Reemplazo de Radiografía por Ultrasonido en la construcción de Tanques de Almacenamiento API 650

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Titulo: Reemplazo de Radiografía por Ultrasonido en la construcción de Tanques de Almacenamiento API 650 Autor: Ing. Carlos Enrique Suarez Navas, ASNT NDT Level III ASNT NDT Level III, AUT DI CSWIP / ISO 9712/EN473 Cel. 3142985211 Email: [email protected] Avenida Tabio 21 62 (km 1.5). Cajicá – Cundinamarca. Colombia www.integrityndt.com VII Congreso de Soldadura y Ensayos No Destructivos los días 10 y 11 de Octubre de 2013 Asociación Colombiana de Soldadura y Ensayos No Destructivos (ACOSEND) 1. RESUMEN: El presente trabajo es una guía sobre la metodología técnica que se debe implementar para cumplir los requisitos de inspección ultrasónica basado en API 650:2013, apéndice U, la cual incluye: Alcances y limitaciones del ensayo ultrasónico Técnicas permitidas: Requisitos de calificación de personal Estándares de aceptación propios basados en mecánica de la fractura Regla de Interacción de discontinuidades Revisión de las datas 2. INTRODUCCIÓN Dadas las bondades de la inspección con ultrasonido en cuanto a seguridad, reducción de contaminación al medio ambiente y reducción de tiempos muertos durante la realización del ensayo, en todo el mundo ha gustado la idea de cambiar el ensayo de radiografía por ultrasonido; sin embargo, se requiere tener claridad si el ensayo de radiografía se realiza por requisitos de diseño o por realizar un control de calidad a las soldaduras, esto es muy importante, ya que define la técnica de ultrasonido a emplear y los requisitos a cumplir. Para la inspección de tanques de almacenamiento API 650, existen 2 posibilidades de realizar el ensayo de ultrasonido, como lo indica el parágrafo 8.3.1 Ultrasonido en Lugar de Radiografía y como lo indica el parágrafo 8.3.2 Ultrasonido, NO en lugar de la radiografía. Entendiendo y aplicando estos requisitos dados en API 650 Apéndice U, es posible cambiar el ensayo de radiografía industrial por ultrasonido y beneficiarse de las múltiples ventajas que tiene este ensayo, tanto en seguridad como en aspectos ambientales.

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Titulo:  Reemplazo  de  Radiografía  por  Ultrasonido  en  la  construcción  de  Tanques  de  Almacenamiento  API  650  

 Autor:  Ing.  Carlos  Enrique  Suarez  Navas,  ASNT  NDT  Level  III  ASNT  NDT  Level  III,  AUT  DI  CSWIP  /  ISO  9712/EN473  Cel.  314-­‐2985211      Email:  csuarez@integrity-­‐ndt.com  

Avenida  Tabio  21-­‐  62  (km  1.5).  Cajicá  –  Cundinamarca.  Colombia    www.integrity-­‐ndt.com    

VII  Congreso  de  Soldadura  y  Ensayos  No  Destructivos  los  días  10  y  11  de  Octubre  de  2013    Asociación  Colombiana  de  Soldadura  y  Ensayos  No  Destructivos  (ACOSEND)    1. RESUMEN:      El   presente   trabajo   es   una   guía   sobre   la   metodología   técnica   que   se   debe  implementar  para  cumplir   los  requisitos  de  inspección  ultrasónica  basado  en  API  650:2013,  apéndice  U,  la  cual  incluye:    -­‐    Alcances  y  limitaciones  del  ensayo  ultrasónico  -­‐  Técnicas  permitidas:    -­‐  Requisitos  de  calificación  de  personal  -­‐  Estándares  de  aceptación  propios  basados  en  mecánica  de  la  fractura  -­‐  Regla  de  Interacción  de  discontinuidades  -­‐  Revisión  de  las  datas    2. INTRODUCCIÓN    Dadas   las   bondades   de   la   inspección   con   ultrasonido   en   cuanto   a   seguridad,  reducción  de   contaminación   al  medio   ambiente   y   reducción  de   tiempos  muertos  durante  la  realización  del  ensayo,  en  todo  el  mundo  ha  gustado  la  idea  de  cambiar  el  ensayo  de  radiografía  por  ultrasonido;  sin  embargo,  se  requiere  tener  claridad  si  el   ensayo   de   radiografía   se   realiza   por   requisitos   de   diseño   o   por   realizar   un  control   de   calidad   a   las   soldaduras,   esto   es   muy   importante,   ya   que   define   la  técnica  de  ultrasonido  a  emplear  y  los  requisitos  a  cumplir.    Para  la  inspección  de  tanques  de  almacenamiento  API  650,  existen  2  posibilidades  de  realizar  el  ensayo  de  ultrasonido,  como  lo  indica  el  parágrafo  8.3.1  Ultrasonido  en   Lugar   de   Radiografía   y   como   lo   indica   el   parágrafo   8.3.2   Ultrasonido,   NO   en  lugar  de  la  radiografía.    Entendiendo  y  aplicando  estos  requisitos  dados  en  API  650  Apéndice  U,  es  posible  cambiar   el   ensayo  de   radiografía   industrial   por  ultrasonido  y  beneficiarse  de   las  múltiples   ventajas   que   tiene   este   ensayo,   tanto   en   seguridad   como   en   aspectos  ambientales.            

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3. TECNICAS  ULTRASONICAS  ACTUALES    Antes  de  entrar  en  materia   sobre  el  API  650,  quiero   llamar   la  atención  sobre   las  diferentes   alternativas   que   muestra   ASME   SEC   V,   art.4,   para   la   inspección  ultrasónica,  lo  cual  ha  generado  confusión  en  nuestro  medio:    

• Ultrasonido  Convencional:                  

     

 • Técnica  de  TOFD:  Se  encuentra  en  el  Apéndice  Mandatorio  III  

                   

   

 • Phased  array  manual:  Apéndice  Mandatorio  IV  

                       

   

 

Tomado  de  www.testekndt.net  

Ultrasonido  Pulso  Eco  A-­‐Scan  (UT)  Permite   la   inspección   manual   de   soldaduras  empleando  ángulos  fijos,  generalmente  de  45,  60  y  70  grados.  Es  una  técnica  muy  versatil,  pero  depende  mucho  de  la  habilidad  del  operador    Permite   un   registro   puntual   llamado   A-­‐Scan,    donde   se   registra   en   el   eje   “x”   el   recorrido   del  sonido   y   en   el   eje   “y”   la   amplitud   de   la   señal  retornada  al  transductor  

Ultrasonido  TOFD:  Time  of  Flight  Diffraction  Tiene  alta  probabilidad  de  detección  sin  importar  la   orientación   de   las   discontinuidades,   alta  presición   para   medir   la   altura   de   las  discontinuidades,  técnica  muy  rápida  y  confiable  Tiene   2   zonas   muertas   por   lo   que   se   requiere  complementar   la   inspección   con   otros   ensayos   u  otras  técnicas  ultrasonicas  como  PAUT  o  PE  (pulso  eco)  El  TOFD  se  considera  un  sistema  automatizado  de  adquisición   de   datos   a   computador   que   deja  registro  del  volumen  de  la  soldadura.    

Ultrasonido  Phased  Array  (PAUT  manual)  La   técnica   permite   manipular   digitalmente  las  propiedades  acústicas  del  palpador,  para  producir   un   grupo   de   haces   (leyes   focales)  que   a   su   vez,   generan  una   vista   tomográfica  (S-­‐Scan),  similar  al  ultrasonido  médico.  El   ensayo   no   deja   registro   del   100%   del  volumen  de  la  soldadura,  sino  de  un  corte  de  la  sección  transveral.  No   puede   ser   empleado   como   única   técnica  para  dar  cumplimento  con  API  650,  apéndice  U,   ya   que   no   es   basado   en   adquisición   de  datos  a  computador.  

Figura  No.  1.  Ultrasonido  convencional,  equipo  GE  USM  GO  

Figura  No.  2.  Técnica  TOFD  

Figura  No.  3.  Técnica  PAUT  manual  

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• Phased  array  con  encoder:  Apéndice  Mandatorio  V                      

   

• Ultrasonido   para   estándar   de   aceptación   “workmanship”.   Apéndice  Mandatorio  VII  

                             

   

 • Ultrasonido  para  estándar  de  aceptación  basado  en  mecánica  de  la  fractura.  

Apéndice  Mandatorio  VIII                              

Ultrasonido  Phased  Array  (PAUT  con  encoder)  Similar  al  concepto  de  PAUT  manual,  pero  se  almacena  la   data  de   la   sección   transversal   de   la   soldadura   cada  milimetro,   lo   que   permitetener   una   vista   tomográfica  (S-­‐Scan,   C-­‐Scan   y   B-­‐Scan)   adicional   al   tradicional   A-­‐Scan.  El   ensayo   deja   registro   del   100%   del   volumen   de   la  soldadura,   pero   requiere   realizar   multiples   pasadas  según  el  plan  de  escaneo  y  para  dar  cumplimiento  con  ASME  SEC  V:2013,  par.  T-­‐472.1.2  

Este  apéndice  no  hace  referencia  a  una  técnología  en  particular,  en  cambio,  permite  utilizar  una  sola  técnica   o   la   combinación   de   estas,   por   ej:  TOFD+PAUT,    TOFD+PE  u  otras  Introduce   el   concepto   de   Automated   Ultrasonic  Examination   (AUT)   o   Semi-­‐automated   Ultrasonic  Examination  (SAUT)  mas  orientada  a  la  inspección  utilizando   escaner   motorizado   o   manual   para  poder  sostener  los  multiples  palpadores  y  hacer  el  escaneo  en  una  sola  pasada.      El   apéndice   aplica   cuando   el   estándar   de  aceptación  del   código  de   referencia   se  basa   en   la  caracterización   de   las   discontinuidades   por   tipo  (por   ejemplo:   grietas,   incompleta   fusión,  inadecuada   penetración,   inclusiones   de   escoria,  etc.)  y  por  tamaño  (generalmente  solo  longitud)    

Scanning Patterns and Views 187

Figure 4-29 Recommended combined TOFD and pulse-echo technique to optimize detection from each technique.

4.2.11 Combined Strip Charts

A combination of TOFD and phased-array pulse-echo UT data is used for pipelines and pressure vessel AUT. The full weld inspection results can be displayed in a single layout (see Figure 4-30).

Muy   similar   al   anterior,   este   apéndice   no   hace  referencia   a   una   técnología   en   particular,   en  cambio,   permite   utilizar   una   sola   técnica   o   la  combinación   de   estas,   por   ej:   TOFD+PAUT,    TOFD+PE  o  otras.  Trabaja   también   el   concepto   de   Automated  Ultrasonic   Examination   (AUT)   o   Semi-­‐automated  Ultrasonic  Examination  (SAUT)  mas  orientada  a  la  inspección   utilizando   escaner   motorizado   o  manual   para   poder   sostener   los   multiples  palpadores  y  hacer  el  escaneo  en  una  sola  pasada.    El   apéndice   aplica   cuando   el   estándar   de  aceptación  del   código  de   referencia   se  basa   en   la  categorización   de   las   discontinuidades   por   tipo  (por   ejemplo:   superficial   o   subsuperficial)   y   por  tamaño  (por  ejemplo:  longitud  y  altura)  El   estándar   de   aceptación   del   API   650:2013  apéndice  U,  clasifica  en  esta  categoría.  

Figura  No.  4.  Técnica  PAUT  con  encoder  

Figura  No.  5.  Técnica  Semi  Automatizada  (TOFD+PE)  

Figura  No.  6.  Técnica  Semi  Automatizada  (TOFD+PE).  Fotografía:  Olympus  NDT    

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4. METODOLOGÍA   GENERAL   DEL   ENSAYO   ULTRASONICO   SEGÚN   API  650:2013    

 Según   API   650:2013   par.   8.3,   la   decisión   de   cómo   se   realizará   el   ensayo   de  ultrasonido  dependerá  del  objetivo.  Si  el  ensayo  es  realizado  para  realizar  un  control  de  calidad  a  la  soldadura,  verificar  el   desempeño   de   los   soldadores,   complementar   las   pruebas   de   radiografía,   etc.,  entonces    la  exigencia  es  mínima,  se  debe  cumplir  con  ASME  SEC  V,  art.  4,    lo  cual  es   una   alternativa   muy   amplia.   En   este   caso,   se   puede   emplear   ultrasonido  convencional  o  ultrasonido  PAUT  manual,  como  lo  indica  el  Apéndice  Mandatorio  IV    Si   en   cambio,   el   diseñador   ordeno   la   realización   del   ensayo   de   radiografía   para  mejorar   la   eficiencia   de   la   junta   como   lo   indica   API   650:2013   tabla   X.3   (Joint  Efficiencies)  y  esto  a  su  vez  afecta  el  espesor  mínimo  requerido  en  cada  anillo  del  tanque,   entonces   el   ensayo   que   se   debe   realizar   se   deberá   basar   en   el   API  650:2013  Apéndice  U    Este   concepto   básico,   es   lo   primero   que   debemos   entender,   a   continuación   se  presenta  un  diagrama  donde  se  resume  lo  anterior:                                                        Figura  No.  7.  Diagrama  de  decisión  sobre  la  inspección  por  ultrasonido  según  el  API  650:2013  

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5. API   650,   APENDICE   U.   EXAMEN   ULTRASONIDO   EN   LUGAR   DE  RADIOGRAFÍA  

 Ya   ubicados   en   que   debemos   cumplir   el   API   650   apéndice   U,   y   que   cuando   el  apéndice  U  nos  pide  tomar  la  metodología  de  ASME  SEC  V  art.4,  se  está  refiriendo  a  las   generalidades   del   UT   convencional   y   al   Apéndice   Mandatorio   VIII,   entonces  realizaremos  un  rápido  barrido  de  los  requisitos  a  cumplir.    

5.1. Alcance:  La   metodología   aplica   solo   para   soldaduras   de   tanques   de   almacenamiento   en  juntas  a  tope  con  espesor  mayor  o  igual  a  10  mm  (3/8”)    

5.2. Aplicación  y  Extensión:  En   todas   aquellas   zonas   donde   el   diseñador   estableció   que   se   debía   realizar  radiografía,   se   cambia  por  ultrasonido.  Aunque  el   estándar  no   lo  menciona,  para  escanear   los   cruces   se   requiere   pulir   las   soldaduras   a   ras,   para   que   pueda  desplazarse  el  escáner  y  no  pierdan  acople  los  transductores    

5.3. Técnica:  o El  sistema  a  emplear  deberá  permitir  el  examen  del  volumen  de  la  soldadura  y  

el  menor   entre   1”   y   t   de  material   base   adyacente.     La   idea   es   incluir   la   zona  afectada  por  el  calor  

o La   detección   de   discontinuidades   deberá   ser   ejecutada   usando   un   sistema  automatizado  de  adquisición  de  datos  a  computador,  aunque  se  puede  realizar  manualmente   en   aquellas   zonas   donde   hay   interferencia   para   el  desplazamiento  del  escáner.  

o Se   debe   tener   un   plan   de   escaneo   apropiado   al   diseño   del   bisel,   un   software  como   el   ESBEAMTOOL   de   Eclipsescientific   ayuda   mucho   para   hacer   la  simulación  del  comportamiento  del  ultrasonido  en  discontinuidades  planas  en  la  línea  de  fusión  del  bisel.    

                 Figura  No.  8.  Plan  de  escaneo  realizado  en  ESBEAMTOOL  5.0    o Las   datas   deben   ser   obtenidas   empleando   las   mismas   variables   esenciales  

definidas  en  la  calificación  del  procedimiento  o Antes  de   iniciar   los   trabajos,   se  debe   contar   con  un  procedimiento   el   cual  ha  

sido   revisado   y   aprobado   por   el   cliente,   cual   debe   cumplir   con   ASME   SEC   V,  art.4.     ASME   SEC   V.   Apéndice   Mandatorio   IX,   puede   servir   de   guía   para   la  calificación  del  procedimiento  

o El   material   base   debe   ser   inspeccionado   con   palpador   normal,   a   menos   que  dentro  de  las  técnicas  a  emplear  se  incluya  TOFD.  

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o El  bloque  de  calibración  a  emplear  deberá  ser  el  de  ASME  SEC  V,  art.  4.  Figura  T-­‐434.2.1.    Para  técnicas  automatizadas,  es  posible  que  se  cambie  la  ubicación  de  los  reflectores  de  forma  que  se  pueda  realizar  un  barrido  dinámico  desde  el  escáner,  de  lo  contrario,  habría  necesidad  de  desmontar  los  transductores  para  verificar  la  sensibilidad  (para  las  técnicas  basadas  en  amplitud).  

                           Figura  No.  9.  Esquema  de  bloque  de  calibración,  tomado  de  ASME  SEC  V,  art  4.  Figura  T-­‐434.2.1    o La   inspección   de   las   soldaduras   debe   ser   de   tal   manera   que   se   garantice   el  

cubrimiento   total   del   volumen.   El   estándar   reconoce   que   TOFD   puede   tener  limitaciones   para   la   detección   de   discontinuidades   superficiales,   por   lo   que  sugiere  que  sea  complementado  con  otras  técnicas  como  pulso  eco  PE  (como  la  configuración  mostrada  en  la  Figura  No.  8).  

 5.4. Entrenamiento  y  Calificación  del  Personal  

El   personal   que   realice   la   inspección   y   evalúe   la   data,   debe   estar   calificado   y  certificado  de  acuerdo  con  la  práctica  escrita  basada  en  SNT-­‐TC-­‐1A  o  CP-­‐189  de  la  ASNT.  El   personal   que   adquiere   y   analiza   la   data,   debe   estar   entrenado   en   el   uso  de   la  tecnología  empleada  lo  cual  incluye  equipo  y  software  de  análisis.  Adicionalmente,  deben   pasar   un   examen   práctico   basado   en   la   técnica   a   emplear,   esto   se   debe  realizar  antes  de  iniciar  las  actividades  de  inspección  y  debe  ser  de  común  acuerdo  entre   el   comprador   y   la   compañía   de   inspección,   deberá   incluir   los   siguientes  elementos:  o Emplear   una   platina   de   prueba   (soldadura)   que   contenga   discontinuidades  

superficiales   y   subsuperficiales,   unas   aceptadas   y   otras   rechazadas   por   los  criterios  dados  en  la  tabla  U.1a  

o El  examen  práctico  debe  cubrir  la  detección,  interpretación,  dimensionamiento,  esquematización,   categorización,   agrupación   y   caracterización   de  discontinuidades  

o El  criterio  para  pasar  la  prueba  práctica  deberá  incluir   los  límites  del  número  de   indicaciones   que   el   candidato   no   detecte,   tanto   de   discontinuidades  aceptables  como  no  aceptables  y  el  rechazo  de  zonas  sin  discontinuidades.    

o La  prueba  práctica  puede  ser  realizada  con  la  ayuda  de  una  tercera  parte  o  por  el  comprador.    

!13"Figure T-434.2.1Non-Piping Calibration Blocks

T

3/4 T

3 T [Note (1)]

1/2T 1/2T

1/4T

1/2T [Note (1)]

1/2T [Note (1)]

1/2T

D [Note (1)]

D [Note (1)]

CT

1/2T 6 in. [Note (1)] (150 mm)

Cladding (if present)

Minimum dimensions D = 1/2 in. (13 mm) Width = 6 in. (150 mm) Length = 3 x Thickness

[Note (1)]

[Note (1)]

Notch Dimensions, in. (mm)

Notch depth = 1.6% T to 2.2% TNotch width = 1/4 (6) max.Notch length = 1 (25) min.

Weld Thickness (t), in. (mm)Calibration Block Thickness (T),

in. (mm)Hole Diameter, in.

(mm)

Up to 1 (25) 3/4 (19) or t3/32 (2.5)

Over 1 (25) through 2 (50) 11/2 (38) or t1/8 (3)

Over 2 (50) through 4 (100) 3 (75) or t 3/16 (5)Over 4 (100) t ±1 (25) [Note (2)]

GENERAL NOTES:(a) Holes shall be drilled and reamed 1.5 in. (38 mm) deep minimum, essentially parallel to the examination surface.(b) For components equal to or less than 20 in. (500 mm) in diameter, calibration block diameter shall meet the requirements of

T-434.1.7.2. Two sets of calibration reflectors (holes, notches) oriented 90 deg from each other shall be used. Alternatively,two curved calibration blocks may be used.

(c) The tolerance for hole diameter shall be ±1/32 in. (0.8 mm). The tolerance for hole location through the calibration block thick-ness (i.e., distance from the examination surface) shall be ±1/8 in. (3 mm).

(d) For blocks less than 3/4 in. (19 mm) in thickness, only the 1/2T side-drilled hole and surface notches are required.(e) All holes may be located on the same face (side) of the calibration block, provided care is exercised to locate all the reflectors

(holes, notches) to prevent one reflector from affecting the indication from another reflector during calibration. Notches mayalso be in the same plane as the inline holes (see Nonmandatory Appendix J, Figure J-431). As in Figure J-431, a sufficientnumber of holes shall be provided for both angle and straight beam calibrations at the 1/4T,

1/2T, and3/4T depths.

(f) When cladding is present, notch depth on the cladding side of the block shall be increased by the cladding thickness, CT (i.e.,1.6% T + CT minimum to 2.2% T + CT maximum).

(g) Maximum notch width is not critical. Notches may be made by EDM or with end mills up to 1/4 in. (6.4 mm) in diameter.(h) Weld thickness, t, is the nominal material thickness for welds without reinforcement or, for welds with reinforcement, the

nominal material thickness plus the estimated weld reinforcement not to exceed the maximum permitted by the referencingCode Section. When two or more base material thicknesses are involved, the calibration block thickness, T, shall be deter-mined by the average thickness of the weld; alternatively, a calibration block based on the greater base material thicknessmay be used provided the reference reflector size is based upon the average weld thickness.

NOTES:(1) Minimum dimension.(2) For each increase in weld thickness of 2 in. (50 mm) or fraction thereof over 4 in. (100 mm), the hole diameter shall increase

1/16 in. (1.5 mm).

2013 SECTION V ARTICLE 4

55

Copyright ASME International (BPVC) Provided by IHS under license with ASME “X Licensee=BP International/5928366101

Not for Resale, 08/08/2013 10:32:46 MDTNo reproduction or networking permitted without license from IHS

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5.5. Revisión  por  Nivel  III    El  paquete   final  de  datas  y   las   interpretaciones  realizadas,  deberán  ser  revisadas  por  un  Nivel   III,  quien  deberá  estar  entrenado  y  calificado  en   la   técnica,   como   lo  indica  el  ítem  anterior  (5.4).      

5.6. Interpretación  y  Evaluación  Para   técnicas   basadas   en   amplitud   se   deberá   investigar   las   indicaciones   que  superan   el   20%   del   nivel   de   referencia   y   para   técnicas   no   basadas   en   amplitud  (TOFD),   se   investigará   indicaciones   que   superen   el   40%   de   la   longitud   de  discontinuidad  permisible.    

5.7. Indicaciones  Geométricas  o  Metalúrgicas  Las  indicaciones  geométricas  o  metalúrgicas  no  requieren  ser  comparadas  contra  los   estándares   de   aceptación;   sin   embargo,   la   ubicación   y   amplitud   máxima   (si  aplica),  deberá  ser  documentada.  El   estándar   sugiere   el   empleo   alternativo   de   otros   ensayos   o   técnicas   que  contribuyan  a  confirmar  la  interpretación  de  la  indicación  como  geométrica.    

5.8. Dimensionamiento  de  discontinuidades  El   dimensionamiento   será   definido   por   un   rectángulo   que   contiene   el   área   de   la  discontinuidad.  Se  toman  las  dimensiones  del  rectángulo  para  l  y  h    

5.9. Categorización  de  discontinuidades  Se  consideran  2  tipos,  superficial  y  sub  superficial  Si  la  discontinuidad  está  muy  próxima  a  la  superficie,  mas  cerca  que  h/2,  entonces  se  considera  superficial    

5.10. Regla  de  Interacción  de  discontinuidades  El   estándar   considera   algunos   casos   para   que   múltiples   discontinuidades   sean  consideradas  como  una  sola,  por  ejemplo:    Discontinuidades  que  son  orientadas  en  planos  paralelos  deben  ser  consideradas  como   una   discontinuidad   simple   si   la   distancia   entre   los   planos   adyacentes   en  menor  o  igual  a  13  mmm(  ½  in)  Otra,  si  la  distancia  entre  dos  discontinuidades  alineadas  a  lo  largo  de  la  soldadura,  es  menor  que  la  longitud  de  la  discontinuidad  mas  larga,  se  considera  una  sola  Y   por   último,   si   dos   discontinuidades   alineadas   a   través   del   espesor,   están  separadas   una   distancia   menor   que   la   altura   de   la   discontinuidad   mas   alta,  entonces  se  considera  una  sola  discontinuidad    

5.11. Criterio  de  Aceptación  (basado  en  mecánica  de  la  fractura)    Las   discontinuidades   categorizadas   como   superficiales   pueden   estar   o   no  conectadas  con  la  superficie.    A  menos  que  mediante  el  ensayo  de  Ultrasonido  se  confirme  que  no  esta  conectada  a  la  superficie  (o  sea  que  es  superficial  no  conectada),  se  deberá  complementar  el  ensayo   empleando   técnicas   superficiales   como   partículas   magnéticas   (MT)   o  líquidos   penetrantes   (PT).   Si   las   técnicas   superficiales   MT   o   PT,   detectan   la  discontinuidad  y  confirman  que  es  caracterizada  como  planar,  será  rechazada  sin  importar  su  longitud.  

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Este   criterio   del   estándar   API   650:2013   nos   lleva   a   aplicar   la   tabla   U.1a   para  discontinuidades  que  son  superficiales  y  subsuperficiales  pero  no  conectadas  a  la  superficie,   y   siempre   se   va   ha   requerir   el   empleo  de   técnicas   superficiales   como  MT  o  PT  para  tener  el  diagnóstico  completo  (ver  nota  b  en  la  tabla  U-­‐1a).                                        Figura  No.  10.  Estándar  de  aceptación  basado  en  mecánica  de  la  fractura.  Tomado  de  API  650:2013.  Apéndice  U,  tabla  U.1a      

5.12. Reparaciones  Se  deben  inspeccionar  nuevamente  bajo  este  apéndice,  todas  las  áreas  reparadas,  mas  una  longitud  a  cada  lado,  equivalente  al  menor  entre  25  mm  (1  in)  o  t  (siendo  t  el  espesor)    

5.13. Documentación  de  discontinuidades  El   estándar   pide   que   se   registren   en   el   reporte   todas   las   discontinuidades   que  superen  el  50%  del  nivel  de  referencia  para   técnicas  basadas  en  amplitud  (como  Pulso  Eco  o  Phased  Array)  o  que  excedan  el  75%  de  la  longitud  máxima  permisible  para  técnicas  que  no  son  basadas  en  amplitud  (TOFD  o  el  mapping  del  strip  chart,  entre  otras).    El  API  650:2013  Apéndice  U,  no  establece  específicamente  de  que  forma  visualizar  la  data,  por  ejemplo:  en  S-­‐Scan  /  B-­‐Scan  o  S-­‐Scan  /  C-­‐Scan  /B-­‐Scan  o  Strip  Chart  (ver   figuras   11   y   12),   sin   embargo,   recomiendo   emplear   un  pantallazo   donde   se  aprecie  la  longitud  de  la  soldadura  en  su  totalidad  y  de  ser  requerido,  pantallazos  adicionales  con  zoom,  esto  con  el  fin  de  tener  mayor  claridad  a  la  hora  de  reportar  defectos  que  requieren  reparaciones  posteriores.    Cuando  se  emplea  un  escáner  para  adquisición  de  datos,   generalmente   se   tienen  transductores   de   cada   lado   de   la   soldadura;   para   reportar   y   analizar   esta  configuración,  es  necesario  emplear  un  software  que  integre  la  data  para  realizar  el  análisis  conjunto,  lo  cual  es  mas  fácil,  rápido  y  confiable.  

WELDED TANKS FOR OIL STORAGE U-5

U.6.6 Flaw Acceptance Criteria

U.6.6.1 Acceptance Criteria Tables—Flaw dimensions resulting after the application of the rules of U.6.3, U.6.4, and U.6.5 shall be evaluated for acceptance using the criteria of Table U.1a and Table U.1b.

U.6.6.2 Surface Examination—Flaws categorized as surface flaws during the UT examination may or may not be surface-connected. Therefore, unless the UT data analysis confirms that the flaw is not surface-connected, a supplemental surface examination (MT or PT) shall be performed in accordance with 8.2 or 8.4 as applicable for all surface flaws. Any flaws which are detected by MT or PT and characterized as planar are unacceptable regardless of length.

U.7 Repairs

All repaired areas, plus the lesser of 25 mm (1 in.) or t of the adjoining weld on each side of the repair, shall be reinspected per this Annex.

U.8 Flaw Documentation

In addition to the data record prescribed by U.3.4, written documentation shall be produced for each unacceptable flaw and those acceptable flaws that either exceed 50 % of reference level for amplitude based techniques or exceed 75 % of the acceptable length for non-amplitude techniques.

Table U.1a—Flaw Acceptance Criteria for UT Indications May be Used for All Materials (SI)All dimensions in mm

Thickness at Weld (t)a

ACCEPTABLE FLAW LENGTHS—(l)

For Surface Flawb

With Height, (h)For SubSurface Flaw

With Height, (h)

2 2.5 3 2 3 4 5 6

10 to <13 8 8 4 14 5 4Not

allowed

Not

allowed

13 to < 19 8 8 4 38 8 5 4 3

19 to < 25 8 8 4 75 13 8 6 5

25 to < 32 9 8 4 100 20 9 8 6

32 to < 40 9 8 4 125 30 10 8 8

40 to < 44 9 8 4 150 38 10 9 8

a t = thickness of the weld excluding any allowable reinforcement. For a butt weld joining members having different thickness at the weld, t is the thinner of the two.

b Any surface flaw, to be deemed acceptable, must satisfy both the size limitations of this table and additionally satisfy the MT/PT characterization limitations of U.6.6.2

Copyright American Petroleum Institute Provided by IHS under license with API Licensee=Techint S.A./5938621100, User=Vanoli, Ariel

Not for Resale, 05/03/2013 13:46:43 MDTNo reproduction or networking permitted without license from IHS

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A  continuación  se  observa  2  posibles  maneras  de  mostrar  la  data  integrada:                                        Figura  No.  11.  Reporte  tipo  Strip  Chart  que  visualiza  simultáneamente  toda  la  data  tomada  por  los  diferentes  transductores  (TOFD+PE)  a  lo  largo  de  la  soldadura  (Software  TD  Scan  19.03  de  Technolgy  Design)      

   Figura  No.  12.  Reporte  personalizado,  vista  tomográfica  (S-­‐SCAN,  TOFD,  C-­‐SCAN,  A-­‐SCAN)  el  cual  visualiza  toda  la  data  tomada  en  diferentes  técnicas  (TOFD+PAUT)  a  lo  largo  de  la  soldadura  (Software  Tomoview  2.10R6  de  Olympus  NDT)          

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6. CONCLUSIONES      

o El   API   650,   apéndice   U,   no   está   orientado   a   una   técnica   de   inspección  ultrasónica   en   particular,   puede   ser   aplicado   con   TOFD,   PAUT,   PE   o  combinación  de  éstas;  sin  embargo,  es  muy  estricto  en  cuanto  a  la  necesidad  de  demostrar  que  el  sistema  empleado  es  apropiado  y  el  personal  de  inspección  es  competente.    

o Aunque  el  API  650:2013,  permite  el  cambio  de  radiografía  por  ultrasonido,  no  es  cualquier  tipo  de  ultrasonido,  hay  que  cumplir  algunos  requisitos  en  cuanto  a   tecnología,   competencia   del   personal,   estándar   de   aceptación   basado   en  mecánica  de  la  fractura  y  revisión  de  los  resultados  por  un  Nivel  III    

o El  estándar  de  aceptación  dado  en  el  api  650  tabla  U.1a,  es  basado  en  mecánica  de  la  fractura,  ya  que  la  longitud  de  las  discontinuidades  está  en  función  de  la  altura.   En   estos   casos   no   es   requerida   la   caracterización   de   las  discontinuidades  para  indicar  si  hay  falta  de  penetración,  grietas,  etc.,  pero  si  es  importante  determinar  con  precisión  la  altura  de  estas;  por  lo  que  recomiendo,  complementar   el   ensayo   con   la   técnica   TOFD;     también   es   importante  determinar   si   la   discontinuidad   es   conectada   a   la   superficie,   por   lo   que   el  estándar  recomienda  utilizar  técnicas  superficiales  como  partículas  magnéticas  (MT)   o   líquidos   penetrantes   (PT),   en   aquellos   sitios   donde   hay   evidencia   de  indicación  superficial.  

 o No   se   puede   cambiar   radiografía   por   ultrasonido   cuando   se   utilizan   técnicas  

como   ultrasonido   convencional   o   phased   array   manual.     Podría   emplearse  técnicas   como   TOFD   combinado   con   ultrasonido   convencional   para  complementar   las   zonas  muertas,   o  Phased   con   encoder   como  el   indicado   en  ASME  SEC  V,art.  4  Apéndice  Mandatorio  V,  pero  siempre  y  cuando  se  realice  el  número   de   barridos   suficientes   que   garanticen   el   correcto   cubrimiento   del  volumen   de   la   soldadura   y   ángulos   apropiados   para   el   diseño   del   bisel   en  particular,  esto  por  cada  lado  de  la  soldadura.    Lo  recomendable  será  siempre  tomar  como  guía  de  referencia  el  ASME  SEC  V,  art.  4,  Apéndice  Mandatorio  VIII,  el   cual   ha   sido   desarrollado   como   metodología,   cuando   el   estándar   de  aceptación  es  basado  en  mecánica  de  la  fractura,  como  en  este  caso  particular.  Por   lo   tanto   lo  mas  práctico  será  emplear  una  unidad  ultrasónica  que   trabaje  con   un   escáner   SAUT   o   AUT,   y   realice   en   un   solo   barrido,   toda   la   toda   la  adquisición  de  datos.  

 o Aunque  en  una  primera  mirada  al  tema,  parece  un  poco  complejo  y  hay  muchas  

cosas  que  cumplir,  vale  la  pena  tomar  esta  alternativa,  ya  que  desde  el  punto  de  vista  ambiental,  de  seguridad  industrial  y  control  al  proceso,  es  la  mejor  opción  que   tenemos;   por   otra   parte,   dado   que   la   técnica   permite   operaciones  simultáneas,   contribuye   con   avance   de   la   obra,   eliminando   costosas   paradas  para  la  toma  de  radiografías.  

     

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 7. REFERENCIAS  

     

1. API   STANDARD   650.   Welded   Tanks   for   Oil   Storage.   TWELFTH   EDITION,  MARCH  2013  

 2. ASME   Boiler   &   Pressure   Vessel   Code,   2013   Edition,   published   by   the  

American   Society   of  Mechanical   Engineers,   July   2013,   Section   V,   Article   4  (NDE).  

 3. R/D   Tech,   2004,   “Introduction   to   Phased   Array   Ultrasonic   Technology  

Applications  –  R/D  Tech  Guideline”,  published  by  R/D  Tech,  August  2004,  www.olympusndt.com