Source: https://www.scribd.com/doc/195250581/GUIA-ULTRASONIDO-HAZ-ANGULAR-pps
Timestamp: 2018-11-18 08:08:30+00:00

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Diseño de plantas quimicas UIS
• API-510 Recipientes a Presión • API-570 Tuberías • API-573 Hornos y calentadores • API-576 Válvulas de Seguridad • API-578 Verificación de Materiales • API-598 Válvulas • API-653 Tanques de Almacenamiento • ASME SEC. VIII D-I Prueba Hidrostática/Neumática
IU IV IG PM LP
(GM END-IU-004-REV. 0)
Revisión- 0 Septiembre 2006
GM END-IU-004-REV. 0
Fecha de Emisión Sep.-2006
Introducción Objetivo Responsabilidades Definiciones y Conceptos Códigos Equipos y Materiales Desarrollo de la Inspección Interpretación y Ejecución de la Indicaciones Criterio de Aceptación y Rechazo Recomendaciones Reporte de Resultados Ventajas Desventajas
1 2 3 4 8 9 10 19 20 21 22 23 24
Abreviaturas Flujograma
El ultrasonido industrial (UT) es un método de
Inspección Volumétrica de tipo mecánico que consiste en atravesar un material con vibraciones Mecánicas generadas por una onda ultrasónica y medir la transferencia de energía ultrasónica que sucede en ese cuerpo.
El Ultrasonido se basa en la capacidad de un material para trasmitir el sonido y la interacción del sonido con el material en inspección. Al someter un material al ultrasonido, sus partículas vibran a la misma frecuencia que el ultrasonido, Es decir las partículas del material reaccionan al ultrasonido.
La inspección ultrasónica con haz angular se sirve para detectar: discontinuidades macroscópicas en el interior de un cuerpo así como las variaciones en su estructura interna o en su configuración física.
La inspección ultrasónica tiene, entre otras, las siguientes aplicaciones: Detección, caracterización y evaluación de discontinuidades internas como: Laminaciones Inclusiones Fracturas Porosidades.
Verificar la integridad mecánica de las tuberías y equipos de Proceso y Servicios Auxiliares, mediante identificar condiciones la y de medición evaluar riesgo ultrasónica oportunamente para eliminar para, las una
consecuencia no deseable.
Esta guía establece las actividades necesarias para poder llevar a efecto el análisis y el control de la inspección ultrasónica de los materiales en el monitoreo de daño por servicio como: extensión y profundidad de los daños por corrosión o erosión en la pared interna de un material, así como el grado y calidad de la adherencia de materiales en las uniones stelitte. con acero con babbit y acero con
Es responsabilidad del inspector verificar que se aplique correctamente lo establecido en esta guía y revisar y aprobar los resultados de los procesos de los Ensayos no Destructivos, así como hacer la interpretación y evaluación de las indicaciones relevantes.
Mientras un individuo está en proceso para ser entrenado, calificado y certificado, debe ser considerado como un aprendiz; éste debe trabajar con la supervisión de un individuo certificado. El aprendiz no debe ejecutar, interpretar, evaluar ó reportar los resultados de ningún método de END en forma independiente.
Examinador Nivel-I
Conocer los principios básicos del método. Realizar una inspección siguiendo un procedimiento calificado. Realizar inspecciones específicas. Aplicar criterios de aceptación establecidos en un
Block de referencia.
Es un blok que se emplea como medida y como medio para
escala de proporcionar
Una o mas fallas cuyo tamaño, forma, orientación, ubicación o propiedades no cumplan el criterio de aceptación aplicable y son rechazables.
Discontinuidad aislada.
Si la discontinuidad mas cercana esta localizada a una distancia mayor a 40 mm. en cualquier dirección.
Discontinuidades agrupadas.
Si cuatro o mas discontinuidades son
encontradas en un volumen cúbico de 50 mm. por lado.
Corrección distancia amplitud.
Una examinación, seguida de la interpretación de las indicaciones señaladas, para determinar si cumplen
las especificaciones del criterio de aceptación.
Indicación de una energía reflejada
Respuesta o evidencia de una inspección no
destructiva que requiere ser interpretada para
determinar su relevancia.
Observación de cualquier operación realizada a materiales y/o componentes para determinar su aceptabilidad de acuerdo con los criterios proporcionados, Especificaciones. en Códigos, Normas ó
Indicación relevante.
Es aquella producida por una discontinuidad y
que su amplitud máxima es mayor al 20% del nivel de referencia.
Indicación puntual.
Una indicación es llamada puntual si el umbral de atenuación es alcanzado en cualquier dirección para un desplazamiento máximo igual al diámetro del elemento piezoeléctrico.
Indicación lineal.
Una indicación es considerada lineal si el umbral de atenuación es alcanzado hacia extremos opuestos para un desplazamiento mayor al diámetro del elemento piezoeléctrico.
Es la resistencia que oponen los materiales al paso de una onda ultrasónica.
Indicación viajera.
Es aquella en la que su inflexión se desplaza sobre la línea de barrido una distancia equivalente a 25.4 mm o mas de profundidad por el movimiento del palpador sobre la superficie de barrido.
Krautkramer USN-58 Detector de Fallas
Método pulso eco.
Método de inspección en el cual la presencia y posición de un reflector indican el tiempo y la amplitud del eco.
Documento que describe la secuencia de instrucciones o los pasos a seguir para la elaboración de una tarea o el cumplimiento de una metodología dentro de la empresa.
Dispositivo electro-acústico usado para trasmitir o recibir energía ultrasónica, o ambas. El dispositivo generalmente consiste de una placa, conector, carcaza, respaldo, elemento piezo-eléctrico, fase
protectora , cristal o zapata .
Es la capacidad de un transductor para detectar discontinuidades pequeñas .
Interfase con la cual un equipo de ultrasonido detecta un cambio en la impedancia acústica y el mínimo de energía reflejada por un objeto.
Ensamble unitario que permite generar y/o detectar ondas ultrasónicas, es decir convierte energía mecánica a energía eléctrica y viceversa.
ANSI/ ASME BPV : Código ASME para Recipientes a Presión y Calderas, Sección VIII, División 1 (Apéndice 12).
ANSI/ASME BPV Código ASME para Recipientes a Presión y Calderas, sección V Artículo 5.
ANSI B31.3 Tuberías de Proceso. ANSI B16.5 Bridas para tubería.
API 510: Inspección de Recipientes a Presión API 570: Inspección de Tuberías. API 653: Inspección de Tanques de Almacenamiento.
Krautkramer USN-52 Detector de Fallas
Zapata y Transductores Angulares
haz Recto
La inspección de Ultrasonido con Haz Angular se empleara un instrumento detector de fallas tipoeco con presentación de barrido tipo “A”,”B” o “C” como se describen a continuación. Barrido A: Rotación del palpador a un ángulo de 10° Barrido B: Barrido a lo ancho de la zona de barrido. Barrido C: Barrido a lo largo de la zona de barrido Linealidad vertical El instrumento ultrasónico debe tener una linealidad vertical dentro de ± 20% de su rango útil, en relación a la amplitud nominal, para permitir la medición de indicadores mas allá del rango lineal de la presentación vertical de la pantalla.
La linealidad de la altura de la pantalla y la linealidad del control de amplitud deben verificarse y evaluarse.
La verificación y evaluación de la linealidad vertical
y de la linealidad del control de amplitud del
instrumento ultrasónico, debe realizarse al principio de cada periodo de uso intensivo, ó cada tres meses, lo que sea menor.
El instrumento ultrasónico detector de fallas debe
ser capaz de generar frecuencias sobre un rango de al menos de 1 MHz a 5 MHz. Se puede utilizar instrumentos que operen a otras frecuencias si la sensibilidad es igual o mejor y es demostrado y documentado.
Verificación y calibración del equipo.
El funcionamiento adecuado del equipo de inspección
debe ser verificado; debe calibrarse utilizando el patrón
de referencia al principio y al final de cada inspección, cuando sea cambiado el personal y en cualquier momento que se sospeche un mal funcionamiento.
Cuando sea cambiada cualquier parte del sistema de inspección, se debe efectuar una verificación de la calibración en el bloque básico de calibración en al menos, uno de los reflectores básicos, para asegurar que los puntos de referencia en la línea de tiempo base y los valores de corrección distancia amplitud registrados satisfagan los requisitos de la calibración. Tipo Us-2 de IIW Si durante cualquier verificación se determina que el equipo de prueba no esta funcionando adecuadamente, todas las zonas que fueron inspeccionadas hasta la última calibración valida del equipo deben ser reinspeccionadas Tipo Us-1 de IIW
Se pueden emplear palpadores de un cristal, doble cristal, de haz longitudinal o haz angular.
Los tamaños recomendados de palpadores son: desde 6.4 mm (1/4 pulg) de diámetro ó de 40.32 mm² a 645mm² (1/4 pg² a 1 pulg²) ó 28.6 mm (1 1/8 pulg) de diámetro. En general, se debe seleccionar el diámetro del elemento transductor adecuado que permita un acoplamiento al 100% de un área de contacto con la superficie de inspección.
Para palpadores de haz angular, la calibración en
distancia se puede utilizar el bloque IIW tipo 1 ó 2, ó también se puede utilizar los bloques complementarios DC, DSC y el angular miniatura (M.A.B.) para el ajuste de sensibilidad se empleara el bloque básico de calibración tipo ASME. Tipo Us-2 de IIW Tipo Us-1 de IIW
Bloque De la Calibración De la Resolución de AWS (RC)
Bloque De la Referencia De la Resolución De 30 FBH
Para palpadores de Haz Longitudinal, la calibración en distancia se empleara los mismos bloques indicados para el haz angular, adicionalmente se pueden utilizar bloques de 4 ó 5 pasos.
Para el ajuste de sensibilidad se utilizará una zona de la
pieza a inspeccionar que se encuentre libre de indicaciones de discontinuidad, cuando se vaya a evaluar la zona de barrido para haz angular.
Preparación de la superficie. Metal Base.
El metal base en cada lado de la soldadura debe estar libre de salpicaduras de soldaduras, irregularidades de la superficie o de material extraño que pudiera impedir el desplazamiento libre y continuo del palpador en la zona de barrido.
Metal de la Soldadura.
Donde la superficie de la soldadura interfiera con la prueba, la soldadura deberá ser preparada, como sea requerido, para permitir la inspección.
La preparación de la superficie de barrido puede
ser efectuada con chorro de arena a presión y/o cepillo de alambre. La superficie debe estar limpia y seca
Todas las condiciones de operación como son acabado superficial, frecuencia del palpador, calibración del sistema, tipo de palpadores y acoplante empleado deben ser las mismas durante la calibración y la inspección. Antes de la Inspección de cordones de soldadura con haz angular, debe realizarse un barrido al 100% del metal base desde el borde de la soldadura hasta el limite lejano de la zona de barrido, para detectar reflectores que puedan afectar la interpretación de los resultados en la inspección por haz angular; dichos reflectores deben ser
interpretados y evaluados de acuerdo al criterio del
inspector nivel II en END, basado en los criterios de aceptación y rechazo.
Cuando se inspeccionen soldaduras hechas recientemente, el ajuste de sensibilidad será con el método de reflexión de pared posterior, ajustando la primera RRP al 80% de amplitud, el rango de calibración en distancia debe ser aproximadamente el doble del espesor a inspeccionar
Cuando se inspeccione solo metal base o soldaduras que ya tienen tiempo en servicio, el ajuste de sensibilidad se hará como se indica en el punto de preparación de la superficie. Cuando se utilice un bloque de calibración plano y se inspeccione desde la superficie convexa por la técnica de haz recto, se procederá a calcular el incremento de ganancia necesario para compensar debido a la curvatura de la superficie de la siguiente forma:
Calcular la relación del radio del material (R) contra el radio critico del transductor (RC), cuando la relación R/RC es igual a mayor que 1.0, no se requiere incremento de la ganancia; cuando la relación R/RC es menor de 1.0, se debe obtener el incremento de la ganancia como se indica a continuación.
Obtener el radio critico del transductor (RC), teniendo como parámetros el diámetro y la frecuencia, determinar el factor del transductor (F1) con el factor del transductor, el tipo de material de la cara de contacto del transductor y el tipo de acoplante utilizado se determina el radio critico.
Obtener el valor de la relación de la relación R/RC. con el cual se determina el incremento de ganancia, el valor obtenido será el incremento de ganancia para compensar el ajuste de la ganancia.
Inspección con haz angular.
La calibración en distancia de recorridos del haz debe ser seleccionada en base al circulo de la “Trayectoria V” en la pieza a inspeccionar, preferentemente debe usarse primera y segunda pierna; el rango debe ser en múltiplos de 5. el ajuste de sensibilidad se hará mediante el trazo de la curva DAC empleando el bloque, indicado de la siguiente forma:
Obtener la trayectorias de 1/8”, 3/8”, 5/8”, y 9/8” de la “Trayectoria V”; ajustar el 80% de amplitud la indicación mas alta de las cinco obtenidas anteriormente, marcar sobre la pantalla los puntos de máxima amplitud de cada una y unir con una línea los puntos marcados para así obtener la curva de Corrección Distancia Amplitud (curva DAC). Cuando se use la función DAC electrónica del instrumento, la Línea de Amplitud de Referencia (ARL) se debe ajustar al 50% de amplitud.
Selección del ángulo de refracción La selección se hará de acuerdo a la siguiente tabla:
Espesor de la garganta de la soldadura
≤12mm (½ pulg) Principal a 70° Cuarto Superior b 70°
De 12 a 38 mm (½ a 1 ½ pulg) Principal a 70° ó 60° Cuarto Superior b 45° ó 60°
De 38 a 63 mm (1 ½ a 2 ½ pulg) Principal a 70°.60° ó 45° Cuarto Superior b 45° ó 60°
De 63 a 127 mm (2 ½ a 5 pulg) Principal a 60° ó 45° Cuarto Superior b 45° ó 60°
a) Procedimiento de inspección principal. b) Procedimiento de inspección complementario.
Barrido con haz angular para reflectores orientados transversalmente a la soldadura. El haz angular debe ser dirigido, esencialmente paralelo al eje de la soldadura desde dos direcciones como se muestra en la figura, barridos D y E, descriptos a continuación:
Barrido D: Aplicable cuando la soldadura es preparada al ras del material base. Barrido E: Aplicable cuando la soldadura no es preparada al ras del material base, el barrido debe realizarse a ambos lados de la soldadura. El ángulo de barrido e=15° máximo
Confirmación de la calibración.
Se debe realizar una confirmación de la
calibración para verificar la calibración del
rango de barrido y la curva de corrección distancia amplitud.
Corrección del rango de barrido.
Si un punto de la curva DAC se ha movido sobre la línea de barrido más del 10% de la lectura de barrido ó 5% del barrido total, lo que sea mayor, se debe corregir calibración del rango de barrido y anotar la corrección en el registro de inspección.
Si existe reflectores registrados, esos datos deben ser anulados y se debe calibración ó registrar una nueva calibración. valida deben ser Todas las indicaciones registradas desde la última verificación reinspeccionados con la calibración corregida y sus valores deben ser cambiados.
Corrección de la curva DAC.
Si un punto en la curva de corrección distancia amplitud (DAC) ha disminuido 20% ó 2 desibeles de su amplitud, todos los datos desde la última calibración ó verificación de la calibración deben ser anuladas. Una nueva calibración debe ser realizada y registrada y el área cubierta por los datos anulados debe ser reinspeccionada.
Si cualquier punto de la curva de corrección distancia amplitud (DAC) se ha incrementado más del 20% ó 2 db de su amplitud, todas las indicaciones registradas desde la última calibración ó verificación de la calibración ó verificación de la calibración válida deben ser reinspeccionadas con la calibración corregida y sus valores deben ser cambiados.
Requisitos de barrido.
Nivel de barrido debe realizarse a un ajuste de ganancia de, al menos, dos veces del nivel de referencia primario. Velocidad de barrido. La velocidad de barrido no debe ser mayor a 152.4 mm/s (6 pulg/s).
Traslape mínimo. En barridos, cada paso del palpador no debe traslapase un mínimo del 10% de la dimensión del elemento piezoeléctrico, perpendicular a la dirección del barrido.
Indicadores registrables.
Todas las lecturas de espesor serán registradas para análisis. Haz recto. Se registrara cualquier indicación que cause pérdida completa de la reflexión de pared posterior cuando se inspeccione la zona de barrido para haz angular.
Todas las imperfecciones que produzcan una amplitud de señal mayor al 20% con respecto al nivel de referencias, serán investigadas para determinar la forma, identidad y localización para evaluarlas aceptación, para cada indicación de discontinuidad registrable debe suministrarse la siguiente información:
Máxima amplitud de la indicación, expresada en porcentaje de DAC. Profundidad de la discontinuidad a partir de la superficie de barrido. La localización de la discontinuidad en un croquis de la pieza o material inspeccionado. La orientación de la discontinuidad. Longitud de la discontinuidad. Tamaño equivalente de la discontinuidad.
Tipo de discontinuidad (lineal, puntual, volumétrica, aislada, agrupadas, etc.).
Cualquier imperfección que ocasione una
indicación que exceda del 20% de la DAC (Corrección Distancia Amplitud) deberá ser investigada en la extensión que pueda ser evaluada código. en términos del estándar de aceptación de la sección de referencia del
La evaluación es efectuada tomando como base el tipo de discontinuidad interpretada, tamaño equivalente ó longitud y la amplitud de la indicación con respecto al nivel de referencia.
Son inaceptables indicaciones interpretadas como: grietas o fracturas, de cualquier tipo, falta de fusión o penetración incompleta, sin importar su longitud.
Son inaceptables las indicaciones en uniones soldadas de tubería (según API 1104). Las indicaciones lineales que sean interpretadas como grietas de cráter o de estrella localizadas superficialmente y que tengan una longitud mayor a 3.96 mm (5/32 pulg).
Indicaciones lineales (no grietas), interpretadas como abiertas a la superficie con una longitud total mayor a 1 pulg (25.4 mm) dentro de una longitud continua de 304.8 mm (12pulg) de soldadura o el
8% de la longitud de la soldadura.
superficialmente en la soldadura con una
longitud total mayor a 50.8 mm (2pulg) en
una longitud total continuo de 304.8 mm (12pulg) de soldadura o el 8% de la longitud de la soldadura. La falta de penetración, sin desalineamiento; bajo las siguientes condiciones : Si la longitud de una indicación individual excede 25.4 mm (1pulg) Si la suma de indicaciones excede 25.4 mm (1pulg) en una longitud continua de 304.8 mm (12pulg) de soldadura. Si la suma de las indicaciones excede el 8% de la longitud continua en cualquier cordón de soldadura menor a 304.8 mm (12pulg) de longitud.
Las soldaduras a tope que unen dos miembros que tienen diferentes espesores, “t” es el espesor del miembro mas delgado. Si la soldadura de penetración completa incluye una soldadura de filete, el espesor de la garganta de filete debe ser incluido en “t”.
Para realizar una correcta inspección con UT, el inspector debe satisfacer estos requisitos.
Debe definir las características de las posibles discontinuidades que se buscan y el nivel de sensibilidad con que se las quiera detectar.
Debe tomar en cuenta el tipo de material del que esta fabricada la parte o componente a inspeccionar y otros aspectos como son las condiciones físicas de la superficie a
configuración y su espesor.
El equipo debe ser revisado y en caso necesario, recalibrado por una compañía certificadora la cual certifique su operación y indique la vigencia de la calibración del equipo o del servicio autorizado por el fabricante.
Esto es indispensable si se trabaja con base a los Códigos o Normas de aceptación internacional como AWS o ANSI/ASME.
PEMEX GAS Y PETROQUIMICA BASICA SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN
Reporte de Inspección (Detección de Fallas)
GAS Y PETROQU ÍMICA BÁSICA
Planta Folio N°. Hoja de
Nº Reporte I.- Datos generales Instalación: Línea II.- Descripción de la Instalación: Descripción:
Tipo de Material Inspeccionado: Condición de la superficie: III.- Equipo empleado en la inspección.
Los resultados de la(s) inspecciones) ultrasónicas) deben ser reportados en el formato establecidos a los cuales se le anexa cualquier documentación, información o dibujo necesario que permita el seguimiento del reporte al componente o zona del componente examinado
Marca Equipo Tipo de palpador IV.- Condiciones del Examen: Procedimiento N°. Norma: Método de calibración: Ajuste de la sensibilidad: db Referencia: V.- Indicaciones Registrables: Nº de la Indicación Localización
Bloque de Calibración: Acoplante: db Rastreo:
Forma Lineal Redonda
Evaluación Acepta Rechazo
VII.- Resultado de las Inspecciones: Criterio de Aceptación: Aceptado Rechazado
Inspector (SNT-TC-1A)
documenta de acuerdo con los requisitos de la norma. En caso de no existir estos requisitos, la
localización debe ser efectuada tomando como
referencia: placa de identificación nivel de piso, el norte del equipo o su parte superior. La dirección es en el sentido de las manecillas del reloj, esta localización se hace con un croquis dentro del formato de reporte o en un croquis anexo al reporte.
Las ventajas mas comunes y notables del UT respecto de otros métodos de END son:
Es una técnica que se aplica rápidamente. Arroja resultados exactos para determinar
discontinuidades internas. Es altamente sensible y permite detectar
discontinuidades pequeñas. Tiene una resolución tal que permite identificar y distinguir discontinuidades próximas entre si.
Requiere acceso por un solo lado del material a examinar. El inspector interpreta los resultados de forma inmediata, en tiempo real.
seguridad para realizarla. No contamina
Las limitaciones mas relevantes del UT respecto de otros métodos de END son que:
Requieren tiempo si se realiza en forma manual.. Requiere personal preparado, hábil y con experiencia.
El equipo ultrasónico requiere de bloques de
calibración. Las características estructurales del material pueden dificultar la inspección y sus resultados.
microestructura metalúrgica es muy burda. No es conveniente para la inspección de piezas con geometría compleja espesores muy delgados o configuración irregular.
mantenimiento son altos.
DAC db Rc ARL DSC DC MAB RC FBH
Corrección Distancia Amplitud Desiveles Radio Critico (Transductor) Línea de Amplitud de Referencia Block de Calibración de Sensibilidad Block de Calibración de Distancia Block de Calibración de Angulo Block de Calibración de Resolución Block de Referencia de Resolución
ANEXO B Flujograma de proceso Inspección por medio de END
Ing. David López Reyes Jefe de Inspección Técnica CPG Ciudad Pemex
Ing. Santiago O. Palomec Martínez Jefe de Inspección Técnica CPG Cactus
Ing. Luis A. Sánchez Rojas Jefe de Inspección Técnica CPG. Nuevo Pemex
Ing. Gerardo J. Gómez Cerecero Jefe de Inspección Técnica CPG Coatzacoalcos
Ing. Claudio Toledo Ramírez Jefe de Inspección Técnica CPG La Venta
Ing. Rogelio Montes de Oca Stoll Jefe de Inspección Técnica CPG Matapioche
Ing. Jesús A. Guzmán Coli Jefe de Inspección Técnica CPG Poza Rica
Ing. Carlos E. Gameros Domínguez Jefe de Inspección Técnica CPG Reynosa
Ing. Alejandro García Alcalde Jefe de Inspección Técnica CPG Arenque
Ing. Saúl Gámez Posada Inspector
Ing. Luis Ernesto Pérez Torres Especialista en Inspección Técnica
Ing. Samuel Rico Coria Subgerente de Tecnología y Confiabilidad
Ing. Pedro Martínez Bravo Gerente de Mantenimiento
Revisión-0, Septiembre 2005
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References: Artículo 5
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