INSPECCIÓN DE TUBERÍAS CON HERRAMIENTAS INTELIGENTES Noviembre 2013
INSPECCIÓN EN LINEA Determinación de la Integridad de Tuberías Tuberías ‘’
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La norma API 1160 Managing System Integrity for Hazardous Liquid Pipelines establece establece tres tres técnicas para determinar determinar la integridad de de un ducto.
• Prueba Hidrostática (PH). • Evaluación Directa (Direct Assessment) • Inspección Magnética (ILI)
INSPECCIÓN EN LINEA Determinación de la Integridad de Tuberías Tuberías ‘’
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La norma API 1160 Managing System Integrity for Hazardous Liquid Pipelines establece establece tres tres técnicas para determinar determinar la integridad de de un ducto.
• Prueba Hidrostática (PH). • Evaluación Directa (Direct Assessment) • Inspección Magnética (ILI)
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Que son los PIG´ PIG´s ? •
•
Los PIGs son herramientas que se insertan dentro de las tuberías para realizar tareas específicas como limpieza o inspección en busca de daños. Usualmente viajan con el flujo del producto.
• Años atrás, los primeros pigs desarrollados cumplían solamente tareas de limpieza.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Propulsión de los PIGs •
Los pigs son usualmente impulsados a través de la tubería por el fluido transportado; es decir, viajan con el flujo del producto.
• Este tipo de pigs son llamados de ‘flujo libre’ • No interfieren con el flujo
Insertar los Pig dentro de las tuberías es una operación peligrosa, razón por la cual la seguridad es siempre la primera preocupación antes, durante y después de cualquier operación.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Tipos •
Existe varios tipos de PIGs, pero pueden ser agrupados en dos tipos principales:
PIGS UTILITARIOS: Herramientas utilizadas para limpieza, sello y mantenimiento de las tuberías.
PIGS INTELIGENTES: Recoge información del estado mecánico de las tuberías.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Pigs Utilitarios: Limpieza, control y mantenimiento La limpieza de las líneas, se realiza, tanto en actividades de mantenimiento así com para el paso de herramientas instrumentadas. Existen muchos tipos de pigs de limpieza, diseñados para condiciones específicas de cada línea. Las primeras carreras de limpieza, se realizan usualmente con pigs equipados únicamente con sellos o con copas cónicas flexibles, para proveer una limpieza ligera. En la medida que el proceso de limpieza progresa, se pueden utilizar sellos más agresivos (copas + sellos) Para una limpieza más agresiva se utiliza cepillos con muchas variaciones, en algunos casos, se requiere cuchillas de uretano. En casos específicos como por ejemplo tuberías con pittings internos, puede utilizarse pigs de cepillos independientes flexibles
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Pigs Utilitarios: Limpieza, control y mantenimiento Pig de cepillos con imanes en el cuerpo
Cepillos
Batching ¨Pig (puede ser también usado para distribuir inhibidores de corrosión)
Imanes
Pig de copas
Pig de espumas
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Limpieza: Ventajas Tubería Limpia •
Mejora el rendimiento.
•
Reduce costos operativos.
•
Control de corrosión:
• Limpieza
•
interna puede remover líquidos y sólidos que pueden promover la corrosión. La limpieza puede remover bacterias que pueden estar ubicada dentro de lodos o escala.
•
Remueve Obstrucciones.
•
Prepara la línea para la inspección interna.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Que es la Inspección en Línea? •
Es una metodología para determinar el estado real de la pared de una tubería (de acero) mediante el uso de herramientas de inspección, que viajan a través de la tubería propulsado por el flujo del producto transportado, sensando y registrando de manera no destructiva, cualquier región anómala en la pared de la tubería, típicamente, sin causar disturbio en el flujo u operación. Fecha
Desarrollo
1959
TD Williamson desarrolló un pig Calibrador para detectar obstrucciones en la tubería
1966
Toboscope lanzó el primer pig de fuga de flujo magnético (MFL " Magnetic Flux Leakage") en USA para detectar pérdidas de metal como corrosión.
1978
Pigs de alta resolución fueron desarrollados en UK.
1980s
Se incrementó el número de vendedores de MFL
1986
Aparecieron pig de Ultrasonido para medir el espesor de pared MFL que pueden detectar defectos como figuras o grietas mediante la rotación del campo magnético en una dirección transversal (TFI, transverse field inspection) Desarrollo de pigs combinados. EMAT
1990s 2000s
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Tipos de Pigs Inteligentes • •
Los Pigs Inteligentes recogen información sobre la condición mecánica de las tuberías. Existen muchos tipos de Pigs Inteligentes:
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Detección de pérdidas de metal Mediciones de geometría Detección de grietas Medición de Protección Catódica Mapeo / perfiles Video / fotografías Medición de presión y temperatura Detección de fugas Etc.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Herramienta Geométrica •
La tuberías no son perfectamente redondas. Tendrán ovalidades o falta de redondez .
•
Las tuberías pueden tener además deformaciones como abolladuras, estrechamientos, arrugas, etc., que pueden afectar su geometría.
• Las abolladuras y arrugas pueden conllevar a una falla de la tuberías.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Principio de funcionamiento •
Es una herramienta que (usualmente) tiene brazos (calipers) a bordo que se desvía cuando pasan a través de una restricción.
• El grado de desviación es medido y guardado. •
Un ejemplo sencillo de una herramienta geométrica es:
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Información mostrada por la herramienta DATA
3D
Abolladura según software
Cross Section
Abolladura con parche
Abolladura (lado interno)
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Información mostrada por la herramienta
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Defectos de geometría
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Pigs de Mapeo •
Las herramientas de mapeo tienen unidades internas de medición para monitorear la altitud y posición del pig, coordenadas X. Y, Z .
•
Las unidades internas acelerómetros internos geográficas de la tubería.
•
La información incluye las coordenadas de soldaduras circunferenciales, e información bastante útil para crear mapas de alineamiento, GIS, y para determinar el movimiento de la tubería bajo suelo.
de navegación usan giroscopios y para establecer las coordenadas
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Pigs de Mapeo
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Pigs de Mapeo
•
Los datos recolectados del GPS, es usado para la localización de anomaliías en la tubería y para establecer las coordenadas excactas de las referencias físicas de la línea
INSPECCIÓN MAGNÉTICA MFL: Mediciones de pérdida de metal •
La herramienta de Fuga de Flujo Magnético (MFL) mide la ‘Pérdida de Metal’ en lugar del ‘Espesor de Pared Remanente’.
•
La herramienta MFL puede correr en tuberías de Fluido y Gas. (no necesitan un acoplante entre sus sensores y la pared de la tubería).
• Aplicable para inspecciones on shore y off shore. • Aplicable para varios rangos de presión y temperatura. •
Puede operar en ambientes extremadamente adversos (multifase, H2S,CO2 etc.).
• Aplicable a una amplia gama de espesores. • Aplicable en tuberías con diferente espesor de pared.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA MFL: Mediciones de pérdida de metal
Pérdida de metal
Espesor Remanente
INSPECCIÓN MAGNÉTICA MFL: Magnetización •
•
La tubería es magnetizada (saturada) por magnetos permanentes: Cualquier pérdida de metal causará que el campo magnético se distorsione. Un detector (sensor) censa la fuga de campo magnético causada por cualquier pérdida o ganancia de metal.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA MFL: Campo Magnético •
Una muestra del campo magnético en las tuberías, y las anomalías detectadas y las no detectadas.
Campo Magnético
Perturbación en el Campo Magnético por el ancho del defectos con esta orientación. Campo Magnético no perturbado por el ancho del defecto en esta orientación.
Defectos axiales son muy difíciles de detectar y medir
INSPECCIÓN MAGNÉTICA MFL: Datos MFL
INSPECCIÓN MAGNÉTICA TFI: Detección de grietas por TFI •
Si se gira el campo magnético 90 grados, los defectos axiales entonces perturbarán el campo magnético.
• TFI (Transverse Inspection).
Field
INSPECCIÓN MAGNÉTICA TFI: Detección de grietas por TFI •
Defectos axiales pueden ser encontrados y medidos.
•
El defecto debe tener un ancho suficiente que permita la fuga del campo magnético.
• Por lo tanto, TFI puede no tener un alto desempeño con fisuras muy finas como fisuras por fatiga y stress corrosion cracks (SCC) •
Puede detectar corrosión, pero no tan bien como lo hace la herramienta MFL estándar.
Perturbación en al Campo Magnético por la longitud del defecto. Campo Magnético ligeramente perturbado por el ancho del defecto.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA TFI: Detección de grietas por TFI Tipos de defectos, mejor caracterizados por Transverse Flux tool. Falta de fusión. Corrosión preferencial en soldadura de costura Fisuras (dependiendo del tamaño) Pérdida de espesor. NAEC (narrow axial external corrosion) Corrosión axial Fisuramiento circunferencial Corrosión selectiva en soldaduras longitudinal
(selective seam weld corrosion) Fisuras bajo stress SCC ( si es significante) Abolladuras con arranque de metal. Fisuras de talon (toe cracks)
INSPECCIÓN MAGNÉTICA TFI: Detección de grietas por TFI
INSPECCIÓN MAGNÉTICA UT: Medición de Espesor de Pared •
• • •
En la inspección Ultrasónica, transductores emiten señales de sonido perpendiculares a la superficie, y recibe señales de las paredes interna y externa. Si existe pérdida de espesor, la reflexión de la onda de sonido cambia. Las señales necesitan de un líquido acoplante para viajar del transductor a la pared de la tubería y viceversa. Ultrasonido mide el espesor remanente de la tubería.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA UT: Medición de Espesor de Pared Lista de los defectos, mejor caracterizados por la herramienta ultrasónica (Compression Wave UTWM tool). Laminaciones Inclusiones Corrosión interna en talón de soldaduras Corrosión preferencial en sentido axial Corrosión general (interior / exterior) Defectos bajo camisas Acanalamiento en deformación Erosión con pérdida de espesor de pared.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA UT: Medición de Espesor de Pared
INSPECCIÓN MAGNÉTICA UT: Medición de Espesor de Pared
INSPECCIÓN MAGNÉTICA UT: Detección de grietas por Ultrasonido •
Una onda ultrasónica, es propagada en la pared de la tubería, la herramienta puede sensar la onda reflejada con determinado ángulo.
INSPECCIÓN MAGNÉTICA UT: Detección de grietas por Ultrasonido
INSPECCIÓN MAGNÉTICA UT: Detección de grietas por Ultrasonido Lista de tipos de defectos mejor caracterizados por esta herramienta Stress-Corrosion-Cracking (SCC) Fisuras axiales Defectos lineales tipo fisura Fisuración por fatiga Fisuras inducidas por hidrógeno(HIC)
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Herramientas especiales • •
Podemos combinar tecnologías en un Pig.. Por ejemplo, podemos combinar un pig MFL con un pig geométrico.
•
Podemos combinar un pig UT, con un pig MFL y UT para detección de fisuras. Combinar tecnologías en un pig, reducirá el numero de corridas que se necesitan.
•
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Herramientas especiales • •
MFL + TFI en una misma herramienta. [24 ”-56”]..
Permite recolectar datos de las dos tecnología al mismo tiempo, optimizando tiempo y dinero .
Built-in Speed control
INSPECCIÓN MAGNÉTICA Reportes •
Las empresas que prestan este servicio, han desarrollado sus herramientas informáticas, tanto para la interpretación de información, como para reporte.
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Se incluyen criterios de integridad con cálculo de ERF, de acuerdo a las normas aplicables.
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Se incluyen hojas de excavación con la información para encontrar los defectos reportados.
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Se incluye información gráfica que dependiendo de los requerimientos, puede llegar al mapeo tridimensional de la tubería.
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Los datos de las inspecciones en términos generales, pueden ser cargados en diferentes softwares, ya que usan archivos compatibles.
