayo no destructivo en la localización de indicaciones internas
en ductos, algunas nociones sobre evaluación de integridad mecánica para
determinar la operatividad de ducto. Los ensayos con ultrasonido se visualizan así
como una herramienta útil y poderosa para sustentar la toma de decisiones en
cuanto a mantenimiento o posibles percances que pudieran ocurrir en ductos que
hayan presentado alguna indicación o discontinuidad.
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Esperamos que el esfuerzo realizado sirva de punto de apoyo y de referencia para
quienes lleguen a leer este trabajo documental.
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CAPITULO I. ANTECEDENTES
I.1 Inicios de los ensayos no destructivos
Con el desarrollo de la industria y de nuevos procesos ha sido indispensable el
monitoreo de la calidad de los materiales utilizados en la construcción y operación.
Unos de los motivos por los que se ha optado por los Ensayos no destructivos, a
los que en lo sucesivo nos referimos con el acrónimo “END”, es que estos no
dañan el material examinado lo cual conviene ya que no le resta la vida útil,
además que no es necesario el paro del proceso para su aplicación.
Las señales ultrasónicas con aplicaciones industriales y médicas tienen sus raíces
en la naturaleza. En 1779, el biólogo l. Spallanzani descubre estas clases de
ondas asociadas a la actividad de caza de los murciélagos. (Ortega, 2004).
El descubrimiento del efecto piezoeléctrico en Francia a finales del siglo XIX hizo
viable la generación y detección de este tipo de ondas y se constituyó como fuente
de inspiración para la búsqueda de aplicaciones. Como consecuencia, a
principios del siglo XX el físico francés P. Langevin y el Dr. C. Chilowsky lograron
desarrollar el primer generador ultrasónico por medio de un piezoeléctrico; este
tuvo diversas aplicaciones durante la segunda guerra mundial (Schueler, 1984).
En 1924 el científico ruso S. Y. Sokolov propuso el uso del ultrasonido como
mecanismo valido para la inspección industrial, particularmente para la búsqueda
de defectos (JAIRO ALEJANDRO MARTINEZ RODRIGUEZ, 2007).
También deben señalarse los avances logrados por F. Firestone, quien hacia 1940
desarrolló un equipo de inspección que utilizaba un solo palpador como emisor y
receptor, desde entonces, esto impulsó la técnica pulso-eco. Los anteriores
instrumentos siguieron su proceso de desarrollo. Entre el grupo de investigadores
contribuyente destacan a los hermanos J. y H. Krautkramer, de cuyo trabajo surgió
una de las principales compañías en el ámbito mundial de equipos de inspección
ultrasónica para aplicaciones industriales. (S.K.Woo, 2007)
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El desarrollo de las tecnologías ultrasónicas ha sido de gran utilidad, dado que
ellas poseen características muy convenientes. Por ejemplo: el ultrasonido permite
lograr longitudes de onda cortas; esto trae una serie de ventajas, entre ellas se
puede destacar su capacidad de penetración.
I.2 Definición de los ensayes no destructivos
Los ensayos no destructivos son técnicas utilizadas para examinar o inspeccionar
piezas, miembros estructurales o estructuras sin dañar su utilidad futura. Las
pruebas no-destructivas son usadas para investigar específicamente la integridad
del material o materiales constitutivos del objeto de prueba.
Los ensayos no destructivos se usan para detectar y medir las variaciones de las
propiedades geométricas y mecánicas de la estructura, cambios diminutos en el
acabado superficial, la presencia de grietas u otras discontinuidades físicas y
determinar otras características de los productos industriales. La información que
resulta de los ensayes no destructivos sirve de insumo para la evaluación de la
integridad mecánica y la eventual predicción de la vida remanente seguro del
componente evaluado. (Guening, 1997)
Actualmente, los ensayos no destructivos son imprescindibles para el
mantenimiento preventivo, la seguridad industrial y el control de calidad de los
procesos productivos ya que permiten la inspección de productos soldados,
fundidos, forjados, laminados, etc., de casi cualquier material sin destruir el
elemento analizado y sin detener la producción con las consecuentes ventajas
económicas.
Los ensayos no destructivos tienen aplicación en la industria eléctrica,
metalmecánica, química, petroquímica automotriz, siderúrgica, de transportes,
aeronáutica y naval.
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I.3 Clasificación de los ensayes no destructivos
Los ensayos no destructivos se pueden clasificar según su aplicación en:
END SUPERFICIALES: Solo detectan discontinuidades abiertas o muy cercanas
la superficie inspeccionada, los más usados son, inspección visual, líquidos,
penetrantes y partículas magnéticas.
END VOLUMÉTRICOS: Pueden detectar discontinuidades en todo el volumen de
la pieza a inspeccionar, entre las pruebas volumétricas mas empleadas se
encuentran, ultrasonido industrial y la radiografía industrial.
END DE HERMETICIDAD: Se utilizan para comprobar la capacidad de un
componente para contener un fluido, sin que existan fugas, los métodos que
generalmente se aplican son, diferencial de presión, neumática, hidrostática,
espectrómetro de masas y cámara de burbujas.
Una vez definido lo que es un ensayo no destructivo (END) conviene centrar la
atención en el método de pruebas ultrasónicas
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CAPITULO II. ULTRASONIDO INDUSTRIAL
II.1 Principios físicos del ultrasonido industrial
Naturaleza de los ultrasonidos. Los ultrasonidos son ondas del mismo tipo que
los sonidos audibles, diferenciándose únicamente en la frecuencia de operación y
forma de propagación. Los ultrasonidos operan con frecuencias por encima de la
zona audible del espectro acústico.
Figura 1. Diagrama del espectro acústico, se observan
Tres zonas perfectamente diferenciadas en el espectro acústico.
Las zonas que se muestran en la Figura 1 son las siguientes:
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INFRASONICA o sonidos no audibles por el oído humano. Corresponden a
esta zona, las oscilaciones cuya frecuencia es menor de 16 Hz.
SÓNICA o sonidos audibles, comprendida en la gama de frecuencias de
oscilación, de 16 a 20000 Hz.
Una onda acústica dentro de esta gama de frecuencia pudiera no ser
audible al no generar el mínimo de presión acústica necesaria para ser
registrada por el oído, o por sobrepasar la presión máxima soportable por
los mecanismos físicos del oído.
Para conocer cuando una onda sonora se aproxima al máximo de
frecuencia soportable por el oído (20 kHz), es el momento en que el sonido
empieza a molestar en el oído: "Umbral del dolor".
ULTRASÓNICA, es aquella donde la frecuencia de las oscilaciones es
superior a 20kHz. (Asociación Española de Ensayes no destructivos, 2006)
Producción y transmisión de las ondas sonoras
Cuando un medio elástico es perturbado por una acción instantánea o continua,
hace que esta perturbación se propague a través del referido medio, mediante lo
que se llama movimiento ondulatorio u onda.
Esta propagación no supone traslación real de la materia, sino transmisión de
energía. Así, cada partícula afectada por la perturbación (figura 2), se desplaza de
su posición de equilibrio, tendiendo a volver a la posición de reposo, y
sobrepasando la misma pendularmente en un movimiento vibratorio armónico.
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Figura 2. Propagación de la onda.
Como se ve en la figura tenemos una masa (M), sujeta a un punto fijo mediante un
resorte R. Si aplicamos a la masa una fuerza (F), haciendo que dicha masa se
separe de su posición de equilibrio (punto O), se producirá un desplazamiento del
punto de aplicación de la fuerza.
La relación entre el desplazamiento y la fuerza aplicada, viene expresada por la
ley de Hooke:
F = - k X
Donde:
F = fuerza deformadora.
k = constante elástica.
X = desplazamiento del punto de equilibrio.
Una vez conseguido el desplazamiento, y cesada la acción de (F), vemos que la
masa (M) vuelve, y aun rebasa su posición de equilibrio hasta una distancia (-X),
debido a la inercia de (M).
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La misma fuerza del resorte comprimido, hace que (M) vuelva a su posición de
equilibrio, y la rebase hasta (X), repitiéndose este proceso indefinidamente,
aunque en la práctica, y debido a la resistencia que opone el medio externo
(rozamiento), cesa al cabo de un cierto tiempo.
El movimiento vibratorio armónico, se define por los parámetros: Amplitud (A), y
Frecuencia (f).
Asimismo, los parámetros que definen la propagación real a través de un medio
son:
Longitud de onda (A), y Velocidad acústica (C). (Asociación Española de Ensayes
no destructivos, 2006)
Todos estos parámetros tipifican el movimiento ondulatorio, y la transmisión
sónica. Esta transmisión sónica, se realiza por la transmisión de energía de unas
partículas a sus adyacentes, mediante sus enlaces elásticos: en la figura 3, vemos
la imagen de un cuerpo elástico donde se transmite la energía del sonido a través
de sus partículas.
Figura 3. Transmisión de la energía en un cuerpo elástico
Propagación de las ondas sonoras
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Como hemos visto en el punto anterior, la transmisión sónica se realiza de unas
partículas a sus adyacentes mediante sus enlaces elásticos, por tanto, es
necesario un soporte material, que puede ser sólido, líquido, o gaseoso; de lo cual
se deduce que no existe transmisión sónica en el vacío.
Como caso sencillo de propagación de ondas, tenemos el ejemplo del diapasón
(figura 4).
Cuando el mazo golpea el diapasón, este vibra y genera una perturbación en el
medio que le rodea, en este caso el aire (figura 4).
Figura 4. Generación de una onda sonora
La perturbación se propaga por el aire hasta el oído del que escucha. La
membrana del tímpano lo recepciona y transmite al cerebro, el cual lo convierte en
señal sensitiva.
Análogamente, en el ensayo ultrasónico, un corto impulso de corriente eléctrica
golpea a un vibrador (cristal), el cual vibra como lo hacia el diapasón (figura 5).
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Figura 5. Generación del ultrasonido industrial.
El haz sónico que sale del cristal, se transmite a través de un medio de
acoplamiento (aceite, silicona, etc.), hasta la parte frontal de la pieza en ensayo.
En la figura 6, vemos las ondas ultrasónicas propagándose por la pieza. En un
punto, estudiamos el comportamiento de una partícula material o cuerpo simple.
Ahora analizaremos el comportamiento de un grupo de partículas, átomos o
moléculas mostradas en la figura 6.
Figura 6. Comportamiento de las partículas en la trasmisión del sonido
Tenemos tres partículas en cada uno de los planos 1, 2 y 3, unidas entre sí, y a su
vez, con las del plano adyacente, mediante fuerzas elásticas.
A las partículas del primer plano, las sometemos a un esfuerzo de tracción o
compresión por debajo de su límite elástico. Al estar unidas entre sí mediante
fuerzas elásticas, cada una transmitirá a las del plano siguiente, el mismo esfuerzo
de tracción o compresión.
Si la unión entre partículas fuera no elástica, comenzaría el movimiento al
unísono, permaneciendo constantemente en el mismo estado de movimiento, o
sea, en la misma fase.
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Cuando se trata de un material elástico (en mayor o menor grado, todos los
materiales son elásticos), el movimiento requiere un cierto tiempo para ser
transmitido de un plano al siguiente, y de este al siguiente; es decir, los planos
sucesivos alcanzan el estado de movimiento con un retardo de fase.
En la figura 7 vemos la imagen instantánea de la sección en un modelo elástico,
donde la onda se propaga de izquierda a derecha, y nos permite observar, como
el cambio de fase en los distintos planos, crea zonas en donde las partículas están
muy próximas unas a otras (zonas de compresión), y otras zonas donde las
partículas están más separadas (zonas de dilatación).
Figura 7. Modelo elástico del sonido
La figura nos muestra, las zonas de compresión consecutivas, al igual que las de
dilatación, las cuales conservan una misma distancia (longitud de onda).
Parámetros de las ondas sonoras
Amplitud (A): es el desplazamiento máximo de la partícula de su posición
de equilibrio.
Frecuencia (f): es el número de oscilaciones completas que la partícula
realiza por segundo. Se mide en ciclos/seg.
1 c/s = 1 Hertzio (Hz). En ultrasonidos, las frecuencias utilizadas son mucho más
altas, por lo que se hace necesario utilizar los múltiplos del Hertzio:
Kilohertzio (kHz) = 1000Hz
Megahertzio (MHz) = 1000000Hz
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Longitud de onda (A): es la distancia entre dos planos de partículas que se
encuentran en el mismo estado de movimiento (figura 1.7). La longitud de
onda es inversamente proporcional a la frecuencia: 𝜆 =𝐶
𝑓.
Velocidad acústica (C): es la velocidad de propagación de la onda acústica
a través del medio. Es constante y característica de cada material, sea cual
sea la frecuencia. En los metales sobre todo, podemos afirmar que es
constante, ya que las mínimas variaciones debidas a temperatura y presión,
son despreciables. No ocurre lo mismo en líquidos y gases, ya que en estos
medios, la velocidad variará en función de la presión, y sobre todo de la
temperatura. La velocidad acústica es igual al producto de la frecuencia por
la longitud de onda (𝐶 = 𝑓 ∙ 𝜆)
Velocidad máxima de vibración (V): es la velocidad propia de la partícula
en su movimiento oscilatorio.
Presión acústica (p): en los puntos de gran densidad de partículas, la
presión es mayor que la normal, mientras que en las zonas dilatadas es
menor. El símbolo de la presión instantánea es (p), mientras que al valor
máximo de la presión se le designa por (P).
Fase: es la condición instantánea dentro de una oscilación. Este concepto
se comprende fácilmente cuando se comparan dos oscilaciones distintas,
en la figura 8, se observa las distintas fases en las oscilaciones de los
cuerpos en vibración.
Figura 8. Representación de una fase
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Atenuación: es la disminución de la amplitud de una oscilación, en función
del tiempo. La atenuación es debida a la suma de la Dispersión y la
Absorción. En la figura 9 se aprecia como una onda se va debilitando con el
paso del tiempo (atenuación) esto debido quea que la energía trasmitida se
va disipando.
Figura 9. Representación de la atenuación
Emisión sónica
La emisión sónica se puede realizar continuamente o por impulsos.
La onda continua es aquella que se emite de una forma continuada, donde la
partícula en cada instante tiene unas características de movimiento que varían de
forma periódica con el tiempo (figura 10.a). Este tipo de onda se utiliza con las
técnicas de Resonancia y Transparencia.
Figura 10, tipos de ondas
La onda por impulsos (figura 10.b), es la que se emite a intervalos variables de
tiempo. Estos impulsos cortos tienen una duración del orden de microsegundos, y
el tiempo que transcurre entre impulsos consecutivos es del orden de
milisegundos.
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De esto se deduce que el sistema de ensayo está listo para recibir señales la
mayor parte del tiempo, ya que son unas mil veces más, el tiempo recibiendo, que
emitiendo.
La onda por impulso se utiliza en las inspecciones por la técnica de impulso-eco.
En la figura 11, están representadas las diferentes formas de la onda por
impulsos.
Figura 11. Diferentes impulsos de ondas
Si en un material introducimos por una cara una onda de emisión continua, y
midiendo la cantidad de energía que llega a la cara paralela de dicho material
después de ser atravesado por la onda, podremos determinar si dentro del
material se encuentra algún tipo de discontinuidad, pero no se podrá determinar a
la profundidad que se encuentra.
Si por el contrario introducimos una onda por impulsos, si se podrá determinar el
tiempo que tarda en ir y volver, lo cual nos permite no sólo detectar la existencia
de cualquier discontinuidad dentro del material, sino medir la distancia a la que se
encuentra desde la superficie de entrada. (Asociación Española de Ensayes no
destructivos, 2006)
Modos y tipos de ondas
Las partículas del medio donde se propaga el sonido, experimentan modos de
desplazamiento, lo que da lugar a diferentes tipos de ondas:
Ondas longitudinales: llamadas también ondas de compresión, el
desplazamiento de las partículas es paralelo a la dirección de propagación
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del sonido, Las ondas longitudinales se desplazan en cualquier medio sea
sólido, líquido o gaseoso,Presentan la máxima velocidad de trasmisión del
sonido
Ondas transversales o de corte: Llamadas también ondas cortantes, el
desplazamiento de las partículas es normal (perpendicular) a la dirección de
la propagación de la onda compresiva, Solo se propagan en los sólidos.
La velocidad de propagación de la onda transversal es la mitad
aproximadamente de la velocidad de la onda longitudinal en el mismo
material
Ondas de superficie o de Rayleigh: Estas ondas se propagan en la
superficie del medio trasmisor, Solo se trasmiten en la superficie de los
sólidos, La generan las ondas transversales al alcanzar la superficie del
medio inspeccionado. Penetran a una profundidad máxima de una longitud
de onda y su trayectoria es elíptica. la velocidad de propagación es de 9/10
la velocidad transversal del sonido en el medio.
Ondas de placa o de Lamb: Son aquellas que se generan cuando un
material muy delgado se somete a una vibración; se clasifican en:
Simétricas o de dilatación y Asimétricas o de flexión (COMIMSA, 1998)
II.2 Generalidades de la inspección ultrasónica.
Al inducirle un voltaje a un material piezoeléctrico este genera una onda mecánica
de alta frecuencia la cual se introduce al material de prueba, la onda viaja a través
del material con alguna perdida de energía, la cual es reflejada por interfaces
acústicas y regresa al material piezoeléctrico el cual convierte la señal mecánica
en un impulso eléctrico el cual es analizado por un equipo electrónico.
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Un sistema completo de inspección ultrasonido consiste:
• Generador de la señal eléctrica.
• Transductor ó “unidad de búsqueda.”
• Acoplante para transferir la energía acústica al espécimen.
• Espécimen de prueba.
• Transductor receptor, ó “unidad de búsqueda.”
• Indicador eléctrico de recepción.
La inspección ultrasónica se realiza usualmente con ondas longitudinales
(haz recto) ó ondas de corte (haz angular). las frecuencias más usadas
están entre 1 y 5 MHz, con ángulos del haz ultrasónico de 0°, 45°, 60° y 70°
medidos desde la línea perpendicular de la superficie del material (FES-
CUATITLAN, 210)
Haz recto
En la inspección con haz recto, el haz ultrasónico es introducido en dirección
perpendicular con respecto a la superficie de inspección. Cuando la superficie
posterior es paralela con la superficie de inspección, un reflejo de regreso aparece
en la pantalla del equipo. También una indicación existente entre las dos paredes
aparece en la pantalla si cuenta con superficie paralela al haz ultrasónico. En la
figura 12 se muestra el esquema de una inspección de haz recto sobre una pieza.
Figura 12. Inspección ultrasónica, haz recto
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Haz angular
La técnica de haz angular es usada normalmente para la inspección de
soldaduras; idealmente, solamente discontinuidades deben aparecer desplegadas
en la pantalla, pero a menudo la superficie refleja el sonido como lo hiciera una
discontinuidad. Por consiguiente, se debe de tener mucho cuidado durante la
inspección en juntas con geometría compleja. En la figura 13 se muestra un
esquema sobre la inspección con haz angular donde se aprecia la inclinación de
las ondas en el material inspeccionado.
Figura 13. Inspección ultrasónica, haz angular.
Ventajas de la inspección ultrasónica.
• permite la detección de discontinuidades muy pequeñas.
• mayor exactitud en la determinación de la posición y forma de las
discontinuidades internas.
• es necesaria normalmente solo una superficie de acceso.
• provee una detección casi instantánea de discontinuidades.
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• se puede inspeccionar casi todo el volumen de la pieza.
Desventajas del ultrasonido industrial.
• son difíciles de examinar partes con alta rugosidad, formas irregulares, muy
pequeñas ó muy delgadas, ó que no tienen una estructura homogénea.
• es necesario el uso de acoplantes para proveer una transferencia efectiva de la
energía de la onda ultrasónica entre la unidad de búsqueda y la pieza a ser
inspeccionada.
• son necesarias para calibrar el equipo, bloques de referencia para duplicar con
exactitud las condiciones de operación de la inspección .
II.3 Equipo de ultrasonido industrial convencional.
Principales métodos de generación de ondas ultrasónicas.
La generación de ondas ultrasónicas puede realizarse por diversos medios o
efectos físicos, los efectos físicos más comunes son:
La Piezoelectricidad: El efecto piezoeléctrico es el más usado para la generación de
ondas ultrasónicas, La mayoría de los arreglos cristalinos presentan el efecto
piezoeléctrico de forma natural, Actualmente se emplean materiales que
presentan el efecto ferroeléctrico que ocasiona una polarización del cristal al paso
de la corriente eléctrica con la consiguiente emisión ultrasónica.
Efecto piezoeléctrico directo:
Al ocasionar una deformación mecánica en un cristal, se genera un impulso
eléctrico.
El efecto piezoeléctrico inverso:
Al inducir una carga eléctrica en un cristal se genera una deformación mecánica
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Los efectos piezoeléctricos son proporcionales:
La deformación es proporcional a la carga eléctrica impuesta, La carga eléctrica es
proporcional a la deformación mecánica.
La Electroestricción: Se presenta cuando se hace pasar energía eléctrica en un
material ferromagnético, Al orientarse los dominios magnéticos se presenta la
deformación mecánica.
La Magnetoestricción: Se presenta cuando se induce un campo magnético a
un material ferromagnético, Al orientarse los dominios magnéticos se presenta la
deformación mecánica.
Cerámicos polarizados
Se obtienen al convertir materiales electroestrictivos en piezoeléctricos, La
polarización se logra sometiendo al material a presión y temperatura dentro de un
campo electromagnético.
Ventajas de los cerámicos polarizados:
Se pueden moldear a la forma que se desee.
Su espesor se puede establecer desde su fabricación.
Son sintéticos por lo que tienen una pureza controlada (WILLIAN D.
CALLISTER, 2003)
Transductores
Es una de las variables a controlar en la inspección por ultrasonido.
Tienen la finalidad de convertir:
a) Los impulsos eléctricos en energía mecánica.
b) La energía mecánica en impulsos eléctricos.
Palpador
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Es el arreglo mecánico que tiene por finalidad contener y proteger al elemento
transductor durante su manipulación.También se les conoce como sonda o unidad
de búsqueda.
Componentes Del Palpador
Son los siguientes:
Carcaza metálica: Es el envolvente de todo el arreglo del palpador, soporta los
conectores, y en su interior se encuentra el transductor.La configuración y los
materiales de fabricación pueden variar según la aplicación.
Elemento piezoeléctrico: Es un cristal o un cerámico polarizado.Pueden ser
uno o varios los elementos piezoeléctricos.Actua como emisor y receptor del
ultrasonido.
Material de respaldo: sirve para Reducir el tiempo de oscilación, Absorber
ondas que interfieran con el oscilograma, Sirve de soporte al cristal, Actua como
amortiguador mecánico y acústico.
Electrodos: Tienen por finalidad trasmitir los impulsos eléctricos entre el
instrumento y el elemento piezoeléctrico.Pueden ser depositados por evaporación
al vacío o son láminas metálicas adheridas
Placa protectora o de uso: También llamada placa de desgaste.Se fabrican
con cerámicos de alta dureza como el óxido de Aluminio o Carburo de Tungsteno,
Sirve para proteger al cristal de daños por fricción y por el uso normal durante las
inspecciones
Conector.
Clasificación De Los Palpadores:
Se pueden clasificar por:
Grado de amortiguamiento.
23
Forma de propagación del haz.
Técnica de inspección.
Número de cristales.
Aplicaciones especiales.
En este trabajo Solo se mencionara la clasificación por técnica de inspección ya
que es la que se utiliza con más frecuencia en la inspección de ductos:
Dependiendo de la forma en que se acople el palpador a la superficie del objeto a
inspeccionar, se clasifican en:
Palpadores de contacto: Este tipo de palpador se coloca en contacto
directamente con la superficie de prueba aplicando presión y en presencia de una
película de material acoplante
Palpadores de inmersión: Este tipo de palpador trasmite el ultrasonido a
traves de una columna de líquido que esta en contacto íntimo con la superfice de
inspección.
Los palpadores de contacto son los empleados para la realización de la inspección
ultrasónica de la que trata este trabajo para la determinación de la integridad
mecánica.por esto es necesario definir lo que es un acoplante. (VITOLA. J.
RODRIGUEZ., 2009)
Acoplante
La relación de impedancias de la interface aire/acero ocasiona que se refleje una
gran cantidad de energía sónica, Para eliminar este problema se emplean agentes
acoplantes. El acoplante solo elimina el aire de la interface, Al eliminar el aire de la
interfase acústica se mejora la trasmisión del sonido.
Un buen acoplante tiene las siguientes propiedades:
24
Poseer una impedancia acústica lo mas alta posible para permitir una buena
trasmisión del sonido.
Mojar bien la superficie, con una viscosidad que permita una fácil aplicación.
Ser homogéneo, libre de burbujas y partículas.
No ser toxico ni corrosivo
Ser económico y fácil de utilizar. (ESCALONA)
Circuito receptor
Realiza las siguientes funciones:
Rectifica la señal recibida: La señal es enviada al subcircuito de rectificado donde
se puede; Eliminar la mayor parte de la fase negativa de la onda, Eliminar la
mayor parte de la fase positiva de la onda y Se deja la onda en su forma original
(tipo radiofrecuencia).
Amplifica la intensidad de la señal: El impulso eléctrico generado por el transductor
varía desde 0.001 Volt hasta 100 Volts como máximo.La señal debe amplificarse a
un mínimo de 100 V para poder modular la pantalla o el graficador
Purifica la señal, eliminando la mayor parte de las vibraciones que están por
debajo de una frecuencia establecida
Valores De Amplificación
La relación de amplificación varía desde 1 hasta 10,000 veces
25
La señal rectificada es amplificada de forma proporcional en decibelios. Varía
desde 1 hasta 100 dB.
La amplificación se distorsiona si está trabajando el control de recorte o
rechazo.
Control De Rechazo
Este circuito tiene la función de modificar la amplitud de la señal, regulando la
potencia con que se aumenta en el amplificador;
En algunos instrumentos afecta tanto a las señales de fondo como a las señales
de las indicaciones.
Pantallas Electrónicas
El impulso eléctrico es sincronizado y posteriormente digitalizado para
transformarla en coordenadas punto a punto que indican donde debe ser excitada
la pantalla.
La resolución de las pantallas se mide en pixeles, a mayor número de pixeles más
alta resolución, La pantalla plana esta formada por una malla muy fina de
electrodos, las terminales se conectan a un chip que regula los puntos que deben
aparecer encendidos, la secuencia es ordenada por un procesador.
La señal eléctrica gobierna al chip que sincroniza sus funciones con el cronómetro
principal del instrumento
Controles Del Instrumento Ultrasónico
A continuación se describen los controles de las funciones básicas generales y
que se encuentran en cualquier equipo de ultrasonido:
Normalmente tiene una retícula.
26
El eje horizontal representa el tiempo de recorrido del haz ultrasónico en función
de la distancia.
El eje vertical representa la cantidad de energia reflejada por la discontinuidad
en función de la amplitud.
Escala horizontal (EHP)
También conocida como línea del tiempo.
En ella se calibra el tiempo de recorrido del sonido, normalmente convertido a
espesor del material.
No tiene valor definido y este se puede escoger arbitrariamente según las
necesidades de la inspección.
USOS DE LA EHP
Para medir espesores de pared en tubería, cuerpo y tapas de recipientes a
presión; cuerpo, cúpula y fondo de recipientes atmosféricos, etc.
Para determinar la profundidad a la que se encuentren las posibles
discontinuidades la figura 14 es una representación de una pantalla donde se
muestran las señales que se generan al realizar la inspección ultrasónica.
(Asociación Española de Ensayes no destructivos, 2006)
Figura 14. Pantalla del circuito receptor.
En la pantalla del circuito receptor es donde se pueden visualizar las indicaciones
detectadas por el instrumento de inspección (palpador), es esta pantalla es donde
27
se utiliza la escala horizontal y asi poder diferir de una indicación a una zona sana
del ducto.
CAPITULOIII. DUCTOS QUE TRANSPORTAN HIDROCARBUROS
III.1 Definición de tubería
Una tubería o “tubo”, como se le conoce coloquialmente, es un conducto cerrado
de sección transversal circular construido de cualquier material apropiado, como
el acero o el plástico. Existen diferentes usos donde se emplean tales como las
aguas residuales, tuberías de gas natural, oleoductos para el petróleo crudo,
tubería de sólidos entre otros.
El correcto funcionamiento de un “tubo” exige del control de especialistas con alto
grado de conocimientos y preparación con el fin de mantener y asegurar
operativos a sus equipos. Así, el control de las variables operativas de proceso, el
aseguramiento de la calidad, el mantenimiento planificado de las tuberías y el
conocimiento de la vida remanente, son los factores preponderantes que los
hacen seguros.
28
Existe la necesidad de evaluar las tuberías debido a los diferentes daños que se
manifiestan, como por ejemplo, la corrosión, siendo el daño más frecuente que se
presenta y ocasiona la pérdida de espesor del ducto. Esto es esencialmente grave
para las altas presiones y altas temperaturas que se manejan en estos tipos de
ductos. Por lo tanto cuando las tuberías se encuentran con estos daños hay que
remplazar las partes afectadas produciendo un alto costo para la empresa.
III.2 Indicaciones y su detección con ultrasonido industrial.
En la práctica, los defectos en las tuberías, se manifiestan como “indicaciones” en
la pantalla del equipo de inspección. Una indicación es una señal captada por un
equipo de ensayes no destructivos que se identifica como una falta de continuidad
del material que puede ser generada durante el servicio, fabricación del tubo o
construcción, en su estructura física o en la configuración de una parte. En la
pantalla de aparato las indicaciones aparecen como picos de intensidad mayor
que el valor promedio de la señal. Figura 15.
29
Figura 15. Picos de intensidad o “indicaciones”
Discontinuidad.-Es la falta de homogeneidad o interrupción en la estructura física
normal de un material, puede ser una deficiencia en la configuración física de una
pieza, parte o componente.
Defecto.- es una indicación cuyas características geométricas y magnitud son
rechazadas de acuerdo al criterio de evaluación utilizado.
Anomalía.- cualquier daño mecánico, defecto o condiciones externas que puedan
poner en riesgo la integridad del ducto.
Clasificación de Discontinuidades:
• Las discontinuidades se clasifican en 3 tipos:
Inherentes
De Proceso
30
De Servicio
Discontinuidades Inherentes
• Son aquellas que se forman durante la solidificación del metal fundido.
• Estas discontinuidades están directamente relacionadas con la calidad, el tipo
de aleación, la forma del vaciado y solidificación del metal.
Discontinuidades de Proceso
• Son aquellas que se relacionan con los procesos de manufactura tales como
maquinados, tratamientos térmicos, recubrimientos metálicos, etc.
• Durante estos procesos discontinuidades sub-superficiales se pueden convertir
en superficiales.
Discontinuidades de Servicio
• Son aquellas que se generan por las diferentes condiciones del servicio al que
se sujeta la pieza.
• Son originadas por esfuerzos de tensión ó compresión, fatiga, fricción o
corrosión.
Los defectos más comunes que se detectan mediante ultrasonido son la pérdida
de metal por corrosión, las laminaciones e inclusiones a continuación se definirán
estos conceptos:
Corrosión generalizada: Es una corrosión de tipo uniforme que presenta una
pérdida de metal distribuida en toda o una parte de la superficie interna o externa
de la tubería en la figura 16 se puede apreciar una indicación tipo corrosión
interna. (CONVENIO-PEP-RS-IPN, 2005)
31
Figura 16. Corrosión interna
Laminación e inclusión: Discontinuidad del material interior o exterior que no ha
llegado a traspasar el espesor de pared de la tubería, la diferencia entre
laminación y una inclusión es el tamaño las inclusiones siempre serán de tamaños
pequeños mientras que las laminaciones tendrán una mayor longitud la figura 17
ilustra una indicación localizada en el espesor de pared de la tubería
inspeccionada.
Figura 17. (a) Grieta interna (laminación o inclusión) sin escalonamiento, (b) con
escalonamiento
32
III.3 Interacción de indicaciones
Cuando dos indicaciones están muy cercanas entre sí, es una práctica
recomendable considerarlas como uno sola, para efectos del cálculo de
resistencia residual. En tal caso, se dice que hay interacción, además de contar
con diferentes categorías de interacción. (CONVENIO-PEP-RS-IPN, 2005)
Interacción de Indicaciones Internas
En el caso de indicaciones internas en ductos (figura 3(b)), con su plano
perpendicular a la dirección radial, sea longitudinal o circunferencial, cuya
distancia hacia la pared del tubo (d) sea menor que el espesor de la indicación
(a1), se consideran sus dimensiones para efectos de cálculo de resistencia
residual como:
a = d + a1
c = c
Si dos indicaciones están separadas una distancia S1 en dirección longitudinal o
S2 en dirección radial, menor que c1+c2 o´ a1+a2 donde 1 y 2 representan las
dimensiones de cada indicación respectivamente (figura 18), se consideran una
sola indicación y sus dimensiones para efecto de cálculo de la integridad serán:
c= c1+S1+c2
a= a1+S2+a2
Figura 18. Interacción de dos indicaciones cercanas entre si.
33
IV. INSPECCIÓN ULTRASÓNICA EN DUCTOS
La inspección por ultrasonido es el método qque utiliza la energía del sonido de
alta frecuencia para detectar discontinuidades internas en los materiales y hacer
mediciones de espesor del material.
IV. 1 Conceptos en la detección de indicaciones
Puesto que la evaluación correcta de las indicaciones obtenidas depende de gran
parte de la interpretación de las mismas es necesario clarificar algunos conceptos
importantes empleados en la inspección no destructiva.
Poder de Penetración. Es la distancia máxima, (espesor) a la cual puede viajar
una onda ultrasónica y producir una indicación en la pantalla interpretable y
evaluable.
Poder de resolución. Es la capacidad que tiene un sistema de inspección
ultrasónica para mostrar las indicaciones de dos o más reflectores muy cercanos
en profundidad.
Sensibilidad. Es la capacidad del sistema ultrasónico para detectar
discontinuidades que tienen una cierta dimensión establecida por un código,
norma o especificación
Umbral de Detección. Es la capacidad de un sistema ultrasónico para detectar
una discontinuidad de un tamaño determinado y producir una indicación que
pueda ser interpretada y evaluada sin dificultades.
Bloques de calibración. Para realizar la inspección ultrasónica se debe realizar
tanto la comprobación del equipo como de la calibración del sistema, para esto se
utilizan varios tipos de bloques de calibración y bloques de referencia. Los bloques
34
patrón o Bloques de Calibración son piezas de un material de composición, estado
superficial, tratamiento térmico, y forma geométrica especificados, mediante los
cuales se puede verificar y calibrar un aparato de ultrasonidos. No han sido
pensados para un ensaye concreto, ya que su validez es universal.
Los patrones de referencia pueden ser un bloque o juego de bloques con
discontinuidades artificiales y/o espesores conocidos. Que son empleados para
calibrar equipos de ultrasonido y para evaluar las indicaciones de las
discontinuidades de la muestra inspeccionada
Los patrones de referencia deben de tener las mismas propiedades físicas,
químicas y de estructura que el material a inspeccionar.
Por medio de los bloques de calibración se puede:
Verificar que el sistema compuesto por el transductor, cable coaxial y el equipo
funciona correctamente.
Fijar la ganancia o la sensibilidad con la cual se detectará las discontinuidades
equivalentes a un tamaño especificado o mayores.
IV.2 Selección del Sistema de Ultrasonido
Para seleccionarlo adecuadamente se deben de tomar en cuenta:
Tipo de discontinuidad a detectar.
Seleccionar el transductor según las condiciones del material y forma de la
pieza.
Teniendo en cuenta estos parámetros de inspección se debe tomar un criterio
para establecer el procedimiento de la inspección ultrasónica, el criterio más
conveniente sería el seleccionar la frecuencia a la cual se realizará el ensaye y a
continuación determinar con ésta las dimensiones más adecuadas del transductor.
35
La selección de la frecuencia para el ensaye puede elegirse por las siguientes
condiciones:
El efecto del amortiguamiento existente en la pieza a inspeccionar.
El reflector de menor tamaño que se desea detectar y la estructura del material.
Las especificaciones del ensaye en cuanto a las características direccionales.
Las especificaciones del ensaye en cuanto al poder de resolución en el campo
lejano.
Los requisitos de desarrollo del ensaye.
Las condiciones particulares planteadas por el tipo de discontinuidad y por
La geometría de la pieza.
Los rangos de frecuencia utilizados para la exanimación de los materiales
metálicos son:
Según tecnología alemana: De 0.2 a 25 MHz
Según tecnología americana: De 0.5 a 25 MHz
Y las frecuencias comerciales utilizadas para la inspección son las siguientes:
0.5 y 1.0 MHz: Frecuencias bajas para la inspección de lingotes y espesores
muy gruesos y/o materiales con estructura de grano burdo.
2.25 MHz: Frecuencia nominal para la detección y evaluación de las
discontinuidades
c) 5 MHz: Frecuencia nominal para la medición de espesores de pared
(generalmente doble cristal).
7.0, 10.0, 15.0 y 25.0 MHz: Frecuencias altas, principalmente usadas por
inmersión ó línea de retardo (sólida ó líquida).
Una parte que no se debe pasar por alto es la interpretación de las indicaciones
en los oscilogramas donde se reciben las señales generadas por el ultrasonido, a
continuación se hablara sobre esto.
36
IV. 3 Visualización de las indicaciones en el ultrasonido
Cuando una onda ultrasónica pasa a través de un material que contiene una
discontinuidad, en la pantalla del sistema ultrasónico se obtienen diferentes
indicaciones, por la tanto es importante conocer el origen de cada una de ellas.
Es necesario familiarizarse con los resultados que genera la inspección los cuales
se muestran en la pantalla estos son:
• Línea de Barrido: Es la línea luminosa horizontal sobre la pantalla y es
conocida como línea de registro o línea de tiempo base.
• Pulso Inicial: Es la primera indicación sobre la línea de tiempo base y siempre
estará en el extremo izquierdo de la pantalla. El ancho del Pulso Inicial es
llamado Zona o Campo Muerto en el cuál las discontinuidades no pueden ser
detectadas, en la figura 19 se muestra el pulso inicial o de entrada cuando se
empieza con la inspección.
• Zona o Campo Muerto: Es una combinación del Voltaje de pulso inicial, el
Cero eléctrico, el Cero acústico en pruebas de contacto con haz longitudinal y las
Oscilaciones del cristal.
Figura 19. Impulso de Entrada
37
Reflexión de la Pared Posterior (RPP): es el reflejo del sonido desde la superficie
posterior del material sometido a prueba o el espesor del material, en las
siguientes figuras se muestran los casos de lecturas que se pueden encontrar en
las reflexiones de la pared posterior.
En los (RPP), es donde se puede determinar si existen discontinuidades en el
ducto examinado, a continuación se mostraran los posibles casos en una
inspección.
Primer caso: pared posterior regular paralela al haz ultrasónico.
Segundo caso: pared posterior irregular, paralela al haz ultrasónico
Tercer caso: pérdida de espesor en la pared posterior (corrosión, erosión, etc.)
38
Figuras 20. Reflejos de pared posterior
Reflexiones Secundarias de la Pared Posterior
De la pared posterior pueden formarse varias indicaciones, ya que normalmente
no toda la energía acústica es transmitida en la interface, por lo que es reflejada
varias veces entre la superficie y la pared posterior del objeto sometido a
inspección.
Presentación de Indicaciones
Las indicaciones se pueden presentar de tres maneras distintas:
• Presentación “A” (A-Scan): Consiste de un tubo de rayos catódicos en el que
se puede observar la formación de indicaciones debidas a la distorsión de un haz
de electrones que incide sobre una pantalla fluorescente; o bien en una pantalla
de LED (Diodos de Cristal Líquido).
• Presentación “B” (B-Scan) La pantalla tiene la capacidad de retener la imagen
de la pieza inspeccionada, permitiendo que se observe perfectamente delineada
por una serie de puntos luminosos orientados en la misma dirección del barrido.
• Presentación “C” (C-Scan): Consiste de una compuerta (período sensible de
exploración) de la señal A-Scan para definir los límites de interés que
39
generalmente son el equivalente al espesor de la pieza, en este caso sólo la
información hallada en la compuerta es procesada.
Las siguientes figuras muestran las diferentes formas en que se pueden presentar
las indicaciones
Figura 21. Presentación “A” (A-Scan) figura 22. Presentación “B” (B-Scan)
Figura 23. Presentación “C” (C-Scan)
IV. 4 Aplicación de la inspección en ductos en busca de indicaciones para
la evaluación de la integridad mecánica.
Medición de espesores
40
El instrumento ultrasónico medidor de espesores opera con un transductor dual
por la técnica pulso-eco, obteniendo la reflexión de ondas sonoras de alta
frecuencia desde la pared posterior de la pieza de prueba.
Desarrollo de la inspección
recopilación y análisis de información previo al inicio de los trabajos esto es la
solicitud de la información básica (diámetro, espesor nominal) de las líneas que
proporcionara por escrito el cliente o personal autorizado para ello.
definición de puntos de medición, esto se hace teniendo en cuenta la longitud y
el diámetro del ducto como se muestra en las siguientes figuras:
A) a líneas con diámetros de 2” a 16”, se toman lecturas de 4 puntos en los
horarios técnicos correspondientes.
Figura 24. Horarios técnicos
B) a líneas con diámetro de 18” y mayores”, se toman lecturas de 8 puntos en los
horarios técnicos correspondientes.
Figura 25. Horarios técnicos
En los carretes se toman niveles por distancia de 4 u 8 puntos según el rango que
aplique (punto 1y 2) cuando:
La longitud del carrete sea 1m y menor se toman 2 niveles (en los extremos de las
uniones soldadas).
41
La longitud del carrete sea de 1 m. y mayor se toman 2 niveles por distancia a
cada 0.50 m. pero respetando los niveles adyacentes a las soldaduras.
Figura 26. Niveles de inspección
Para los codos se toman tres niveles de 4 u 8 puntos según aplique el rango
(punto a y b):
• para diámetros de 4” a 14” se toma un nivel más en la zona de choque.
• para diámetros mayores se toman dos niveles en la zona de choque.
Figuran 27. Niveles de inspección
Para las tee´s se toman tres niveles de 4 u 8 puntos según aplique el rango (punto
a y b):
• para diámetros de 4” a 14” se toma un nivel más en la zona de choque.
• para diámetros mayores se toman dos niveles en la zona de choque.
Figuran 28. Niveles de inspección
42
En las reducciones concéntricas y excéntricas se toman dos niveles de medición
adyacentes a la soldadura según aplique el rango (punto a y b)
• para diámetros de 14” y mayores se toma un nivel intermedio.
Figuran 29. Niveles de inspección
En los tapones cachuchas se toma dos niveles de medición de 4 u 8 puntos según
aplique el rango (punto a y b) para diámetros de 4” y mayores.
Figuran 30. Niveles de inspección
Calibración del equipo.
Los transductores que se utilicen en la calibración deberán ser de doble cristal con
un rango de frecuencia de 2.25 y 10 MHz y un rango en diámetro de 0.250” a
0.625”.
El equipo utilizado, debe ser calibrado siempre al principio de cada inspección y
cuando se sospeche un mal funcionamiento en el proceso de medición, en cuyo
caso todas las inspecciones realizadas desde la última calibración deberán ser
repetidas. Así mismo, se deberá verificar la calibración del equipo al final de cada
inspección.
43
Preparación de la superficie. La preparación de la superficie será
responsabilidad del personal técnico que realice la inspección. La superficie a
inspeccionar deberá estar libre de pintura mal adherida, suciedad, polvo,
cascarilla, rebabas, grumos de pintura, grumos de soldadura, acoplante de
inspecciones anteriores o cualquier otro material que pudiera afectar los
resultados de la inspección.
Registro de medición de espesores. Se toman las lecturas sobre los puntos
definidos en las líneas y/o accesorios.
Interpretación. Si se detecta algún espesor bajo trace un mallado de 10 x 10 cm y
rastree con el equipo para verificar si no se trata de una indicación puntual.
Detección de fallas con haz recto. Si se detecta una discontinuidad o lectura
dudosa se deberá evaluar la sanidad del material, mediante un detector de fallas,
de acuerdo a los requerimientos establecidos en el procedimiento.
Reporte de resultados:
Los resultados de las diferentes mediciones deberá reportarse en el formato
indicado anexando evidencia fotográfica.
Técnica de haz recto.
Técnica que se emplea para detectar y dimensionar discontinuidades internas,
perdidas de espesores de pared, corrosiones internas, laminaciones, defectos
geométricos, segregaciones, inclusiones, daño por hidrogeno y defectos de
material. Se caracteriza por emplear principalmente ondas longitudinales.
Recopilación y análisis de información. Previo al inicio de los trabajos solicitar
la información básica de las líneas (presión, tipo de fluido, temperatura).
44
Preparación de la superficie. La superficie a inspeccionar debe estar libre de
corrosión, así como de cualquier tipo de suciedad, tales como cascarillas, rebabas,
pintura mal adherida o cualquier otro material que interfiera con los resultados de
la inspección.
Selección del transductor. Se debe de emplear un transductor adecuado al
espesor y diámetro de la pieza a inspeccionar en un rango de frecuencia de 2.25
a 5.0 MHz
Selección de la zapata. Debe hacerse de acuerdo al diámetro y al espesor de
pared de la pieza, así como el campo cercano que genere el transductor que se
requiera utilizar.
Calibración del equipo. La calibración y ajuste del equipo de ultrasonido se hará
de acuerdo al manual o instructivo del fabricante y debe estar a cargo de un
especialista en certificado como nivel II o III en este método de inspección.
Inspección. La inspección por ultrasonido puede realizarse de diversas maneras
sin embargo, solo mencionara las zonas que comúnmente se recomienda verificar
para minimizar riesgos en la operación de líneas de proceso.
En tramos menores de 1 m. de longitud se realiza barrido de sanidad al 100% en
su longitud axial y circunferencial y aquellos que cuenten con una longitud de 2.0
m y mayores se inspeccionaran de la siguiente manera:
En tramos con longitud de 1 a 3.0 m. se realiza un barrido en 3 franjas de una
longitud de 0.50 m. En tramos mayores a 3 m. se realiza barrido a cada 0.50 m.
con una longitud de cada franja de 0.30 m. De barrido(figura 31), las siguientes
figuras ilustran la manera en se debe aplicar el barrido en los ductos tomando en
cuenta su diámetro y longitud.
45
Figuran 31. Barrido de inspección en ductos
• el barrido para evaluar sanidad en codos. se realiza la inspección sobre el área
de choque, equivalente al 50% de la longitud de la curvatura, para diámetros
menor-igual a 12”ø se realiza barrido en toda la longitud del codo.(figura 32 a)
• para diámetros mayores a 12”ø se realiza barrido de un diámetro de longitud
cubriendo el centro de la zona de choque y 50% de longitud de la curvatura.
tomando de referencia el centro del codo.(figura 32 b)
(a) (b)
Figura 32. Barrido de inspección (a) Para diámetro menor – igual a 12, (b) Para diámetros
mayores a 12 en codos de 90°
• el barrido para evaluar sanidad en tee´s se realiza sobre el área de choque,
equivalente al 50% de la longitud, para diámetros menor-igual a 12”ø se realiza
barrido en toda la longitud de la tee.(figura 33 a)
46
• y para diámetros mayores a 12”ø se realiza barrido de un diámetro de longitud
cubriendo el centro de la zona de choque y 50% de longitud del perímetro.
tomando de referencia el centro de la tee.(figura 33b)
(a) (b)
Figura 33. Barrido de inspección(a) Para diámetro menor-igual a 12, (b) para diámetros
mayores a 12” en tee´s recta
En todos los soportes que formen parte del circuito se realiza barrido de sanidad
en toda la periferia del tubo según la longitud axial del soporte mas 10 cm. aguas
arriba y aguas abajo adyacentes al soporte. (Figura 34)
Figuran 34. Barrido de inspección en soportes
En los elementos que presenten indicaciones como corrosión, quemadas,
laminaciones, inclusiones, bajos espesores, desgastes, daños mecánicos y
defectos de soldadura etc., se realiza barrido en toda la periferia según la longitud
axial del defecto mas 10 cm. aguas arriba y aguas abajo adyacente al defecto. En
47
la figura 35 se muestra los diferentes tipos de indicaciones detectadas con la
inspección ultrasónica.
Figura 35. Localización de indicaciones
Reporte de resultados. Los resultados de las diferentes inspecciones deberá
reportarse en el formato indicado, donde se deberán incluir las características del
ducto inspeccionado, al ser detectadas indicaciones el reporte deberá incluir las
características de dicha indicaciones tales como; las dimensiones(longitud axial y
circunferencial), la localización en el ducto, tipo de indicación y profundidad . En
caso de haber encontrado indicaciones relevantes durante la inspección se
enviara a estudio de análisis de integridad. (NACIONAL, 2006)
48
CAPITULO V. INTEGRIDAD MECÁNICA
V.1 conceptos fundamentales
El concepto general de integridad mecánica de una pieza o elemento estructural
es bastante extenso pero se puede sintetizar como “la condición de continuidad
mecánica que garantiza que la pieza cumplirá su función sin riesgo de sufrir falla
catastrófica como consecuencia de la presencia de alguna grieta, laminación o
punto de concentración de esfuerzos que comprometan la función”. En el caso de
ductos la integridad mecánica es evaluada a través de análisis de integridad y esta
se refiere a la evaluación cuantitativamente de:
Las propiedades mecánicas del ducto
Los valores de carga y esfuerzo de servicio y eventuales
La inspección no destructiva para la identificación de discontinuidades
Las mediciones de condiciones del ambiente de servicio
Los mecanismos de deterioro estructural.
Cuando una estructura se encuentra en servicio, está sometida a la acción de
Diferentes fuerzas y acciones agresivas provenientes del servicio y del ambiente al
que está expuesta, que deterioran su estado físico. Este deterioro puede ser:
Disminución de la resistencia del material
Reducción de la sección transversal o del espesor de pared
Aparición de grietas
49
Así mismo, los diversos tipos de deterioro tienen como consecuencias:
Reducción en la capacidad de la estructura de soportar cargas
Probabilidad de fallas inesperadas y catastróficas
Reducción en la vida útil
Una tubería puede fallar de diferentes formas: por presión interna, por flexión o por
sobrecargas axiales. Sin embargo, la falla más temida es el estallido causado por
la presión interna ejercida sobre la pared de la tubería cuando esta está dañada.
La tubería se considera como dañada cuando presenta defectos en el espesor de
pared tales como corrosión o laminación. (MILLER, 1988) (5L, 2000)
V.2 Requerimientos para el análisis de integridad mecánica
Las formas de daño más comunes que acortan la vida útil de un ducto son:
Corrosión localizada
Corrosión uniforme
Erosión y desgaste
Agrietamiento inducido por hidrógeno
Agrietamiento por corrosión bajo esfuerzos
La susceptibilidad de un material a estas formas de daño depende de la
interacción de varios factores entre los que destacan las propiedades mecánicas,
la composición química, la micro estructura, la composición, pH y temperatura del
ambiente, la presión o carga de trabajo, la temperatura y condiciones de servicio y
las formas de protección aplicadas, por lo que para la predicción de vida deben de
analizarse todos y cada uno de los factores antes mencionados.
50
A partir de una inspección no destructiva se establecen el tamaño, forma, tipo y
distribución de los defectos presentes en la estructura.
El análisis de integridad consiste en la “Evaluación del estado estructural del
ducto, basándose en la identificación del tipo y grado de severidad de los defectos
presentes en él, a partir de los reportes de inspección no destructiva y la
información técnica del ducto”. (ASME CODE FOR PRESSURE PIPING, 1991)
El Análisis de integridad se basa en el cálculo de:
1. La presión o carga máxima permisible de operación del ducto o tramo de
Ducto en presencia de defectos.
2. El tamaño máximo tolerable de defecto.
3. La rapidez de crecimiento del defecto.
Estos cálculos están fundamentados en los conocimientos de la mecánica de la
fractura y se apoyan en el conocimiento de las propiedades mecánicas de los
materiales de fabricación y las dimensiones de los defectos presentes, detectados
por inspección no destructiva. Esta información debe ser obtenida de los reportes
de inspección y mantenimiento y del historial propio del ducto. Por otra parte, los
datos de propiedades mecánicas, caracterización metalúrgica y otros datos, se
obtienen mediante pruebas de laboratorio o se utilizan los valores nominales de
acuerdo a la especificación del material de construcción. El análisis de fallas será
un requisito cuando ésta se presente y sus resultados serán tomados en cuenta
para el análisis de integridad mínima necesaria que en forma resumida contiene lo
siguiente:
Datos de diseño y construcción
Datos de operación
Reporte de las condiciones actuales de servicio y máximas posibles.
51
Reporte del historial Para realizar un análisis de integridad, es necesario contar
con la información (ASME CODE FOR PRESSURE PIPING, 1991)
V.3 Normas y códigos aplicados en la evaluación de la integridad
mecánica
Evaluación de las discontinuidades usando la norma ASME B31.G
El documento más conocido para la evaluación del esfuerzo remanente de ductos
con corrosión uniforme es EL ANSI/ASME B31G - 1984. El código B31 fue
desarrollado hace más de 25 años y se basa en un ajuste empírico de una
extensa serie de pruebas a escala real en tubería con ranuras maquinadas.
Esta norma es aplicable para determinar la resistencia remanente de la tubería
corroída, con este código sirve de apoyo en la decisión en cuanto a la operabilidad
del ducto que presenta corrosión según la presión de trabajo.
Este método de evaluación con defectos fue incluido en las normas ASME B31. 4
y ASME B31.8 y descrito en detalles en el documento ANSI/ASME G Manual para
determinar la resistencia de las tuberías corroídas, el cual fue revisado y reeditado
como ASME B.31 G en 1991.
Hay que tener en cuenta que el uso de este método se limita a las siguientes
condiciones:
Tuberías construidas según las normas ASME B31.4, ASME B31.8 y ASME
B31.11.
Tuberías con corrosión, fabricados con acero al carbono y aceros de alta
resistencia de baja aleación de tipo ASTM A 53, A 106, A 381, API 5LX, Y API
5L.
Corrosión en el cuerpo del ducto, con contornos relativamente suaves que no
causen una alta concentración de tensiones
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No puede ser aplicado para la corrosión en soldaduras longitudinales o
circunferenciales, áreas afectadas térmicamente, daños mecánicos como surcos y
defectos de fabricación de la chapa de acero.
Por otra parte, cabe mencionar que este método fue concebido a partir de una
ecuación empírica NG-18 “Surface flaw equation”, el empleo de este método está
limitado a varias condiciones entre ellas podemos destacar:
Solo se aplica para presiones internas
Defectos de corrosión con profundidades comprendidas entre el 10% y 80% del
espesor de la pared del tubo.
Limitaciones del código
No da pronósticos para falla ruptura del material
No puede ser utilizado para evaluar la vida remanente en zonas afectadas por
corrosión longitudinal, defectos mecánicos y defectos introducidos a la tubería.
V.4 Proceso de análisis de integridad mecánica
Para determinar las condiciones de la tubería en zonas corroídas, las cuales son
aceptadas por el criterio del código, es necesario establecer la PMPO (Presión
máxima de operación permisible).
Criterios de evaluación.
Se deben tomar en cuenta el porcentaje de la pérdida de metal, la longitud
máxima admisible permitida y la PMPO de la indicación.
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Calculo del porcentaje de la profundidad.
El porcentaje de una pérdida de metal de la indicación producida por corrosión se
puede calcular mediante la siguiente ecuación (1):
%pérdida 100[𝑑
𝑡] (1)
Donde:
d= profundidad máxima de la indicación.
t= espesor mínimo medido en campo
Determinación de la longitud máxima admisible permitida.
Para la determinación de este criterio se utiliza la ecuación (2), la cual es:
𝐿𝑎𝑑𝑚 = 1.22𝐵√𝐷𝑡 (2)
Donde:
B: si la pérdida de metal está entre el 10% y 17.5% se toma B=4, si es mayor el
porcentaje de pérdida se calcula con la ecuación (3).
D= diámetro exterior de la tubería.
𝐵 = √(𝑑/𝑡
1.1(𝑑/𝑡)−.15)
2
− 1 (3)
La figura 36 nos muestra la grafica donde se calcula el valor de B, de la ecuación
3
54
Figura 36. Grafica calculo de b
Calculo de PMPO, aplicando el tercer criterio del código ASME B.31.G
Para realizar este criterio hay que tener en cuenta diferentes variables como son el
área, el SMYS(esfuerzo de cadencia mínimo especificado) y la clasificación a la
que se encuentra la tubería, basados en la norma ASME B31.4 y ASME B31.8,
para obtener estos valores se tendrá que asumir las condiciones de trabajo del
ducto, esto de acuerdo a sus características existe una clase, véase la tabla 1.
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Tabla 1. Clasificacion de clase
Una vez definido la ubicación de de la clase se prosigue a encontrar el tipo de
factor que es estipulado por la norma, véase tabla 2.
Tabla 2. Designación básica del factor F.
Tabla 2. Designación básica del factor F.
Teniendo todos los parámetros se puede continuar con la evaluación del criterio 3,
la cual es determinada por la ecuación (4).
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𝐴 = 0.893 (𝐿𝑚𝑒𝑑
√𝐷𝑡) (4)
Donde:
𝐿𝑚𝑒𝑑=Longitud medida del área corroída
D= Diámetro nominal fuera de la tubería
t= Espesor nominal de la pared de la tubería.
Máxima presión segura para el área corroída (p´)
P´ se determina por medio de la siguiente ecuación (5)
⌈1−
2
3(
𝑑
𝑡)
1−2
3[
𝑑
𝑡√𝐴2+1] ⌉ (5)
Cuando A>4 se debe emplear, la siguiente ecuación (6).
𝑃´ = 1.1𝑃 (1 −𝑑
𝑡) (6)
Máxima presión de operación en la tubería.
Se determina por la siguiente ecuación (7)
𝑃 =2𝑆𝑡𝐹𝑇
𝐷 (7)
Donde:
S= Rendimiento mínimo especificado en psi.
t= Espesor nominal de la pared de la tubería
T= temperatura cuando se determino el factor
F= factor determinado por el código B31
D= Diámetro exterior nominal de la tubería.
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El criterio indica que deben ser reparados todos los defectos identificados con el
segundo criterio en donde P´> PMPO.
Para el cálculo del espesor requerido por presión interna (tb), se utiliza la ecuación (8)
𝑡𝑏 =𝑃𝑜𝑝 𝐷
2(𝑆𝐸𝑊+𝑦𝑃𝑜𝑝 (8)
Donde:
tb = Espesor requerido por presión interna en mm (pulg).
Pop = Presión máxima de operación en Pa (lb/pulg²).
D = Diámetro exterior en mm (pulg).
S = Esfuerzo permisible de trabajo (ver tabla A-1 ASME B31.3 o equivalente) en
Pa (lb/pulg²).
E = Factor de eficiencia de junta (ver tablas A-1A y A-1B ASME B31.3 o
equivalente).
y = Coeficiente de temperatura de acuerdo al tipo de material (Tabla 304.1.1
ASME B31.3 o equivalente).
W = Factor de reducción por juntas soldadas (ver párrafo 302.3.5 (e) del ASME
B31.3 o equivalente).
Para líneas con diámetro de 76 mm (3 pulg) o menores el esfuerzo permisible
debe ser igual a 137 895 kPa (20000 lb/pulg2), y para diámetros mayores debe ser
el que se indique en las tablas A-1 ASME B31.3 o equivalente y lo indicado en el
numeral 12.3 de la NRF-032-PEMEX-2005 con base a la especificación del
material.
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Espesor límite de retiro (tr): Si el espesor calculado de acuerdo con la presión
interna (tb) resulta mayor que el espesor estructural (te, ver Tabla 2), se debe
tomar dicho valor como el espesor límite de retiro (tr); por el contrario, si el
espesor establecido como espesor estructural (te, ver Tabla 2) es mayor que el
espesor requerido por presión interna (tb), éste se toma como el espesor límite de
retiro (tr). Por lo que se debe tomar como definitivo el valor mayor de los dos
comparados.
tr = MAX ( tb , te )
Espesor límite de seguridad (ts): Se calcula considerando el espesor límite de
retiro más un espesor adicional de 0,508 mm (0,020 pulg).
Para espesor dado en mm, ts = tr + 0,508
Para espesor dado en pulg, ts = tr + 0,020
Espesor cercano al límite de retiro (tclr): Se determina considerando tr y ts,
siendo el intervalo de espesores que se encuentra entre el espesor límite de retiro
(tr) y el espesor límite de seguridad (ts). (NRF-227-PEMEX-2009, 2009)
t r < tclr <= ts
La figura 37 representa los espesores que se deben de tomar en consideración
para determinar la integridad mecánica del ducto.
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Figura 37. Espesores
Velocidad de desgaste por punto (d): Rapidez con la cual disminuye el espesor de una pared
metálica, se debe calcular de acuerdo a la Tabla 3:
Tabla 3. Calculo de velocidad de desgaste
Vida útil estimada (VUE): Tiempo promedio que debe transcurrir antes de que el
circuito de tubería o recipiente a presión, llegue a su límite de retiro. Se debe
calcular de acuerdo a la ecuación (9):
𝑉𝑈𝐸𝑒𝑘−𝐿𝑟
𝑑
Donde:
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VUE = Vida útil estimada
ek = Espesor encontrado en la localidad medida.
Lr = Límite de retiro del elemento.
d = Velocidad de desgaste en la localidad medida (Ya que la vida útil del
componente se debe calcular considerando cada uno de los puntos de medición y
no un promedio de mediciones).
La vida útil del elemento se define por la VUE mas corta de los puntos medidos.
La vida útil del circuito se define por la VUE mas corta de los elementos medidos.
Fecha de próxima inspección (FPME): Fecha en la cual debe efectuarse la
siguiente medición de la unidad de control, se debe calcular de acuerdo a la
ecuación (10):
𝐹𝑃𝑀𝐸 = 𝑓𝑘 +𝑉𝑈𝐸
2 (10)
Donde:
FPME = Fecha de próxima inspección.
fk = Fecha de última medición.
VUE = Vida útil estimada.
Fecha de retiro probable (FRP): Fecha en la cual se estima que debe retirarse la
unidad de control, por haber llegado al término de su vida útil, se debe calcular de
acuerdo a la ecuación (11):
FRP= fk +VUE (11)
Donde:
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FRP = Fecha de retiro probable.
fk = Fecha de última medición.
VUE = Vida útil estimada.
Presión máxima permisible de operación (PMPO)
Para tubos rectos, siempre que “tm” sea menor que D/6, la presión máxima
permisible de operación se debe calcular utilizando la ecuación (12):
𝑃𝑀𝑃𝑂 =2𝑋𝑡𝑚𝑋𝑆𝑋𝐸𝑋𝑊
𝐷−(2𝑋𝑦𝑋𝑡𝑀 (12)
Donde:
PMPO = Presión máxima permisible de operación.
tm = Espesor mínimo medido para cada componente.
D = Diámetro exterior.
S = Esfuerzo permisible de trabajo (ver tabla A-1 del ASME B31.3 o equivalente).
E = Factor de eficiencia de junta (ver tabla 302.3.4 del ASME B31.3 o
equivalente).
y = Coeficiente de temperatura de acuerdo al tipo de material (ver tabla 304.1.1
del ASME B31.3 o equivalente).
W = Factor de reducción por juntas soldadas (ver párrafo 302.3.5 (e) del ASME
B31.3 o equivalente).
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Tabla 4. Valores de coeficiente de temperatura y.
Espesor mínimo requerido por condiciones estructurales de seguridad del
componente (te)
Es el espesor mínimo requerido considerando la compensación debido a cargas
externas (Fluido, claro entre soportes, peso propio del componente, vibración,
entre otros), a las que está expuesto el componente.
Cuando existan mecanismos con daños diferentes al desgaste uniforme, no se
debe manejar el concepto de espesor mínimo requerido por condiciones
estructurales.
Un aspecto muy importante del Análisis de Integridad Mecánica (AIM), es que éste
no debe estar por encima de la normatividad vigente en sus aspecto esenciales y
de estos aspectos, el más importante es el de garantizar la seguridad. Por ello el
AIM incorpora los factores de seguridad establecidos en las normas. La manera de
incorporar tales factores de seguridad es precisamente en los cálculos de
resistencia y vida residual. El objetivo final del Análisis de Integridad es la posibilidad
de la extensión de la vida útil de una estructura y la prevención de falla, cuyo margen de
extensión a fin de cuenta estará determinado por la condición del material en un momento
dado, de este hecho nace la importancia del estudio de la integridad mecánica de
cualquier componente estructural.
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CONCLUSIONES
En este trabajo se han presentado las metodologías que se utilizan en la práctica
cotidiana de nuestro país para determinar la integridad mecánica de ductos que
transportan hidrocarburo. Particularmente se han detallado las prácticas asociadas
a la aplicación de ultrasonido industrial, enfatizando los fundamentos y la
terminología técnica propios de esta técnica de ensayos no destructivo.
También se presenta información contextual sobre lo que se entiende como
Integridad Mecánica y el efecto que sobre esta condición tienen los diferentes
tipos de discontinuidades que se pueden detectar utilizado ultrasonido industrial.
Se ha incluido también una síntesis de la normatividad que se aplica en México,
en materia de determinación de la integridad mecánica de los ductos.
Se discutió también el tratamiento técnico que se da a los defectos encontrados en
ductos mediante el ultrasonido industrial y la forma en que estos defectos se
pueden considerar como unidos cuando están localizados muy cerca unos de
otros con la consiguiente simplificación en su respectiva evaluación.
Con esto se muestra la importancia de los END, en particular del ultrasonido
industrial como apoyo en la determinación de la integridad mecánica en ductos.
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