Procedimiento Ultrasonido en ductos.pdf

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Procedimiento: Ultrasonido para tubería y recipientes sujetos a presión. ASSA-PG-IM-001

ULTRASONIDO PARA TUBERÍAS Y RECIPIENTES SUJETOS A PRESIÓN

Elaborado por: Ing. Laura Damaris Merino Ortiz Analista de Integridad Mecánica FECHA DE ELABORACIÓN: 05 de Julio del 2014

Revisado por: Michel Armando Ruiz Chávez Técnico en PND Nivel II REVISIÓN: 1

Aprobado por: C.P. Carlos López Muñoz Gerente de Operaciones ACTUALIZACIÓN: Ninguna

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CONTENIDO

1.

OBJETIVO

3

2.

ALCANCE

3

3.

RESPONSABLES

3

4.

REGULACIONES GENERALES

4

5.

DEFINICIONES

4

6.

DESCRIPCIÓN DE PROCEDIMIENTO

5

7.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA

14

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Revisado por: Michel Armando Ruiz Chávez Técnico en PND Nivel II

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1. OBJETIVO 1.1 Describir la Metodología para realizar la inspección de Ultrasonido para la medición de espesores por la técnica de contacto directo ejecutados por el personal del Grupo ASSA services, tomando en cuenta las condiciones de seguridad que deben cumplirse en la operación y mantenimiento de equipos y ductos, de acuerdo a los códigos y normas específicas. 2. ALCANCE 2.1 Este procedimiento cubre los requerimientos mínimos necesarios para la medición de espesores en tuberías, Recipientes sujetos a presión fabricados con aleaciones metálicas que transportan, almacenan o procesan hidrocarburos y productos asociados; así como equipos de proceso y de servicio auxiliares. 2.2 Se aplica para la detección de discontinuidades contenidas en el volumen, por la técnica pulso-eco por contacto directo. 2.3 El alcance y aplicación de este procedimiento será para la inspección de placa y pared, mediante ultrasonido industrial de haz recto, con el uso de equipos de medición de espesores, detectores de fallas y palpadores de cristal sencillo o dual. 3. RESPONSABLES 3.1 Es Responsabilidad de los inspectores calificados como nivel I, II ó III aplicar el método de inspección por Ultrasonido Industrial y realizar las inspecciones en cumplimiento con este procedimiento. 3.2 Es Responsabilidad de los inspectores calificados como nivel II ó III realizar la interpretación de los resultados obtenidos la inspección y el registro de hallazgos o anomalías detectadas.

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3.2 Es Responsabilidad del Coordinador de Proceso o coordinador de inspectores, revisar y aprobar los resultados obtenidos; así como de realizar los reportes de inspección o designar al personal capacitado. 4. REGULACIONES GENERALES 

NRF-030-PEMEX-2009. Diseño, Construcción, inspección, y Mantenimiento de ductos Terrestres para transporte y recolección de Hidrocarburos.



NRF-028-PEMEX-2010. Diseño y construcción de recipientes sujetos a Presión.



NRF-032-PEMEX-2005. Líneas de proceso.



ISO 9001:2008. Sistema de Gestión de la Calidad.

5. DEFINICIONES. Acoplante: Medio que transfiere ondas de ultrasonido entre el transductor y la parte a examinar para que el ultrasonido se transmita no debe haber aire en su camino. Anomalía: Indicación identificada como una imperfección o falta de continuidad en la estructura física de un material o unión soldada, la cual puede ser generada durante el servicio, fabricación o construcción. Barrido: Movimiento del palpador sobre la superficie de prueba sin desacoplarlo, para examinar un volumen de material. Criterio de aceptación: Limite de forma, tamaño, tipo y posición de discontinuidades aceptables, de acuerdo a los requerimientos de diseños específicos. Defecto: Es toda discontinuidad o indicación de una discontinuidad que por su tamaño, forma o localización ha excedido los limites de aceptación establecidos por el código, norma o especificación aplicable. Discontinuidad: Es la falta de homogeneidad o interrupción en la estructura física normal de un material, también puede ser una deficiencia en la configuración física de una pieza, parte o componente.

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Espotéo: Medida del espesor en forma puntual, en puntos específicos o aleatorios. Hertz (Hz): Medida de frecuencia de un ciclo por segundo. Haz Angular: Termino usado para describir un ángulo de incidencia o refracción distinta a la normal (perpendicular) con respecto a la superficie de prueba. Palpador: Dispositivo electro-acústico usado para transmitir y/o recibir energía ultrasónica. El dispositivo generalmente consiste de una placa, conector, carcaza, respaldo, elemento piezoeléctrico y placa de contacto o zapata Procedimiento: Es el documento que contiene un conjunto de operaciones y tareas ordenadas secuencialmente, que precisa la forma sistemática de hacer un trabajo de rutina desde su inicio hasta su terminación, de tal forma que las actividades se realicen completa y satisfactoriamente dentro de una norma de cumplimiento y que permiten al final de la actividad dejar evidencia documental de la realización del trabajo. Transductor: Componente que emite ondas ultrasónicas, las cuales son reflejadas por la cara interna de la pared interna del ducto y recolectadas de nuevo por el transductor; los datos son visualizados en una pantalla digital, la cual indica el espesor medido. Ultrasonido: Vibraciones mecánicas que tienen unas frecuencias superiores a 20,000 hertz. Se encuentra arriba del límite de percepción humana. 6. DESCRIPCION DE PROCEDIMIENTO 6.1. Revisión y actualización. Las sugerencias de revisión y actualización de este documento deberán ser enviadas a la gerencia de inspección, mantenimiento y logística la cual realizara la actualización de acuerdo a la procedencia de la misma. Cualquier organismo o grupo de trabajo que sea usuario de este documento podrá seguir y recomendar modificaciones y/o actualizaciones del mismo de acuerdo a lo indicado al párrafo anterior.

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Este documento se revisara y actualizara cada dos años o antes si las sugerencias o las recomendaciones de cambios lo justifican. 6.2. El Ing. de Mantenimiento solicitara mediante una orden de servicio la medición de espesores donde aparezca el nombre del sistema, los datos de presión y operación, presión máxima de operación y especificaciones del material. 6.3. El Ing. de Inspección y Pruebas recibirá la solicitud y procederá a realizar una inspección visual al sistema, en caso de requerir andamiaje para realizar la inspección lo solicitara al área de estructuras. 6.3.1. Si se detecta alto grado de corrosión se le indicara al Ing. de Mantenimiento para que pida al departamento operativo sacar del servicio la línea o que baje la presión antes de realizar la limpieza manual (cepillo de alambre) o limpieza mecánica (carda), esto es necesario ya que las capas de oxido impedirán el paso del ultrasonido a través de la pieza inspeccionada. 6.3.2. Si no se detecta alto grado de corrosión, se realizara la limpieza manual a manera que se desprenda pintura en mal estado y esté libre de oxido. 6.4. El Ing. de Mantenimiento gestionara ante operación que el sistema a inspeccionar con ultrasonido sea de presionado o reducirá su presión para proceder a su limpieza mecánica. 6.4.1. El sistema es de presionado reducirá su presión de operación hasta un valor que le permita limpiar el oxido con carda o cepillo, la limpieza se hará con el apoyo de personal, indicándole que solo retire la capa de oxido sin provocar desgaste excesivo en el material ya que si la línea mantiene presión provocara la fuga de fluido. 6.5. El Ing. de inspección y pruebas emitirá un reporte de las condiciones en que se encuentre el sistema, si este no es de presionado por aplicar una perdida en la producción, de acuerdo a la inspección visual se evaluara y se recomendara programar libranza a la brevedad para ejecutar la limpieza y la medición de espesores. 6.6. Una vez listo el sistema, el Ing. de inspección deberá verificar la calibración del equipo medidor de espesores siguiendo los pasos y secuencias recomendadas por el fabricante a través de su manual de operación.

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6.6.1. La calibración del equipo ultrasónico debe de ajustarse a un patrón de calibración tipo escalera al inicio de cada turno: el patrón dependerá del espesor de la tubería a medir por ejemplo: Tipo de bloque: Del paso 0.100” hasta el 0.500” El ajuste de la sensibilidad se efectúa colocando el palpador en una zona sana del volumen de inspección y maximizando el Reflejo de pared posterior (RPP) con el control de ganancia al 75% ± 5% de la altura de la pantalla el cual es el valor de ganancia en decibeles a reportar. 6.6.2. Con el equipo calibrado y la superficie libre de interferencias se procede a realizar la inspección como se describe a continuación. 6.6.2.1 Se colocara una capa de acoplante (grasa, aceite, SAE-40, glicerina o gel común) sobre la superficie de prueba, este será colocado a ½” de separación de la soldadura en el elemento a inspeccionar. 6.6.2.2 Se realizara el barrido, moviendo el transductor sobre la superficie de prueba, de manera que se asegure inspeccionar el volumen completo. Debe haber un traslape del barrido del 50% del ancho del palpador y no exceder una velocidad de barrido de 6" pulg/seg. 6.6.3. Se tomaran lecturas de la siguiente manera: < 5 cm De 6 - 20 cm De 21 - 70 cm De 71 - 150 cm >150 cm

1 Nivel 2 Niveles 3 Niveles 5 Niveles Iniciando la soldadura a una distancia de 100 cm.

En el horario técnico de las 12:00, 03:00, 06:00 y 09:00 tomando los niveles a 2.5 cm adyacente a la soldadura o extremos tanto en tuberías como en accesorios, el horario de las 12:00 en tubería horizontal se ubicaran en la parte superior de la tubería, las 3:00 y las 9:00 se deben ubicar en los lados derecho e izquierdo de la tubería respetando la orientación del reloj convencional y el sentido del flujo.

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PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN DE ESPESORES EN TUBERÍA Y ACCESORIOS 12:00 HRS.

NIVEL 09:00 HRS.

0300 HRS.

NIVEL 3

FLUJO 06:00 HRS.

NIVEL 2

FLUJO NIVEL 1

CODO NIVEL 4

NIVEL 2

FLUJO FLUJO FLUJO NIVEL 1

NIVEL 2

NIVEL 1

NIVEL 3

REDUCCION

TEE

NIVEL 1

FLUJO NIVEL 1

FLUJO

NIVEL 2

NIVEL 2

CARRETE

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TAPON

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6.6.4. Solo se tomara por válida la lectura cuando el valor en la pantalla del medidor sea estable. 6.6.5. Cuando se encuentren lecturas menores a los espesores previamente obtenidos o menores a los nominales, se rastreara una zona de 10 cm. X 10 cm. Alrededor del punto para asegurarse si se trata de una indicación puntual. Si se determina que la indicación es puntual, entonces se tomara cinco lecturas alrededor del punto y se registrara la lectura mínima obtenida fuera de la indicación puntual. 6.7. El Ing. de inspección y pruebas realizara el cálculo del espesor mínimo requerido para la seguridad y el cálculo de la presión máxima permisible con el espesor mínimo detectado con las siguientes operaciones. Calculo del espesor mínimo requerido con la presión máxima permisible: DE ACUERDO A LA ASME B 31.G FORMULA:

Espesor Mínimo Requerido t=

PD 2SFET

P=Presión Interna de Diseño (Lb/Plg.2)

F= Factor de Diseño por Localización. 2

D= Diámetro Exterior de la Tubería (Lb/Plg )

T= Factor de Temperatura.

S= Resistencia Min. Especificada a la Cedencia.

35,000 Lb/Plg

E= Factor de Junta Longitudinal.

1.00

2

0.60 1.00

t= Espesor de pared

6.7.1. El Ing. de Inspección y Pruebas comparara el espesor de pared mínimo que debe tener la línea que se inspecciona, con el espesor mínimo de retiro que esta dado en la tabla No. 1 de la norma PEMEX A-VIII-4 y por la ecuación de la norma ASME/ANSI B 31.G se tomara el espesor que resulte de los criterios es decir si el espesor de retiro por tabla para un diámetro de 6” es 0.150”, por calculo es 0.180” se tomara 0.180” como el espesor mínimo requerido para la comparación.

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6.8. El Ing. de Inspección y Pruebas realizara un reporte dictaminando las condiciones de seguridad en la que se encuentra la línea, tomando en cuenta las formulas normas que se utilizan para el cálculo, el cual será entregado al Ing. de Mantenimiento. 6.9. El Ing. de Mantenimiento hará llegar el reporte al coordinador del área para su conocimiento y/o su reparación si así lo requiere. 6.10. El Ing. de Mantenimiento firmara la orden de servicios de conformidad con los trabajos realizados. Espesores mínimos de retiro. No. 1 Se tomara el espesor de acuerdo al diámetro requerido.

Diámetro nominal

3/8”

¼”

¾”

1”

1½”

2”

2½”

3”

4”

6”

8”

10”

12”

Espesor de retiro

0.080”

0.090”

0.090”

0.090”

0.090”

0.100”

0.100”

0.100”

0.120”

0.150”

0.180”

0.190”

0.200”

14” hasta 36” 0.230”

Calculo de presión máxima permisible con el espesor mínimo detectado: FORMULA:

Presión Máxima Permisible

P= 2St D

FET

P= Presión Máxima Permisible (Lb/Plg.2) 0.60

F= Factor de Diseño por Localización.

D= Diámetro Exterior de la Tubería (Lb/Plg2) 1.00

T= Factor de Temperatura.

S= Resistencia Min. Especificada a la Cadencia.

35,000 Lb/Plg2

E= Factor de Junta Longitudinal.

1.00

t= Espesor de pared

Observación: De acuerdo a la norma A-VIII-4 de PEMEX, que hace mención que en todas las tuberías se debe calcular el espesor mínimo requerido por presión, según el código ANSI o correspondiente por diseño, si el espesor calculado resulta mayor que el espesor mencionado en la tabla de la norma A-VIII-4, se tomara este espesor calculado como límite de retiro; si el espesor según la tabla es mayor que el espesor mínimo requerido, se tomara como espesor requerido el de dicha tabla.

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6.11. DIAGRAMA DE FLUJO. RESPONSABILIDADES Ing. de Mantenimiento

Tubero

ACTIVIDADES Ing. de inspección INICIA ACTIVIDAD

INICIO

1.- Solicita medición de espesores y proporciona datos operativos de la línea o accesorio.

1 1

2.- Se detecta corrosión.

alto

grado

de

- SI: Continua en actividad 3 - NO: Pasa a actividad 5

2 SI NO 3

4

5

4.- Limpieza mecánica con carda o cepillo de alambre, sin provocar desgaste excesivo en el material.

6

5.- Calibración del equipo de ultrasonido, empleando el manual de operación.

7

6.Realiza levantamiento de isométrico de la línea e indica los puntos a medirse en la misma.

8

7.- Efectúa cálculos de espesor mínimo requerido y presión máxima permisible en la línea.

FIN

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3.- Entrega la línea completamente de presionada para poder hacer la limpieza mecánica o manual.

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8.- Elabora reporte escrito de la inspección realizada empleando el formato establecido, entrega original a operación y copia al expediente interno.

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La inspección ultrasónica se realizará con apego a los párrafos mencionados en la sección VIII del código ASME edición 2001. El método de la inspección ultrasónica consiste en la medición de espesores de pared en puntos aleatorios, seleccionados de acuerdo al diámetro y tipo de servicio de cada recipiente, se divide en ocho partes a 45° en la tapa y en el cuerpo, considerando la mayor probabilidad de desgaste para los casquetes se consideran 3 niveles de inspección de 4 a 12 posiciones cada uno.

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Calculo del espesor mínimo requerido y presión máxima permisible para Recipientes Sujetos a Presión: DE ACUERDO A LA ASME SECC. VIII DIV. 1 CUERPO (SHELL) FORMULA No. 1 t= Espesor Mínimo Requerido P= Presión Máxima Permisible

TAPA (HEAD) FORMULA No. 2 t=

PR SE - 0.6 Pop

t= Espesor Mínimo Requerido

t=

PD 2SE - 0.2 Pop

P=

SEt R + 0.6t

P= Presión Máxima Permisible

P=

2SEt D + 0.2t

P= Presión Interna de Diseño o Máxima de Trabajo (Lb/Plg.2) S= Esfuerzo Máximo permisible (Lb/Plg.2)

S= 17,500 Lb/Plg.2

D= Diámetro Interior del Recipiente en (Pulg.). E= Eficiencia de Junta Longitudinal. t= Espesor Mínimo de Pared.

E= 1.00

6.12 La superficie de las zonas inspeccionadas deben limpiarse al término de la inspección, removiendo el acoplante utilizado. Cuando exista previo acuerdo con el cliente tanto para retirar, como para restituir el recubrimiento del área de inspección; el recubrimiento debe ser repuesto de acuerdo con lo que especifique el cliente, en cuanto al tipo y método de aplicación del recubrimiento.

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7. DOCUMENTOS DE REFERENCIA. NRF-030-PEMEX-2009. "Diseño, Construcción, inspección, y Mantenimiento de ductos Terrestres para transporte y recolección de Hidrocarburos". NRF-032-PEMEX-2012.

Sistemas

de

tubería

en

plantas

Industriales

diseño

y

especificaciones de materiales. PEMEX A-VIII-4. "Medición preventiva de espesores de placa y tubería, mediante pruebas no destructivas por ultrasonido en tanques atmosféricos verticales (envolvente, cápula), líneas de proceso, contraincendios y toneles de auto tanques sin remover la pintura, en las 21 terminales de la gerencia de almacenamiento y reparto pacífico. NMX-B-011-1987. Inspección Ultrasónica en Tuberías. ASME Sección V Art 5 Ultrasonic Examination Methods for Materials. ASME Sección VIII Div 3. Requerimientos de Examinación. ASTM E 114 Standard Practice for Ultrasonic Pulse-echo Straight-Beam Examination by the conctact method. ASTM E 1316. Standard Terminology for Nondestructive Examinations. ASTM A 435. Standard Specification for Straight-Beam Ultrasonic Examination of Steel Plates.

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