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Procedimiento de Ultrasonido – Medición de Espesores
1.- Objetivo El objetivo del presente procedimiento es el de establecer la secuencia a seguir para la medición de espesores de pared en materiales ferrosos mediante el método de ensayo no-destructivo de Ultrasonido, con un equipo de presentación de pantalla digital, que puede ser A-scan, B-scan y/o numérica digital, sin y con recubrimiento de pintura anticorrosiva, en fabricación, en condiciones de operación permanente y a temperaturas permisibles de operación de la superficie de contacto del transductor ultrasónico. 2.- Alcance Este método tiene el alcance a la aplicación del método ultrasónico Pulso-Eco, con equipos de presentación A-scan, B-scan, y pantalla digital, empleando palpador para superficies sin revestimiento y con revestimiento (sin retiro de protección anticorrosivo). Pudiendo efectuarse el ensayo a temperaturas mas altas que el medio ambiente, siempre que se tomen las medidas de seguridad y el palpador sea al adecuado a esta temperatura superficial, requiriendo la aplicación del factor de corrección por diferencia de temperatura con el medio ambiente. 3.- Definiciones Son las establecidas en el Código ASME B&PV Sec. V, Mandatory Appendix III. 4.- Documentos de Referencia a) ASME B&PV Secc. V, Nondestructive Testing , Article 5 Ultrasonic Examination Methods b) ASME B&PVC Sec. V, Art. 23, SE 435 Standard Specification for StraightBeam Ultrasonic Examination of Steel Plates. c) ASNT RP No. SNT-TC-1A Ed. 2001 Qualification and Certification of NDT Personnel. d) ISO 9712 Nondestructive testing - Qualification and Certificacion of Personnel e) Manual del Usuario. Medidor de Espesores digital TG200, DIGIMESS. f) Manual Técnico e instrucciones de manejo DMS 2E, 2, 2TC. 5.- Responsabilidades 5.1 Del Personal en general a) El Gerente de Calidad es responsable de implementar y hacer verificar que
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Procedimiento de Ultrasonido – Medición de Espesores solo personal calificado realice los ensayos y cumpla con lo indicado en este procedimiento. b) Se delegará en el Nivel III en UT, la responsabilidad de establecer las técnicas, interpretar los códigos y seleccionar la técnica particular mas apropiada al objetivo del presente ensayo, y que puede ser por los siguientes casos: b.1medición de los espesores de un material a la recepción de mismo para verificar las medidas toleradas por el suministro de fabricante. b.2medición de los espesores de un material, que forma parte de un sistema de conducción o transmisión de esfuerzos en operación hasta una temperatura operable y permisible para la normal eficiencia del palpador ultrasónico. b.3medición de espesores para determinar el grado de pérdida de material por efecto de erosión, corrosión (generalizada o localizada), oxidación sobre una superficie opuesta sin y con recubrimiento con pintura uniforme. b.4 verificación de la fusión en un plano cuya área cubre el haz ultrasónico a una profundidad dada, traducida por la lectura del “espesor” a esa profundidad. c) Un Nivel II certificado, será responsable de la total ejecución y el mantenimiento de la calibración del equipo para una correcta evaluación de las lecturas encontradas según este procedimiento. Podrá delegar a un Nivel I calificado, la ejecución previa supervisión y monitoreo de sus actividades. 5.2 Gerente de Calidad Es responsable de la realización de las auditorias internas a este procedimiento para la verificación de su cumplimiento. El Nivel 3 UT también esta facultado para auditar el cumplimiento in-situ de los ensayos según este procedimiento y registrarlo. 5.3 Comité del Sistema Integrado de Gestión: Es responsabilidad del Comité del SIG revisar y firmar el presente procedimiento. 5.4 Gerente General: Es responsabilidad del Gerente General aprobar el presente procedimiento.
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6.- Requisitos Generales 6.1 Calificación de personal El personal involucrado en este procedimiento deberá ser calificado y certificado de acuerdo a la Práctica Recomendada ASNT No. SNT-TC-1A Ed. 2001 y/o ISO 9712. Los ensayos indicados en 6.7, 6.8 y 6.9 pueden ser efectuados por un Nivel 1 en Ultrasonido con las instrucciones dadas por escrito por el Nivel 2, solo el Nivel 2 puede evaluar las indicaciones. El Nivel 1 solo puede efectuar el barrido y registrar indicaciones y mediciones efectuadas. 6.2 Materiales y equipos Para la ejecución de los trabajos se utilizarán equipos de ultrasonidos, palpadores acoplante y accesorios que pertenezcan al sistema con pantalla digital con o sin presentación A-scan, de medición directa y previa fijación de la velocidad del ultrasonido en el material a ensayar. a) Equipo de medición de espesores con una precisión de 0.01 mm (0.001 pulg.), marca Digimess o equivalente. b) Bloque de Calibración con varios espesores. c) Marcador metálico, lijas, removedores aprobados, etc. 6.3 Condición de la superficie a examinar b) Todo producto utilizado para la limpieza debe ser probado para verificar si existe la posibilidad de causar algún daño a la superficie por alguna reacción química y/o contenido de halógenos cuando este aplique sobre la característica del material. c) El tipo de preparación de los materiales a ser utilizados deben ser debidamente autorizados y constar en un documento escrito y aprobado. 6.4 Localización de los puntos de medición Se localizarán zonas de medición según las especificaciones técnicas de ingeniería, y cuando no las hubiese, será de acuerdo a lo que un Ing. de Análisis de Fallas, representante del Cliente (Fiscal) y/o Nivel III NDT lo estimen, a fín de obtener los resultados mínimos esperados según el objetivo del ensayo.
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6.5 Frecuencia de Calibración de equipo Todo equipo deberá poseer su certificado de calibración vigente, al inicio de todo servicio de inspección, según formato del Anexo III. La vigencia de este certificado se mantendrá indefinidamente, siempre que las lecturas de medición proveniente de los espesores del bloque de calibración, estén dentro de las tolerancias establecidas. De no mantenerse estas tolerancias, implicaría un desperfecto electrónico en la linealidad de los circuitos electrónicos, lo que requeriría una calibración en fábrica del equipo. Un registro anual de mantenimiento de esta linealidad a través de un documento firmado por un Nivel 3 UT certificado es suficiente para demostrar la continuidad de uso del equipo sin requerimiento de recalibración en fábrica. Además de lo mencionado anteriormente, se calibrará el equipo: (a) Cada vez que se encienda el equipo y antes de apagarlo. (b) Cada vez que se tenga que cambiar de palpador (el cambio se debe efectuar siempre con equipo apagado para evitar daños al cristal del palpador) (c) Cada hora continua de mediciones con el equipo (d) Cada vez que se cambien las baterías (e) Cada vez que el equipo se deba activar automáticamente por su sistema de ahorro de energía. Esta calibración se realiza solamente con el bloque incorporado del equipo. La calibración con la gradilla de espesores variables se efectúa solamente siempre que las lecturas no den congruencia con lo esperado o se manifiesten variaciones fluctuantes de las lecturas en la pantalla. Se deberá verificar la posición de los ecos y el set-up del equipo de acuerdo al manual de usuario para poder cumplir con las condiciones de ensayo. 6.6 Procedimiento General 6.6.1 Evaluación de las condiciones ambientales, de seguridad e instalaciones. 6.6.2 Calibración
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a) Será según el Par. 6.5. 6.6.3 Preparación de la superficie a) Para el caso de emplearse palpador que requiere retiro de capas de recubrimiento, el material a ser inspeccionado deberá estar libre de cascarillas, óxidos, salpicaduras de soldaduras y/o materiales embebidos en ellos, capas de pintura deteriorada u otro tipo de contaminante que pueda interferir en el ensayo. Si la capa de pintura no debe ser retirada, se deberá efectuar otro tipo de calibración (Ver manual de operación del equipo aplicable, ver Par. 6.7 de este procedimiento). b) Remoción de óxidos: Para la remoción de espesas capas de óxidos, se hace necesaria la aplicación de soluciones ácidas o alcalinas, teniendo el cuidado de que los productos usados no ofrezcan un potencial corrosivo en el material (líquidos halogenados). Se debe neutralizar la acción del agente removedor con otra solución inhibidora para luego lavar con abundante agua. 6.6.4 Inspección a) Se verificará la fuente de energía utilizada. Para el caso de equipos a baterías no se trabajará nunca con un límite inferior del 70% de la carga total de las baterías. b) Se verificará el equipo para ver que este cumple con todas las funciones que se utilizarán para los trabajos particulares (memoria disponible, unidades, etc.) c) Se limpiará la superficie para asegurar un buen acople y evitar interferencia de partículas extrañas entre el palpador y el objeto de ensayo. d) Se inspeccionarán los puntos determinados aplicando suficiente acoplante acústico limpio y asegurándose de que se obtenga un buen contacto entre el objeto de ensayo y el palpador. e) Se registrará el valor cuya lectura sea más estable (en caso de no estabilizarse en un valor único del espesor). f) Se procederá de la misma manera hasta recorrer todos los puntos seleccionados para la inspección.
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Procedimiento de Ultrasonido – Medición de Espesores 6.7 Medición de espesores a través de recubrimientos con el Equipo TG-200 de Digimess o equivalente 6.7.1. Teoría de operación La medición de espesores, aplicada en materiales con recubrimientos, básicamente se consigue teniendo en cuenta solo el segundo eco de medición captado por el TG-200.
6.7.2 Procedimiento de medición: a) Un haz ultrasónico es propagado por la capa de recubrimiento y el material, a lo largo de la misma y vuelve al cristal, esto causa un retardo o “delay” (a este lo denominaremos como primer eco + Delay) b) Mientras que el palpador dual es usado para medir la totalidad de la pieza a inspeccionar.
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Procedimiento de Ultrasonido – Medición de Espesores c) El TG-200 trabajara midiendo todo el material, pero solo tendrá en cuenta el segundo eco, eliminando de esta manera el primer eco + Delay causado por el recubrimiento. Disparo
Emision
Recepcion
Delay + espesor de recubrimiento
Eco 1
Espesor del material
Eco 2
NOTA: EL beneficio más importante de este método es poder medir y controlar espesores sin la necesidad de tener que eliminar el recubrimiento de la pieza a inspeccionar. 6.7.3 Configuración paso a paso Ahora el TG200 esta listo para la medición de espesores a través de capa de pintura.
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MENU
Memo Alarm Velo Config V-PATH Pulse
Ec hos Exit * * * * Echos* * * * < 1> < 2>
0.0 mm 5900.0 m/s *
V-PATH Pulse
Ehcos Exit
Measu Unitsn
Off Ligth
6.7.4 Recomendaciones para la medición de espesores sobre capa de pintura. Es muy importante generar un patrón de comparación (en lo posible y mientras sea práctico) donde se pueda calibrar el espesor a controlar. Este patrón debe ser del mismo material base que el del material a controlar, así mismo el recubrimiento del patrón debe ser del mismo material y espesor que el del elemento a inspeccionar. De no ser posible contar con este patrón, se recomienda seguir el siguiente procedimiento: a) Se debe remover el recubrimiento del elemento a inspeccionar en un área aproximada de diámetro 20 mm. b) Removido el recubrimiento y previa limpieza con pulido de la misma, se procederá a medir el espesor del metal mediante el procedimiento de 1º Eco. c) Luego de conocer el espesor de pared del metal, se mide mediante el procedimiento de 2º Eco, el espesor total sobre la capa de recubrimiento, es importante que esta medición se tome en una zona cercana a la que anteriormente se le removió el recubrimiento.
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d) A continuación se seguirá el procedimiento de calibración descrito en la página No 13 de la Ref. 4 (c)(referencia Veloc.), se tendrá que ajustar el valor medido para que coincida con el valor obtenido en el paso 2. 6.8 Medición de espesores empleando el equipo DMS 2, 2E y 2TC
6.8.1 Existen tres tipos de posibilidades de medición con este equipo:
6.8.1.1 Modo Dual: Se muestra en la figura el principio de funcionamiento del palpador DUAL.
6.8.1.2 Modo de Eco Múltiple: Se muestra en la siguiente figura el principio de funcionamiento del palpador de Eco Múltiple:
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6.8.1.3 Modo de TopCoat Se muestra en la siguiente figura e principio de funcionamiento del palpador TopCoat:
Los modos indicados en 6.8.1.2 y 6.8.1.3 son para medir espesores sin retirar recubrimiento. El modo 6.8.1.1 requiere retirar capas de recubrimiento. Para emplear cualquiera de estos modos, basta con cambiar el palpador, el instrumento de medición será el mismo. Con este equipo, se puede guardar en la memoria interna, las lecturas en forma de matriz y procesamiento de datos, así como las imágenes congeladas de presentación A-scan y B-scan. 6.9 Medición de espesores con el equipo de presentación A-scan Mod. USM-35 6.9.1Se debe cumplir con los requerimientos previos de verificación de linealidad horizontal del equipo como lo establece el Proc. PS-OE.16.00 de Ultrasonido, para posteriormente efectuar las calibraciones en la escala horizontal para visualizar dos ecos de fondo como mínimo (palpador de simple cristal) o mediante la calibración de dos distancias intermedias a la del rango a medir (palpador de doble cristal). Se empleará una compuerta para medir espesores sin recubrimiento de pintura y doble compuerta para medir espesores sobre recubrimiento de metal. 6.10Corrección de la medición de espesores a temperaturas mayores al medio ambiente El valor del espesor real aproximado es determinado según la siguiente formula:
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E r = E c .(VSA − K∆T ) / VSA E r = Espesor Re al E c = Espesor medido en caliente K = Cons tan te de reduccion de velicidad en caliente = 1 m / s / C ∆T = Diferencia de temperatura de medicion y del bloque de calibracion La calibración del equipo debe verificarse con una frecuencia cada 10(diez) mediciones de espesores. 6.11 Presentación B-scan 6.11.1 El B-scan es una presentación en función del recorrido, del espesor de pared del objeto a comprobar. Es ideal para reproducir secciones corroídas. La presentación muestra la sección transversal del objeto a medir en forma continua, de esta manera se aprecia la morfología del perfil interior del material ensayado, en la dirección del barrido del palpador. 6.12 Informe de resultados Los resultados de las mediciones serán presentados en el reporte de ensayo que se presenta en el Anexo 7.0 de este procedimiento, pudiendo modificarse total o parcialmente de acuerdo a necesidad y requerimiento del Contratista, esto último se podrá efectuar previa solicitud por escrito. El cambio se registrará como otro anexo al procedimiento y será materia de otra revisión. Se aceptan los registros provenientes del software de los equipos digitales para anexarlos al reporte final de ensayos, indicando debidamente la fecha, nombre del(os) operador(es), e identificación de la instalación ensayada. 7.- Anexos 7.1 Modelo de reporte certificado – Anexo I 7.2 Diagrama de flujo de calibración de equipo – Anexo II 7.3 Certificado de calibración – Anexo III
REPORTE DE ENSAYO DE MEDICION DE ESPESORES POR ULTRASONIDO
ANEXO I RS-OE-10-01-02
Servicio:
CLIENTE: Instalación/Planta:
Área:
Temperatura del Material:
Fecha:
Dia.Long.Altura:
Pres. Operación y Temp. Diseño:
Equipo de Medición:
Modelo S/N:
Material:
Fluido de Contención o Flujo:
Palpador (Tipo, Dia., Frec.) :
Código Aplicable:
CROQUIS
MEDICIÓN (mm) Localización
Sección
1
EVALUADO POR:
Nivel:
2
3
4
5
6
7
8
POR INSPECTOR:
Fecha:
Nivel:
Espesor min. (mm.) 9
10
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POR CLIENTE:
Fecha:
Nivel:
Fecha:
Rev. : 01 Pagina: 1 PS-OE-10.02 De: Procedimiento de Ultrasonido – Medición de Espesores Anexo II. Diagrama de Flujo de Calibración de Equipo Encender el equipo, previa conexión del cable-palpador
Colocar el palpador con acoplante acústico en espesor Nº 1 de Escalerilla
Registrar el espesor medido Nº 1 y hacer la diferencia con el espesor real
Registrar la diferencia y establecer el error dividiendo este valor entre el valor real
Realizar la misma operación con los demás espesores de la escalerilla
Emitir el registro con los valores de espesor medido, real, diferencia y error
Añadir la identificación del equipo y Nº de serie
Firma del responsable de medición y aprobación
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CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN
ANEXO III EQUIPO MEDIDOR DE ESPESORES MODELO PALPADOR DUAL
MARCA Nº SERIE
Mediante la presente documento, Servipetrol Ltda. certifica que el equipo de las características indicadas cumple los requerimientos de operatividad según manual del fabricante y ha sido probado y calibrado siguiendo el procedimiento PS-OE-10.00 para su cumplimiento de registro certificado de inspección por Ultrasonido - Medición de Espesores.
MEDICIÓN
LECTURA BLOQUE
LECTURA DE LA UNIDAD
DESVIACIÓN MAX.
Pulgadas
Pulgadas
1 2 3 4 5
Pulgadas 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500
Nota: Equipo calibrado con escarelilla Nº Fecha de Calibración: Fecha próxima Calibración:
EFECTUADO POR
APROBADO POR (Nivel II ó III)
