PROCEDIMIENTO ESPECIFICO PARA EL ENSAYOS NO DESTRUCTIVO ULTRASONIDO A TUBERÍA DE ACERO CARBÓN PARA CALDERA POR EL METODO DE ECO PULSO
LUIS ANGEL ANGEL CIPAGAUTA CIPAGAUTA GAMBOA 201413023
Documento de investigación
Profesor Marco Antonio Pardo Nivel III III ASNT UT Method
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA METALUGICA TUNJA 2014
INTRODUCCION En el ámbito industrial se trabajan diferentes materiales y procesos y cada uno de ellos necesita de un procedimiento específico. De esta manera desde la percepción del sonido generado por un martillo en el ensayo de percusión se ha trabajado con el sonido para la examinación del comportamiento de los materiales. El ultrasonido es el método actual más completo y más trabajado y se hace importante conocer al menos uno de los procedimientos que actualmente se utilizan.
Contenido 1. OBJETIVOS ........................................................................................ 5 1.1. GENERAL ........................................................................................ 5 1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................ 5 REFERENCIAS ......................................................................................... 6 2. PROCEDIMIENTO GENERAL PRUEBA ULTRASÓNICA DE PULSOECO CON HAZ RECTO POR EL METODO DE CONTACTO. .................. 7 DESCRIPCION METODO ......................................................................... 7 CALIFICACION DEL PERSONAL. ............................................................ 7 2.1. SELECCIÓN DE LA MUESTRA DEL MATERIAL. ........................... 7 2.1.1.
CARACTERISTICA PIEZA ........................................................... 7
Tubería De Acero Carbón Para Caldera ..................................................
7
2.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES .................................. 8 Para la selección de los equipos se tienen en cuenta l ....................... 8 2.2.1.
Generación de la frecuencia ......................................................... 8
2.2.2.
Requisitos Instrumento ultrasónico. .............................................. 8
2.2.3.
Requisitos Palpadores .................................................................. 9
2.2.4.
Requisitos de calibración generales ............................................. 9
2.2.5.
Selección acoplador ................................................................... 10
2.2.6.
Requisitos Bloques de calibración del producto tubulares .......... 10
2.2.7.
Cuñas de contacto ...................................................................... 11
2.2.8.
Controles del instrumento. .......................................................... 11
2.2.9.
Temperatura. .............................................................................. 11
2.2.10.
Confirmación de calibración .................................................... 11
2.2.11.
Configuraciones de sensibilidad. ............................................. 11
2.2.12.
Preparación de las Superficies. ............................................... 12
2.2.13.
Marcado de Puntos de Inspección. ......................................... 12
2.2.14.
Verificación y Calibración del Equipo ...................................... 12
2.2.15.
Linealidad de la pantalla. ......................................................... 13
2.2.16.
Determinación de puntos de inspección .................................. 13
2.2.17.
Toma de lecturas ..................................................................... 13
2.2.18.
Manejo del equipo ................................................................... 14
2.2.19.
EVALUACIÓN DE LAS INDICACIONES ................................. 14
.................................................................................................. 15 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................... 21
1. OBJETIVOS
1.1.
GENERAL
Realizar mediante la investigación y aplicación de las normas ASME, ASTM y otras especificaciones de procedimientos encontrados en la WEB, una descripción de los procedimientos para el ensayo no destructivo de ultrasonido (medición de espesores), prueba ultrasónica de pulso-eco con haz recto por el método de contacto.
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS Dar claridad a las especificaciones que se han de tener presentes según las normas para el ensayo de ultrasonidos (medición de espesores). Definir una secuencia con las características acordes a las normas, partiendo del equipo y paso a paso del procedimiento. Suministrar un formato de registro/reporte prueba con el fin de instruir la manera de cómo hacer el procedimiento de ultrasonido medición de espesores de inicio a fin.
REFERENCIAS Este procedimiento cumple con los requisitos establecidos en los códigos: SE-114 Práctica recomendada para la prueba ultrasónica de pulso-eco con haz recto por el método de contacto.
ASTM E797-05 Práctica estándar para l a medición de grosor por contacto del eco del pulso ultrasónico manual Method1
ASME V 2010 ARTICULO 5 MÉTODOS DE EXAMEN ULTRASÓNICO PARA MATERIALES Y FABRICACIÓN
ASTM E 317 Practice for Evaluating Performance Characteristics of Ultrasonic Pulse-Echo Examination Systems Without the Use of Electronic Measurement Instruments
ASTM E494 Practice for Measuring Ultrasonic Velocity in Materials
E 1316 Terminology for Nondestructive Testing
2. PROCEDIMIENTO GENERAL PRUEBA ULTRASÓNICA DE PULSO-ECO CON HAZ RECTO POR EL METODO DE CONTACTO. DESCRIPCION METODO “Método de impulso-eco.
El gran inconveniente del método de intensidad es la necesidad de utilizar dos palpadores y los posibles desajustes que se pueden dar. El método impulso-eco utiliza un solo palpador y en él se realizan las funciones de emisión y recepción”.1
CALIFICACION DEL PERSONAL. Antes de iniciar cualquier procedimiento el personal de debe estar calificado según la norma ASNT SNT TC-1A-.
2.1. SELECCIÓN DE LA MUESTRA DEL MATERIAL. El primer paso para realizar correctamente el examen por ultrasonido es la correcta selección de la muestra de la pieza en donde se desee inspeccionar. 2.1.1. CARACTERISTICA PIEZA Tubería De Acero Carbón Para Caldera
Las calderas y cambiadores de calor requieren diferente tipo de tubería para manejar las altas temperaturas y requerimientos de dimensiones exactas para estos sistemas de más tensión.
Este tubo de acero para caldera se utiliza para las calderas y recipientes a presión de media y baja (Normalmente el contenedor y tuberías de vapor con la presión de trabajo no superior a 5.88Mpa y temperatura de funcionamiento por debajo de 450C). Para las calderas de alta presión (Normalmente los contenedores de tuberías de vapor y tuberías petroquímicas tienen una presión de trabajo no superior a 9.8Mpa temperatura de funcionamiento entre 450C-650C).
2.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES Para la selección de los equipos se tienen en cuenta los requisitos del equipo de acuerdo con la norma ASTM E797 (05) en su sección T-530 que define: 2.2.1. Generación de la frecuencia La frecuencia que genere el instrumento ultrasónico de pulso-eco será de al menos 1 MHz a 5 MHz, además se pueden utilizar instrumentos que operen a otras frecuencias. 2.2.2. Requisitos Instrumento ultrasónico. Se empleará un instrumento ultrasónico detector de fallas del tipo pulso eco con presentación A-scan, un medidor de espesores de lectura digital directa, un detector de fallas ultrasónico con presentación A-scan y lectura digital directa o un medidor de espesores con presentación A-scan y lectura digital directa. La medición de espesores debe ser indicada en un tubo de rayos catódicos, una pantalla electroluminiscente, una pantalla de cristal líquido, un medidor o una pantalla digital.
Fig. 1. Equipo ultrasonido TI-PVX
“El nuevo medidor de espesor de TI-PVX precisión pared ultrasónico
proporciona la flexibilidad necesaria para los requisitos de penetración de alta resolución y tiene la capacidad de utilizar una variedad de transductores de elemento simple para aplicaciones específicas: Delay Line Estándar (consejos de acrílico y grafito para metales y plásticos delgados), Lápiz Delay Line (zona de acceso difícil en materiales delgados) y Contacto transductores (variedad de aplicaciones) hace que es la herramienta perfecta para flexible mediciones muy precisas y delicadas. Los ajustes de resolución ajustables añadir a flexibilidad del PVX. Las opciones de visualización seleccionables proporcionan al usuario una flexibilidad adicional durante la operación: (forma de onda de RF, + / - de forma de onda rectificada, y grandes dígitos con Scan-bar. Función de B-Scan basado El tiempo muestra una sección transversal del material de ensayo. Muestra el perfil de la superficie opuesta del material. La función de escaneo de alta velocidad acelera el proceso de inspección al hacer 32 mediciones por segundo. Retire el transductor del material de prueba y visualizar la medida mínima escaneada. ”3
2.2.3. Requisitos Palpadores (a) Los palpadores pueden contener elementos transductores sencillos o dobles. (b) Pueden utilizarse palpadores con zapatas contorneadas de contacto
para ayudar en el acoplamiento ultrasónico. La calibración debe hacerse con las zapatas de contacto que se utilizarán durante el examen. Pero para la medición de espesores la frecuencia puede ser conducida a cualquier frecuencia capaz de resolver el rango de espesores a ser medido. En la selección del equipo la medición de espesores debe ser indicada por un tubo de rayos catódicos, un medidor o una pantalla digital. c) Se debe proporcionar el(os) bloque(s) de calibración de velocidad ultrasónica, superficie, forma y acabado similar al de la pieza que se va a examinar.
2.2.4. Requisitos de calibración generales “Las calibraciones deben incluir el sistema ultrasónico completo y se deben realizar antes del uso del sistema en la variedad de grosor bajo el
examen. Las calibraciones de la superficie deben ser realizadas (vestido o desnudo) correspondiente a la superficie del material del cual el examen se realizará. Debe usarse un mismo acoplante durante el examen y durante la calibración”.1
2.2.5. Selección acoplador “El acoplador, incluso aditivos, no debe ser perjudicial para el material examinado. El acoplador usado en aleaciones de la base de níquel no debe contener más de 250 ppm de azufre y los acoplantes usados en el acero inoxidable austenitico o titanio no debe contener más de 250 ppm”. 1 2.2.6. Requisitos tubulares
Bloques
La calibración de los reflectores
de
calibración del
producto
debe ser longitudinal a las muescas
(axiales) y deben tener una longitud para no exceder 1 pulg. (25 mm), una anchura para no exceder en. (1.5 mm), y profundidad para no exceder 0.004 en. (0.10 mm) o el 5% del espesor de pared nominal, cualquiera es más grande. Los bloques de calibración deben ser el mismo grosor el ±25% que el reparto para examinarse.
Fig. 2 Bloques de calibración
2.2.7. Cuñas de contacto Las mismas cuñas de contacto para usarse durante el examen se deben usar para la calibración. 2.2.8. Controles del instrumento. Cualquier control, que afecta la linealidad del instrumento (p.ej, filtros, rechace, o recorte), estará en la misma posición para calibración, controles de calibración, controles de linealidad del instrumento y examen. 2.2.9. Temperatura. Para el examen de contacto, el diferencial de temperaturas entre el bloque de calibración y superficies de examen debe ser dentro de 25°F (14°C). 2.2.10. Confirmación de calibración Cuando cualquier parte de la examinación se cambia, un control de calibración se debe realizar en el bloque de calibración para verificar que los puntos de la variedad de la distancia y el ajuste de sensibilidad Cualquier control del simulador que se usa, se correlacionará con la calibración original en el bloque de calibración durante la calibración original. Los controles del simulador pueden usar tipos diferentes de calibración o bloques y/o simula-electrónica. Sin embargo, la simulación usada debe ser identificable en la hoja (s) de calibración. La exactitud de los controles del simulador se debe confirmar, usando el bloque de calibración, cada tres meses o antes del primer uso a partir de entonces.
2.2.11.
Configuraciones de sensibilidad.
Si algún valor de sensibilidad ha cambiado en más del 20% o 2 dB de su amplitud, corrija la calibración de sensibilidad y anote la corrección en el registro de examen. Si el ajuste de sensibilidad ha disminuido, todas las fichas de datos ya que el último control de calibración o calibración válida se debe marcar el vacío y el área cubierta por los datos vaciados se deben reexaminar. Si el ajuste de sensibilidad ha aumentado, todas las indicaciones registradas ya que el último control de calibración o calibración válido se debe reexaminar y sus valores se deben cambiar en las fichas de datos o registrarse de nuevo.
2.2.12. Preparación de las Superficies. Hasta donde sea prácticamente posible se deberá eliminara cualquier indicio de contaminantes ya sea pintura suelta, corrosión, grasa, soldaduras, aceite, humedad en los puntos de inspección; Sin embargo si de la inspección visual se considera que la pintura tiene buena adherencia, entonces no será necesario eliminarla. Todas las condiciones de operación, como son: acabado superficial, frecuencia, calibración del instrumento ultrasónico, tipo de palpador y acoplante empleado, deben ser las mismas durante la calibración y la inspección.
2.2.13. Marcado de Puntos de Inspección. El marcado de cada nivel y su identificación, en la dirección longitudinal, será numérico empezando con el número 1 y tomando como referencia la posición (horizontal: extremo Norte a Sur, extremo Este a Oeste, entrada hombre, placa de identificación, parte frontal a posterior o entrada de fluido; vertical: de abajo hacia arriba). El marcado de cada punto circunferencial y su identificación será alfabético empezando con la letra A y tomando como referencia la posición (horizontal: parte superior; vertical: lado norte), en el sentido de las manecillas del reloj.
2.2.14. Verificación y Calibración del Equipo El funcionamiento adecuado del equipo de examen debe verificarse y el equipo debe calibrarse utilizando como mínimo el patrón de calibración al principio y al final de cada examen, cuando se cambia al personal y en cualquier momento que se sospeche un mal funcionamiento. Si durante cualquier verificación se determina que el equipo de prueba no está funcionando adecuadamente, todo el producto que ha sido inspeccionado desde la última calibración válida del equipo debe re inspeccionar. La calibración del equipo se realizara con los patrones o galgas de calibración, efectuando diez lecturas por cada una de ellas hasta obtener el rango de calibración óptimo El equipo debe ser re calibrado cuando: Sea prendido inicialmente Después de que sea cambiado el operador Cada 24 horas
Antes de iniciar un nuevo set de inspecciones Cuando se obtenga alguna medida dudosa.
2.2.15. Linealidad de la pantalla. La linealidad de la escala horizontal de la pantalla, es requerida, porque un cambio en el espesor del material producirá un cambio en la lectura del espesor correspondiente. La linealidad de la escala horizontal de la pantalla debe verificarse de acuerdo a un procedimiento elaborado para tal fin, esta verificación debe realizarse y documentarse al menos cada tres meses. La linealidad de la escala horizontal. Del instrumento ultrasónico, deben verificarse y evaluarse de acuerdo al procedimiento No. B/PND/ PO/CAL1. La verificación y evaluación debe realizarse: A) Al principio de cada período de uso extensivo, o B) Cada tres meses, lo que sea menor.
2.2.16. Determinación de puntos de inspección El número de puntos a inspeccionar depende del estado actual de la superficie, de los valores obtenidos en mediciones anteriores con los cuales se ha podido determinar el espesor y los espesores aplicados en pinturas de anticorrosivo, barrera y acabado Por lo que una vez realizada la inspección visual y observados los reportes de inspecciones si se tienen se procede a determinar el tamaño de la cuadricula. Cuadricula: Se realizara una cuadricula de 1pie por 1pie en cuyos vértices se tomara un área de 10cm X 10cm. (El tamaño inicial de la cuadricula puede ser variado durante la medición si las condiciones lo requieren).
Se ubicaran en un plano (diagrama), la zonas o áreas que van a ser inspeccionadas. Se realizara una tabla en la que se identificara la zona con la cantidad de puntos a tomar las lecturas en cada una de estas.
2.2.17. Toma de lecturas Una vez determinados los puntos se limpia la zona a inspeccionar y se procede a la toma de las mediciones, las cuales deben estar de acuerdo
con las coordenadas del diagrama o plano y las correspondientes en la tabla de toma de datos.
2.2.18. Manejo del equipo Las especificaciones en cuanto a manejo del equipo se seguirán de acuerdo a los requerimientos de la norma ASTM E-797, el catalogo del equipo y a la experiencia del Ingeniero o Técnico que realicen la medición. 2.2.19.
EVALUACIÓN DE LAS INDICACIONES
La evaluación de los espesores se llevara a cabo bajo los requerimientos del cliente y bajo los estándares del Código establecido.
Fig. 3 bloques de estandarización
Código:___________ Versión:__________ Fecha: ___/___/______
PROCEDIMIENTO ESPECIFICO PARA EL ENSAYOS NO DESTRUCTIVO ULTRASONIDO A TUBERÍA DE ACERO CARBÓN PARA CALDERA POR EL METODO DE ECO PULSO Calificación de procedimiento
Elaboro: Nivel de certificación Revisó: Nivel de certificación Aprobó: Nivel de certificación ASME V 2010 Art. 8 ASTM E426-98
REQUERIMIENTOS GENERALES MATERIAL: ________________________ Fecha de compra: _________________________ Proveedor: _________________________ Código: ______________ N° Serie: ______ Dimensiones ____________________ _____________________ _____________________ Condición superficial: ______________ TOMA DE LA MUESTRA POR CORTE: Segueta: ____ Oxiacetilénica: _____
Fresa: _____
EQUIPO ULTRASONICO: _____________________________ Modelo: ____________ Estándar de referencia: _________________ Re estandarización:si___ no___
Bloque:
A___ B___ C___
Técnica: __________________
CALIBRACION
TIPO DE ACOPLANTE: ___________________________ Marca: ___________________________ ONDA Angulo: _____________ Modo de propagación: ________________ Tipo de unidad: ______________________ Frecuencia: _________
MARCADO DE PUNTOS Realice un bosquejo de la pieza y el marcado de puntos
ESCANEO Dirección: ___________ Avance: _____________ Tipo de escaneo: manual___ automático___ TOMA DE LECTURAS N°
Diámetro
Ubicación Medición de la máxima medida
Medición mínima
RESULTADOS DE EXAMINACION N° 1 2 3 4 5 6 7
Espesor
Máximo
Mínimo
NOTAS ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________ RESULTADOS ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ________________________________________________
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Asme v 2010 articulo 5 métodos de examen ultrasónicos para materiales 2. http://normativa.eppetroecuador.ec:8080/documents/10157/28442/ h01.02.03.01.02_pr_05+medicion+de+espesores+por+el+meto+de +ultrasonido+en+recipientes+a+pres+(v01) 3. Http://www.checkline.com/ultrasonic_thickness_gauge/ti-pvx 4. Asme v 2010 artículo 23 se 797 práctica estándar para medir grosor por contacto del eco del pulso ultrasónico método manual
