NTC5136_2009 (2).pdf

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5136 2009-09-30

INSPECCION VISUAL DE CILINDROS DE ALUMINIO DE ALTA PRESIÓN PARA GASES COMPRIMIDOS

E:

VISUAL INSPECTION OF HIGH PRESSURE ALUMINUM COMPRESSED GAS CYLINDERS

CORRESPONDENCIA: CORRESPOND ENCIA:

esta norma es una adopción idéntica (IDT) de la CGA C-6.1:2006.

DESCRIPTORES:

cilindro de aluminio; embalaje metálico; cilindro de gas; inspección.

I.C.S.: 23.020.30 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

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Primera actualización Editada 2009-10-09

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 5136 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2009-09-30. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 115 Cilindros y tanques metálicos. AGA FANO FANO CRYOGAS S.A. GIRSAT COLOMBIA HIDROPROB

HIDROTEST HIDROCIL MEDIGASES OXIACED LTDA.

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AGREMGAS AGREMGAS ANDI CÁMARA CÁMARA FEDEME FEDEMETAL TAL EMAC LTDA. CONFEDEGAS ASOCIACIÓ ASOCIACIÓN N COLOMBIAN COLOMBIANA A DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL ACODAL ACODALCABARRÍA & COMPAÑÍA LTDA. CASTELLÓN CDT DE GAS COGAS CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTÓNOMA AUTÓNOMA DE OCCID OCCIDENTE ENTE CUERPO DE BOMBEROS DE BOGOTÁ DGM COLOMBIA EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN FENALCO INDUSEL S.A. INVIMA

INSTITUTO NACIONAL DE SALUD MINISTERIO DE COMERCIO, INDUSTRIA Y TURISMO MINISTERIO DE MINAS Y ENERGIA PRAXAIR – OXÍGENOS DE COLOMBIA OXISERVICIOS OXY MASTER PRODITANQUES INGENIEROS LTDA. SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO SUPERINTENDENCIA DE SERVICIOS PÚBLICOS DOMICILIARIOS TANQUES Y TAPAS INDUSTRIALES LTDA. TECNICONTROL S.A. UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD LIBRE UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD NACIONAL

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 5136 (Primera actualización)

CONTENIDO Página 1.

INTRODUCCIÓN..........................................................................................................1

2.

ALCANCE ....................................................................................................................2

3.

DEFINICIONES ............................................................................................................3

4.

PREPARACIÓN PARA INSPECCIÓN Y PRUEBA HIDROSTÁTICA .........................7

4.1

EQUIPO DE INSPECCIÓN...........................................................................................7

4.2

VENTEO .......................................................................................................................8

4.3

IDENTIFICACIÓN DE CILINDROS DE ALUMINIO .....................................................8

4.4

LIMPIEZA .....................................................................................................................8

5.

CRITERIOS DE INSPECCIÓN PARA CILINDROS DE ALUMINIO DE ALTA PRESIÓN .....................................................................................................9

5.1

MARCACIÓN................................................................................................................9

5.2

LÍMITES DE CORROSIÓN...........................................................................................9

5.3

CORTES, PERFORACIONES Y RANURAS .............................................................10

5.4

ABOLLADURAS ........................................................................................................11

5.5

FUGAS Y POROS ......................................................................................................11

5.6

ABOMBAMIENTO......................................................................................................12

5.7

DAÑOS POR FUEGO Y DAÑOS TÉRMICOS ...........................................................12

5.8

DEFECTOS DEL CUELLO ........................................................................................13

5.9

ROSCAS Y VÁLVULAS.............................................................................................14

5.10

CURVATURA .............................................................................................................15



Página 6.

CONDENANDO UN CILINDRO .................................................................................15

7.

REFERENCIAS NORMATIVAS .................................................................................15

DOCUMENTO DE REFERENCIA..........................................................................................22 ANEXOS ANEXO A (Informativo) DISPOSITIVOS PARA "EDDY CURRENT" ..........................................................................17 ANEXO B (Informativo) GRIETAS BAJO CARGA (Sustained.Load Craking SLC)..................................................18 ANEXO C (Informativo) EXPOSICIÓN AL CALOR Y CONDENA DE CILINDROS DE ALUMINIO............................20 ANEXO D (Informativo) TORQUES MÁXIMOS RECOMENDADOS PARA VÁLVULAS ROSCADAS EN CILÍNDROS DE ALUMINIO .............................................................................................21 FIGURAS Figura 1. Cilindro marcado con excepción ..........................................................................3 Figura 2. Cilindro 3AL marcado con excepción ..................................................................3 Figura 3. Cilindro con corrosión por picaduras ..................................................................4 Figura 4. Cilindro con cortes.................................................................................................5 Figura 5. Cilindro con abolladura..........................................................................................5 Figura 6. Pliegue.....................................................................................................................6 Figura 7. Características típicas del cilindro .......................................................................6 Figura 8. Valle .........................................................................................................................7 Figura 9. Luz y espejo usado para inspección de roscas y corona ..................................8 Figura 10. Grieta en el cuello...............................................................................................13 Figura 11. Marca de parada de herramienta de conformado de la rosxa........................14



INSPECCION VISUAL DE CILINDROS DE ALUMINIO DE ALTA PRESIÓN PARA GASES COMPRIMIDOS

1.

INTRODUCCIÓN

El Departamento de Transporte (DOT) y Transportes de Canadá (TC), requieren que los cilindros utilizados para el transporte de gases comprimidos, sean calificados periódicamente por inspección visual, seguido de prueba hidrostática, si es que van a continuar en servicio (CGA C-1, Métodos de Prueba Hidrostática para cilindros para gases comprimidos) [1] 1. Sin embargo, un cilindro que fue recargado o llenado antes de haber sido recalificado puede permanecer en servicio hasta haber sido desocupado. Los reglamentos de los Estados Unidos en la Parte 180, Subparte C del Título 49 del Código de Regulaciones Federales (49CFR) y regulaciones canadienses equivalentes en la Sección 24 del CSA B339, Cilindros, Esferas y Tubería para el Transporte de Sustancias Peligrosas, identifican las exigencias de inspección y pruebas hidrostáticas para la mayoría de los cilindros [2, 3]. Si los cilindros han sido fabricados bajo permisos o excepciones especiales de DOT o CTC, copias de éstos pueden ser obtenidos de los fabricantes o de la oficina Exemptions Branch de DOT o TC. La aprobación de la Especificación 3AL, Sección 178.46, Título 49 del CFR (2 de julio de 1982), consolidó la mayoría de las excepciones y permisos especiales para cilindros de aluminio en un reglamento de fabricación [2]. La Especificación canadiense TC 3ALM, también incluye la especificación CTC-3AL y permisos para cilindros de aluminio dentro de sus reglamentaciones [3, 4]. Tanto DOT como TC tienen provisiones en sus regulaciones para la introducción de nuevos diseños de cilindros, materiales y técnicas de fabricación. Cilindros de aluminio, antes de las implementación por CTC/DOT de las especificaciones 3AL, TC y 3ALM, habían sido fabricados bajo permisos especiales y/o excepciones E 6498, E 7042, E 8107, E 8364, E 8422 o CTC SP 890 o SP 922.Los números de exepción o permiso están estampados en el hombro del cilindro. Estos cilindros pueden continuar en servicio en Canadá. En los Estados Unidos, estos cilindros con la excepción CTC SP 922 puede continuar en servicio pero debe ser remarcado de acuerdo con la Parte 173.23 del Título 49 del CFR, en el momento de la primera prueba hidrostática a partir de Julio 2 de 1982 [1]. Debe tenerse cuidado de no remarcar cilindros con otro número de excepción o permiso especial. En los Estados Unidos, las Excepciones DOT E 6498, E 7042, E 8107, E8 364 y E 8422, fueron publicadas previamente e identificaban los requerimientos de fabricación, uso e inspección de estos cilindros. Estas excepciones han sido reemplazadas por la Especificación DOT 3AL y ya no se requieren copias de las mismas. Los cilindros marcados con S.P., antes de los 1

Las referencias en esta norma, están indicadas por números entre paréntesis cuadrados y enumeradas en orden de aparición. Véase el numeral 7, Referencias.

1 de 23



mencionados números de excepciones, que designa permisos especiales, también están cubiertos por la Especificación DOT 3AL. Algunos cilindros con las marcas anteriores, pueden estar precedidos por “CTC”, lo cual indica cumplimiento con las exigencias de la Comisión Canadiense de Transporte, i.e., CTC/DOT E 6498-1800.Los cilindros con excepciones y permisos especiales, deben ser nuevamente marcados en el momento de la primera prueba hidrostática que ocurra desde el 2 de julio de 1982. Las exigencias para nuevas marcas, pueden ser encontradas en 49 CFR 173.23 (1), que afirma que, después del 2 de julio de 1982, un cilindro fabricado de acuerdo con y para uso de conformidad con la excepción DOT E 6498, E 8107, E 7042, E 8364 o E 8422, puede continuar en servicio si es marcado antes o en el momento de la siguiente prueba, con la identificación de especificación “3AL”, inmediatamente encima del número de excepción o la marca DOT (i.e., DOT 3AL 1800) es agregada en la proximidad de la marca de excepción [2]. Se recomienda que las marcas existentes de excepciones, se conserven intactas. Ver figuras 1 y 2 para ejemplos de marcado de cilindros con excepción.La experiencia en la inspección de cilindros, es un factor importante para determinar su aceptación para continuar en servicio. Los usuarios que carezcan de esta experiencia o que tengan cilindros cuestionables, deben consultar a los fabricantes o a otras fuentes conocedoras. 2.

ALCANCE

Esta norma ha sido preparada como una guía para la inspección visual de cilindros de aluminio para gases comprimidos, con presiones de servicio iguales o mayores a 1 800 psig (12 410 kPa). Es de naturaleza general y no cubre todas las circunstancias de cada tipo de cilindro individual o su contenido. Las publicaciones adicionales preparadas por la Compressed Gas Association, Inc. (CGA), que pueden ser de ayuda, incluyen: CGA C-1, Methods for Hydrostatic Testing of Compressed Gas Cylinders .[1] CGA C-6, Standards for Visual Inspection of Steel Compressed Gas Cylinders. [6] CGA C-6.2, Guidelines for Visual Inspection and Requalification of Composite High Pressure Cylinders. [7] CGA C-6.3, Guidelines for Visual Inspection and Requalification of Low Pressure Aluminum Compressed Gas Cylinders. [8] Puesto que hay poca o ninguna experiencia con cilindros de aluminio en el rango de presión de 900 psig (6 200 kPa) a 1 800 psig (12 410 kPa), esta norma está dirigida a cilindros con una presión de servicio de 1 800 psig (12 410 kPa) y superior. Para cilindros con presiones de servicio más bajas, existe la CGAC-6.3. [8]

2



C

U

T

8

0

C

9

0

/

D

3

8

1

O

2

T

4

1

NOTA

E 6 4 9 8 L U X F E R

-

-

A 3

1 ?

8

1

Se recomienda que el marcado de excepción existente permanezca intacto Figura 1. Cilindro marcado con excepción

U 8

C T

C

9

0

0

/

D

3

2 4

A 3

8

3 A L

O T

E 6 4 9 8 L U X F E R

-

1

-

1

1 ?

8

1

Figura 2. Cilindro 3AL marcado con excepción

3.

DEFINICIONES

Para el propósito de esta norma, se aplican las siguientes definiciones. 3.1 Curvaturas. Cilindro fabricado con una curvatura en forma de banana. 3.2 Protuberancia. Visible hinchazón en el cuerpo del cilindro.

3



3.3 Condenado. No apropiado para servicio. El cilindro se debe retirar de servicio. 3.4 Corrosión. La corrosión es pérdida de espesor de metal, por algunos medios corrosivos y usualmente aparece como una pérdida general del espesor de pared o picaduras. NOTA La corrosión del aluminio aparecerá como un área áspera y decolorada, con un depósito blanco asociado algunas veces con corrosión.

3.4.1 Corrosión general. Indica una pérdida de metal, de alguna manera uniforme, en un área relativamente grande. NOTA

La corrosión general puede ser difícil de ver, a menos que sea muy pronunciada.

3.4.2 Corrosión lineal. Una serie de picaduras estrechamente espaciadas, que parecen una línea. NOTA

Esta condición es considerada más seria que las picaduras aisladas.

3.4.3 Corrosión por picaduras. La forma más común de ataque sobre el aluminio. Las picaduras pueden ser pequeñas y localizadas o grandes y dispersas. NOTA Las picaduras pequeñas y aisladas, tienen muy poco efecto sobre la resistencia del cilindro, pero el grado de picaduras y concentración determinará si el cilindro puede continuar en servicio. Véase la Figura 3.

Figura 3. Cilindro con corrosión por picaduras

3.5 Grietas. Corte o ruptura en el metal. 3.6 Cortes, perforaciones y ranuras. Defectos que se relacionan por la remoción de metal. NOTA Estos defectos son asociados con alguna pérdida de pared y normalmente son causados por un objeto punzante. Véase la Figura 4

4



Figura 4. Cilindro con cortes

3.7 Abolladuras. Deformaciones en el cilindro, causadas por un objeto no agudo, de tal manera que el metal es relocalizado y el espesor de pared no se reduce. NOTA

Véase la Figura 5.

Figura 5. Cilindro con abolladuras

3.8 Pliegues. Ranura afilada visible a lo largo de la longitud del cilindro normalmente en el área del hombro.

5



Pliegue

El pliegue se muestra desde aquí

Figura 6. Pliegue

3.9 Alta presión. 1800 psig (12 410 kPa) o mayor. 3.10 Cilindros de aluminio de alta presión. Cilindros de aluminio fabricados conforme a las especificaciones DOT-3AL, CTC-3AL y TC-3ALM. NOTA

Véase la Figura 7.

6



Extremo superior

Asiento del O-ring

Cuello

Corona, hombro o cabeza

Roscas

Pared del cuerpo Altura total Diámetro exterior

Espesor de pared del cuerpo

Radio de la base

Espesor de la base

Radio de empalme

Fondo de la base

Soporte de la base

Figura 7. Características típicas del cilindro

3.11 Mínimo espesor de pared de diseño. Mínimo espesor de pared establecido por el fabricante del cilindro. NOTA

Consulte al fabricante para los mínimos espesores de pared de diseño específicos.

3.12 Valles. Larga depresión poco profunda que se encuentra comúnmente en el área del hombro del cilindro. NOTA

Compare este con “pliegue” (véase la Figura 8)

7



Valle

El valle se muestra desde aquí

Figura 8. Valle

4.

PREPARACIÓN PARA INSPECCIÓN Y PRUEBA HIDROSTÁTICA

4.1

EQUIPO DE INSPECCIÓN

4.1.1 Medidores de profundidad, escalas, pie de rey Corrosión externa, abolladuras, protuberancias, ranuras o perforaciones, normalmente son medidas directamente con escalas o medidores de profundidad. En resumen, un pie de rey, de suficiente longitud, es colocado sobre el defecto y se utiliza una escala para medir la distancia desde la base del pie de rey hasta la base del defecto. También se dispone comercialmente de medidores de profundidad, especialmente diseñados para medir la profundidad de cortes pequeños o picaduras. Cuando se midan esos defectos, es importante usar una escala que despliegue toda el área afectada. Cuando se midan cortes, el metal afectado debe ser retirado o compensado, de manera que solamente sea medida la profundidad real del metal removido de la pared del cilindro. 4.1.2 Lámpara de inspección Una de las herramientas más útiles para inspección interna de cilindros, es una sonda con lámpara de alta intensidad. (Véase la Figura 9). 4.1.3 Espejo de Inspección Un espejo dental de ½ pulgadas (12,7 mm) de doble aumento (2X) es utilizado comúnmente para ayudar a la inspección visual interna del cuello y el hombro del cilindro. (Véase la Figura 9). 4.1.4 Inspección penetrante Existen materiales penetrantes de teñido, que muestran fallas de superficie no fácilmente detectables a simple vista.

8



4.1.5 Otros aparatos Existen otros métodos de inspección tales como ultrasónicos o corriente parásita de Faucault (Corrientes Eddy), que pueden ser usados para detectar fallas debajo de la superficie, defectos en el cuello y para medir espesores. (Véase el Anexo A).

Fuente de luz

Cara del cilíndro

Espejo dental

Asiento del O-ring

Cuello Corona

Figura 9. Luz y espejo usado para inspección de roscas y corona

4.2

VENTEO

PRECAUCION El venteo de gases desconocidos de los cilindros, por métodos no apropiados, puede producir lesiones o la muerte.

Si hay cualquier duda sobre el venteo seguro de un cilindro, se debe contactar al propietario para hacer el manejo seguro del cilindro y su contenido. 4.3

IDENTIFICACIÓN DE CILINDROS DE ALUMINIO

Los cilindros de aluminio pueden ser identificados por las marcas DOT, TC y CTC, estampadas en el hombro. Algunos de los números de excepciones y permisos especiales de cilindros de aluminio de alta presión, están relacionados en la sección. 1. Información adicional puede ser obtenida de DOT, TC o del fabricante del cilindro. 4.4

LIMPIEZA

Con criterio técnico se debe determinar la extensión de la limpieza requerida y si es necesario remover la pintura. Retire todos los accesorios que puedan ocultar corrosión u otros defectos, antes de la inspección. Si las limpiezas interior y exterior se practican conjuntamente con pruebas hidrostáticas periódicas, la limpieza debe hacerse antes de la prueba. 9



4.4.1 Limpieza exterior La remocion de la pintura debe hacerse solamente con productos recomendados para aluminio. NO use soluciones de alcalinas fuertes (cáusticas), ácidos o fuentes de calor, tales como hornos o sopletes. El granallado abrasivo o métodos de limpieza que remuevan o puedan remover material del cilindro no deben ser utilizados. Deben seguirse las recomendaciones del fabricante o de los proveedores del equipo utilizado. Las roscas deben ser protegidas y todo material abrasivo debe ser removido del cilindro. 4.4.2 Limpieza interior La limpieza por rotaciòn, si es necesaria, debe hacerse con esferas de óxido de aluminio, pedazos de cerámica u otro material inerte. Después de la rotaciòn, se requiere un enjuague cuidadoso para remover los residuos del material de limpieza, seguido de secado minucioso. NO use soluciones de alcalinas fuertes (cáusticas) ni ácido para limpieza interna. (Véase, el numeral 4.4.1). 4.4.3 Otros Otros métodos de limpieza (por ejemplo medios abrasivos, vapor, etc) pueden ser utilizados para la limpieza. Métodos, procedimientos o limpieza por medios químicos que remuevan o puedan remover material del cilindro deben cumplir con los requerimientos del numeral 5.3.3. Se deben seguir las recomendaciones del fabricante del cilindro. Los hilos de las roscas deben protegerse durante los procesos de limpieza. El cilindro ya limpio debe estar libre de cualquier material utilizado en la limpieza (Véase el numeral 4.4.2). 5.

CRITERIOS DE INSPECCIÓN PARA CILINDROS DE ALUMINIO DE ALTA PRESIÓN

5.1

MARCACIÒN

La marcion de los cilindros, requeridas por la especificación, deben estar legibles y completas. 5.1.1 Estampado prohibido La marca de estampe con el signo más (+), no está permitida en cilindros de aluminio. Este signo significa la calificación de un cilindro de acero para llenado a una presión aceptada de más del 10 % de la presión de servicio estampada. En los cilindros de aluminio, la presión aceptada de servicio no debe exceder la estampada en el mismo. 5.1.2 Fechas de prueba La regulaciòn de CFR 49 180.213 requieren que el símbolo de identificación del laboratorio de prueba sea estampado entre el mes y el año de la nueva prueba [1]. La práctica corriente es colocar este símbolo cerca de la prueba hidrostática original. Las regulaciones canadienses sobre transporte de materiales peligrosos, también requieren que el símbolo registrado de quien hace la prueba sea estampado en el cilindro como está establecido en la Sección 24.6.3 de CSA B-339. [3] 5.2

LÍMITES DE CORROSIÓN

No es práctico identificar los límites de corrosión para todo tipo, diseño y tamaño de cilindros, e incluirlos en una norma. Las siguientes descripciones generales proporcionarán orientación 10



para la aceptación para servicio de cilindros de aluminio. Las profundidades permisibles de corrosión especificadas, son para cilindros de alta presión, con espesores de pared de 4,762 mm (0,187 pulgadas) o más. 5.2.1 Límites de corrosión general Si el espesor de la pared del cilindro es desconocido, la profundidad permisible de corrosión es 0,787 mm (0,03 pulgadas). Si es conocido, la profundidad máxima permisible de corrosión es 15 % del espesor mínimo de diseño. El área de corrosión no debe extenderse más de un 25 % de la superficie interna o externa. 5.2.2 Límites de picaduras aisladas Si el espesor de pared es desconocido, la profundidad permisible de picaduras es 1,575 mm (0,062 pulgadas). Si se conoce el espesor de la pared, la profundidad permisible es 30 % del espesor mínimo de diseño. Por ejemplo, para un espesor de pared conocido de 8,763 mm (0,345 pulgadas) la profundidad permisible de picadura es 0,30 x 0,345 pulgadas = 0,103 pulgadas (2,616 mm). Las picaduras ilustradas en la Figura 3, midieron 2,184 mm (0,086 pulgadas). Esto es más que la profundidad permisible para un cilindro con un espesor de pared desconocido, pero es menos que la permisible para un cilindro con un espesor de pared conocido de 8,763 mm (0,345 pulgadas). 5.2.3 Corrosión Lineal Si el espesor de pared es desconocido, la profundidad permitida en corrosión lineal es de 0.787 (0,031 pulgadas). Sí el espesor de pared es conocido, la profundidad permitida en corrosión lineal es del 15% del mínimo espesor de pared de diseño. La longitud de la corrosión lineal debe ser menor que 152,4 mm (6 pulgadas). 5.3

CORTES, PERFORACIONES Y RANURAS

5.3.1 Medidas Los cortes, perforaciones o ranuras, pueden ser medidos con medidores de profundidad apropiados o con un tubo de mediciòn de picaduras. Cualquier metal con engrosamiento, debe ser suavizado para permitir la medida verdadera sin causar daños adicionales al cilindro. 5.3.2 Límites Si el espesor de la pared es desconocido, el corte permisible es 0,787 mm (0,031pulgadas,). Si es conocido, el permisible es 15 % del espesor mínimo de diseño. La longitud del corte debe ser inferior a 152,4 mm (6 pulgadas). Se debe condenar cualquier cilindro con un corte, perforación o ranura de 152,4 mm (6 pulgadas) o màs de longitud. Por ejemplo, para una ranura en un cilindro con un espesor de pared de diseño conocido de 9,652 mm (0,380 pulgadas), la profundidad permisible de la ranura es de 9,652 mm x 0,15 = 1,447 mm (0,380 pulgadas x 0,15 = 0,057 pulgadas). La ranura del cilindro en la Figura 4, midió 1,524 mm (0,060 pulgadas), que tiene una profundidad mayor que la permisible 0,787 mm (0,031 pulgadas) para un cilindro de espesor de pared desconocido y también mayor que la profundidad permisible 1,447 mm (0,057 pulgadas) para un cilindro con espesor de pared de diseño conocido de 9,652 mm (0,380 pulgadas).

11



5.3.3 Pérdida de Pared La mayoría de procesos de tratamiento de superficie (interna o externa) tienen el potencial de remover material de las paredes del cilindro. Por lo tanto, es esencial que estos procesos sean realizados antes del ensayo de recalificación final. El espesor de pared debe ser determinado después de cualquier proceso de remoción de metal, sin tener en cuenta la cantidad de material perdido. Cualquier proceso de reacondicionamiento usado para limpiar, alterar o mejorar el acabado final de un cilindro después de haber sido introducido al mercado, no debería reducir su espesor de pared por debajo del 85% del mínimo espesor de pared de diseño en cualquier zona aislada como está descrito en los numerales 5.2 a 5.2.3 y 5.3.2. Cilindros con pérdida de pared mayor a este valor deben ser condenados. Si la parte cilíndrica que va a ser reacondicionada està por fuera de los limites descritos en 5.2 hasta 5.2.3 y 5.3.2, entonces el espesor de pared del cilindro no puede ser reducido por debajo del minimo espesor de pared de diseño. Los cilindros con perdida de pared mas grande que esta deben ser condenados. Los criterios para defectos aislados posteriores al reacondicionamiento permanecen aplicables. Los procesos que pueden producir perdida de pared incluyen: -

Limpieza de superficies interna y externa (ver 4.4)

-

Corte, esmerilado, desbarbado y desescamado de la superficie interna o externa y,

-

Aplicación de químicos que disuelvan o reaccionen con el aluminio.

5.4

ABOLLADURAS

En general, las abolladuras que no reducen el espesor de pared, pueden ser toleradas. Sin embargo, la práctica normal es aceptar abolladuras hasta de 1,575 mm (0,062 pulgadas,) de profundidad, cuando su diámetro mayor es de 50,8 mm (2 pulgadas) o más. (Véase la Figura 5). Cilindros con una o más abolladuras que sean de diámetro menor a 50.8 mm (2 pulgadas) deben ser condenados. 5.5

FUGAS Y POROS

5.5.1 Detección Fugas y poros pueden ser encontrados en un cilindro de varias maneras. Se recomienda hacer una inspección visual detallada del exterior e interior de las superficies. El uso de tintas penetrantes puede ser de gran ayuda (Véase el numeral 4.1.4). Un cilindro que presenta fugas o tiene un poro podría romperse si éste es presurizado, por eso el chequeo de fugas con solución jabonosa o inmersión en agua no es recomendable. Poros pueden ser ocultados con material de construcción y luego pintados o ser rellenados para no ser vistos. Sí el dueño del cilindro ha identificado que este pierde la presión por causas desconocidas, se debe sospechar de una fuga o un poro. NOTA: La prueba hidrostática puede identificar un cilindro con una fuga. No presurice un cilindro, que se sospeche tenga una fuga o un poro, por fuera de la camisa de agua capaz de contener de manera segura o aliviar la presión liberada en caso de una falla catastrófica.

5.5.2 Límites Cilindros con fugas a través del metal deben ser condenados. Cilindros con poros deben ser condenados. Reparación de cilindros de aluminio con fugas o poros no está permitida. 12

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.6


ABOMBAMIENTO

Los cilindros son fabricados con una forma razonablemente simétrica. Los que estén visiblemente abombados, deben ser condenados. 5.7

DAÑOS POR FUEGO Y DAÑOS TERMICOS

5.7.1 Daños por incendio Los cilindros de aluminio sometidos a la acción del fuego (i.e. en un incendio), deben ser condenados. En el CFR 49, DOT requiere que los cilindros de aluminio sean condenados si han sido o muestran signos de sobrecalentamiento (el material del cilindro ha excedido los 176,6 °C [350 °F]). 5.7.2 Daño Térmico Los cilindros de aluminio pueden ser dañados definitivamente por exposición a temperaturas elevadas. Los cilindros calentados a temperaturas de metal de más de 176,7 ºC (350 ºF) deben ser condenados. (Ver Anexo C). Sí hay alguna duda acerca de la temperatura que pudo haber alcanzado un cilindro, este debe pasar la prueba hidrostática.(Véase el numeral 5.7.4). Los procesos que pueden producir temperaturas de metal superiores a 176,7 ºC (350 ºF) incluyen: -

Horneado, curado o secado de pintura;

-

secado en horno;

-

recubrimiento de vinilo;

-

galvanizado, pelado de pintura por calentamiento y

-

aplicación de calor para asistir la mezcla de gases en cilindros que contienen mezclas.

Siga las recomendaciones del fabricante del cilindro con respecto al pintado o reacondicionamiento de cilindros. 5.7.3 Quemaduras por arco eléctrico Cilindros con quemaduras de arco deben ser condenados. 5.7.4 Inspección por daño por fuego y daño térmico Evidencia directa e indirecta de un cilindro que fue sometido a la acción del fuego o evidencia de una exposición a elevadas temperaturas incluye: -

Pintura quemada u otro recubrimiento de protección quemado o con ampollas;

-

Fusión, cráteres o cicatrización del metal;

-

Adición de material de aporte de soldadura, marcas de soldadura y quemaduras por arco;

-

Distorsión del cilindro; 13



-

Fusión o deformación del volante de la válvula o protector de la válvula.

-

Quemaduras, ampollas, distorsión o decoloración de etiquetas o complementos del cilindro.

-

Activación del fusible de seguridad (i.e. ruptura del disco de seguridad o fusible fundido); e

-

Incremento en la expansión volumétrica permanente durante la prueba hidrostática.

PRECAUCION

5.8

No oculte los daños por incendio o daños térmicos con pintura u otros medios

DEFECTOS DEL CUELLO

Los cuellos de los cilindros deben ser examinados por roturas, dobleces y otras fallas. 5.8.1 Grietas en el cuello Todos los cilindros de aluminio deberán ser internamente inspeccionados por grietas en la región del cuello. La inspección debe ser visual pero puede ser confirmada utilizando un dispositivo de ensayo no destructivo electrónico (Ver Anexo A). Cilindros con grietas deben ser condenados. Reparación de grietas en el cuello no están permitidas (Ver Figura 10).

Figura 10. Grieta en el cuello

Un cuello que presenta una marca de parada de herramienta de conformado de la rosca debe ser distinguido de una grieta. Los cilindros que tienen marca de parada de herramienta son aceptables para uso. (Véase la Figura 11). Cilindros de aluminio fabricados con aleación 6351 pueden presentar grietas bajo carga (SLC) que van creciendo durante varios años de uso. A tales cilindros debe realizarse las inspecciones apropiadas en el momento de la recalificación. (Véase el Anexo B).

14



Figura 11. Marca de parada de herramienta de conformado de la rosca

5.8.2 Pliegues Pliegues encontrados en hombro del cilindro que se extienden hasta la base del cuello pueden aparecer como grietas durante la inspección visual del cuello. Condene todos los cilindros con pliegues que entren en más de un hilo de rosca completo y continuo (Véase la Figura 6). 5.8.3 Valles Cilindros con uno o más valles son aceptables para su uso. Verifique que los valles no afecten el mínimo número de hilos de rosca requeridos (Véase el numeral 5.9 y Figura 8). 5.9

ROSCAS Y VÁLVULAS

Las roscas del cuello de los cilindros, deben ser examinadas cada vez que la válvula sea retirada. Los cilindros tienen un número específico de hilos de forma apropiada, de acuerdo con lo exigido por las normas. Deben ser condenados si el número efectivo de hilos se ha reducido sustancialmente, de manera que no se pueda obtener el sello apropiado por métodos razonables de instalación de válvulas. Los defectos comunes de las roscas son crestas corroídas o gastadas e hilos rotos, cuarteados o con muescas. 5.9.1 Sellos de anillos “O” (O-ring) Muchos cilindros de aluminio tienen sellos con anillos “O” y roscas rectas. Si se usan lubricantes, tanto éstos como los anillos, deben ser compatibles con la carga. La superficie de asiento, debe ser inspeccionada para ranuras, perforaciones o muescas que puedan afectar el sello. Los anillos deben ser limpiados y emparejados. 5.9.2 Instalación y remoción de válvulas Cuando se instalen las válvulas, se debe tener cuidado de que se tenga en cuenta la configuración de la rosca, recta versus cónica. Algunas válvulas con conexiones roscadas (3/4 de pulgada NGT) se acomodarán a un cilindro con roscas rectas (3/4 de pulgada NGS) y se pueden producir daños al cilindro o a la válvula. Para verificar tamaño y tipo de rosca, se puede usaruna galga. 15



Para la instalación de las válvulas debería seguir la CGA V-11 General Guidelines for the Installation of Valves into High Pressure Aluminum Alloy Cylinders [9]. Para el desvalvulado o remoción de la válvula debería seguir las guías de la CGA P-38 Guidelines for Devalving Cylinders. [10] 5.9.3 Servicio de gas El DOT reglamenta el uso de tipos específicos de rosca para ciertos servicios de gases. Refiérase al título 49 CFR, Sección 173.302(b)(2). Refiérase a CSA B340 para los equivalentes en los requerimientos canadienses. [4] 5.10

CURVATURAS

Un cilindro con curvaturas está en condiciones aceptables para su uso. 6.

CONDENANDO UN CILINDRO

Cuando durante la inspección visual se detecta un defecto que requiere que el cilindro sea condenado (Ver numeral 5), el cilindro debe ser removido del servicio. Adicionalmente, el cilindro debe llevar estampadas una serie de X’s sobre la especificación y la presión marcada de servicio ó la palabra CONDENADO estampada sobre el hombro utilizando un marcador de acero. Alternativamente se debe inhabilitar el cilindro para contener gas bajo presión con la autorización del dueño del cilindro. Cuando un cilindro ha sido condenado, el dueño debe ser notificado por escrito que el cilindro fue condenado y no puede ser llenado. NOTA

El cilindro puede hacerse inoperable con permiso del propietario

7.

REFERENCIAS NORMATIVAS

[1]

CGA C-1, Methods for Hydrostatic Testing of Compressed Gas Cylinders , Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5 th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com

[2]

Code of Federal Regulations , Title 49 CFR Parts 170-180 (Transportation), U. S.

Department of Transportation. Superintendent of Documents, U.S. Government Printing Office, Washington, DC 20402. www.gpoaccess.gov [3]

CSA B339, Cylinders, Spheres and Tubes for the Transportation of Dangerous Goods , Canadian Standards Association, 5060 Spectrum Way, Mississauga, ON L4W 5N6, Canada. www.csa.ca

[4]

CSA B340, Selection and Use of Cylinders, Spheres, Tubes and Other Containers for the Transportation of Dangerous Goods, Class 2, Canadian Standards Association, 5060 Spectrum Way, Mississauga, ON L4W 5N6, Canada. www.csa.ca

[5]

CGA P-11, Metric Practice Guide for the Compressed Gas Industry , Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com

[6]

CGA C-6, Standards for Visual Inspection of Steel Compressed Gas Cylinders , Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com 16



[7]

CGA C-6.2, Guidelines for Visual Inspection and Requalification of Composite High Pressure Cylinders, Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5 th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com

[8]

CGA C-6.3, Guidelines for Visual Inspection and Requalification of Low Pressure Aluminum Compressed Gas Cylinders, Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com

[9]

CGA V-11, General Guidelines for the Installation of Valves into High Pressure Aluminum Alloy Cylinders, Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5 th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com

[10]

CGA P-38, Guidelines for Devalving Cylinders , Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com

[11]

CGA TB-19, Uses of Eddy Current On Refillable High Pressure Vessels To Detect Imperfections, Compressed Gas Association, Inc., 4224 Walney Rd., 5 th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com

17


NTC 5136 (Primera actualización) ANEXO A (Informativo)

DISPOSITIVOS PARA “EDDY CURR ENT”

Además de la inspección visual (por pérdida de material y defectos), existen unas técnicas de ensayo no destructivo que pueden encontrar defectos que el ojo no puede ver a simple vista. Una de esas técnicas utiliza el “ eddy current” . Dispositivos de eddy current están especialmente diseñados para detectar defectos en el cuello (Ver 5.8). Para más información acerca del eddy current y su aplicación a la inspección de cilindros consulte la CGA TB-19 Uses of Eddy Current On Refillable High Pressure Vessels To Detect Imperfections. [11] Comercialmente hay unidades de ensayo disponibles, que fácilmente identifican grietas en el cuello y defectos en las roscas en los cilindros. Contacte al fabricante de cilindros para recomendaciones de ensayo.

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NTC 5136 (Primera actualización) ANEXO B (Informativo)

GRIETAS BAJO CARGA ( S us tained-Load C racking S LC )

Este anexo provee información adicional acerca de las grietas bajo carga (SLC) que se presentan en algunos cilindros de aluminio. Como el nombre lo indica, el proceso SLC ocurre dentro de los cilindros de aluminio cuando se presentan grietas en el metal durante su presurización (proceso de llenado). Las grietas comienzan a crecer en el área del hombro del cilindro presurizado. El proceso ocurre por los esfuerzos a que son sometidos ciertos componentes en la aleación del metal. Es importante anotar que el fenómeno del SLC no siempre se presenta. A través de los años todos los cilindros de aluminio y algunos con fibra compuesta han sido fabricados de diferentes aleaciones de aluminio. Algunos de ellos mostraron mas tarde, características de SLC. La aleación de aluminio comúnmente usada en Los Estados Unidos que presenta SLC ha sido identificada por la Asociación de Aleaciones de Aluminio y corresponde a la Aleación No 6351. Cuando se refiere a cilindros, comúnmente se les llama cilindros 6351. Hoy la aleación de aluminio mas usada en Norte América para cilindros fabricados con especificación DOT 3AL y TC 3ALM es la 6061. Lo que se conoce hasta ahora es que los cilindros de aluminio 6061 de alta presión con rosca recta no han demostrado SLC. B1

¿ES MI CILINDRO FABRICADO CON LA ALEACIÓN 6351?

-

Cliff Impact una división de Parker Hannifin fabricó cilindros de aleación 6351 antes de Julio de 1990.

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Justice Cylinders fabricó todos los cilindros con aleación 6351. Ellos comenzaron fabricando cilindros para uso médico durante dos años (1984 y 1985).

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Luxfer USA conocida como Luxfer- Gas Cylinders, Fabricó cilindros DOT 3AL y CTC 3ALM con la aleación 6351 antes de Julio de 1988. Los cilindros Luxfer USA con la primera prueba hidrostática de Mayo de 1988 o anterior, fueron fabricados con aleación 6351. Algunos cilindros fabricados antes de Mayo de 1988 fueron hechos con aleación 6061. Si el cilindro que esta siendo inspeccionado es de fabricación de Diciembre de 1987 a Junio de 1988 se debe contactar a Luxfer Gas Cilinders para saber con que aleación de aluminio se fabricó.

-

Los cilindros de aluminio 6351 marca Walter Kidde no se fabricaron después de 1990. Los cilindros Walter kidde con la primera prueba hidrostática de Diciembre de 1989 o anterior fueron fabricados con la aleación de aluminio 6351.

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Los cilindros de aluminio de Catalina Cylinders y Cliff Division de Catalina Cylinders nunca han sido fabricados con la aleación 6351.

-

Los cilindros de aluminio con fibra reforzada que se fabricaron con aleación 6351 ya debieron cumplir los 15 AÑOS DE SERVICIO LIMITE o ya están por cumplirlos y no son elegibles para otra recalificación. 19

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA B.2


INFORMACIÓN ADICIONAL SOBRE “SLC”

No todos los cilindros 6351 muestran SLC. Algunos cilindros 6351 han estado en servicio por 30 años sin mostrar todavía signos de SLC. Algunos nunca mostrarán grietas de SLC. En adición, los cilindros de baja presión mostrarán menos desarrollo de SLC. El SLC ha sido estudiado desde antes de 1980 y una o más grietas pueden aparecer en el cilindro. La condición para que el metal se agriete es que se encuentre bajo una carga; para los cilindros sería que estuvieran bajo presión. En un cilindro de aleación 6351 de alta presión le podrán aparecer lentamente grietas en el área superior y del cuello. Evidencias y experiencias actuales nos indican que las grietas y los escapes en cilindros se presentan después de algunos años. Si se intenta llenar un cilindro con escape por grietas puede ocurrir una ruptura que causaría daños, lesiones o la muerte. Los 3 años de recalificación para cilindros de fibra reforzada y compuestos, o los 5 años para los de aluminio de alta presión, proveen una amplia oportunidad para descubrir grietas en los cilindros de aleación 6351 y así poderlos sacar de servicio. Algunas entidades regulatorias o de la industria recomiendan una frecuencia diferente para inspeccionarlos, por ejemplo para los cilindros de Buceo se recomienda una inspección visual cada año, teniendo en cuenta quien es el fabricante, modelo de cilindro, fecha de fabricación y tipo de material. Las recomendaciones no son obligatorias. Lo más importante es que ahora las inspecciones se realicen prontamente y de carácter obligatorio. Estas inspecciones deberían ser más técnicas y con ayuda de cierta herramienta especializada. Las inspecciones bien hechas y realizadas a tiempo pueden impedir accidentes catastróficos. Como está estipulado en esta publicación cualquier cilindro de aluminio que tenga grietas o fugas de gas por éstas, deberá ser condenado.

20


NTC 5136 (Primera actualización) ANEXO C (Informativo)

EXPOSICIÓN AL CALOR Y CONDENA DE CILINDROS DE ALUMINIO Como regla general, cilindros de aluminio que han alcanzado temperaturas por encima de 176,7 °C (350 °F) deben ser condenados como se describe en esta norma. Esto es porque las propiedades de resistencia del material se degradan cuando el material excede la temperatura de 176,7 °C (350 °F). Entre más material permanezca a esta o mayores temperaturas, será mayor la degradación del metal. Entre más altas temperaturas alcance el material del cilindro, más rápido y mayor será la degradación. Una combinación de temperatura y tiempo harán más crítico el efecto del calor en un cilindro de aluminio (o cualquier material metálico). Sin embargo, este preocupante calentamiento no debe ser confundido con exposición al calor. Elevada exposición al calor es una condición diferente a un obvio daño por calor o fuego. La diferencia está en sí el cilindro alcanza una elevada temperatura aunque el ambiente pueda estar por encima de 176,7 °C (350 °F). Elevada exposición al calor puede o no resultar en un daño por calor permanente en el cilindro dependiendo sí el material excedió o no la temperatura de 176,7 °C (350 °F). Daño por elevada exposición al calor ocurre cuando el cilindro ha sido sujeto a una temperatura en el ambiente que causa que el material del cilindro alcance temperaturas por encima de 176,7 °C (350 °F). Cuando el material del cilindro excede los 176,7 °C (350 °F), el cilindro está dañado y necesita ser condenado. Un cilindro en su uso normal no está destinado para ambientes en que la temperatura del material exceda en 176,7 °C (350 °F). Exposiciones temporales o en tiempo corto a temperaturas por encima de 176,7 °C (350 °F) tales como incendios no hacen que el material del cilindro exceda los 176,7 °C (350 °F), por esto no es causa de condenación del cilindro. Por ejemplo, un cilindro de autocontenido (SCBA) puede estar expuesto a elevadas temperaturas, por encima de 176,7 °C (350 °F), pero el material del cilindro no alcanza tal temperatura, este cilindro es seguro para ser llenado y utilizado. Tales exposiciones son cortas y no calientan el metal. Exposición al calor sin protección durante un tiempo prolongado en un ambiente superior a 176,7 °C (350 °F) o una corta exposición al calor en un ambiente de temperaturas muy elevadas (por encima de 315,56 °C [600 °F]) es causa para condenar el cilindro. Sí hay alguna duda en sí el cilindro ha sido dañado por exposición al calor, una prueba hidrostática apropiadamente realizada determinará si el cilindro es apto para servicio. Cualquier cilindro que no pase la prueba hidrostática, debe ser condenado. Cualquier cilindro que pase la prueba hidrostática puede ser retornado a servicio sí los demás criterios de recalificación fueron aprobados.

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NTC 5136 (Primera actualización) ANEXO D (Informativo)

TORQUES MÁXIMOS RECOMENDADOS PARA VÁLVULAS ROSCADAS EN CILINDROS DE ALUMINIO

Rosca recta

Rosca cónica

Tamaño de la rosca 3/4-14 NGS 0,750-16 UNF 0,875-14 UNF 1,125 -12 UNF 1/2 NGT 3/4 NGT 1 NGT

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Máximo torque 100 lbf-ft (135,58 N-m) 60 lbf-ft (81,34 N-m) 80 lbf-ft (108,46 N-m) 100 lbf-ft (135,58 N-m) 50 lbf-ft (67,79 N-m) 100 lbf-ft (135,58 N-m) 125 lbf-ft (169,47 N-m)



DOCUMENTO DE REFERENCIA COMPRESSED GAS ASSOCIATION. Standards for Visual Inspection of High Pressure Aluminum Compressed Gas Cylinders. 4224 Walney Rd., 5th floor, Chantilly, VA 20151. www.cganet.com , 2006, 17p. il. (CGA C-6.1).

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NTC5136_2009 (2).pdf

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