END capacatocaopm y pruebas no destructivas de mexico .ppt

Pruebas No
Destructivas
de Acuerdo
con
API 1104
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3
En el campo de la soldadura, las pruebas no
destructivas son una herramienta fundamental para
evaluar la calidad de las soldaduras, ya sea en
producción, reparación o mantenimiento preventivo,
esto con el fin de garantizar la seguridad de
instalaciones como plataformas, complejos
petroquímicos o líneas de conducción.
Estos objetivos son alcanzados siguiendo los
lineamientos establecidos por los documentos
técnicos aplicables, tales como normas (standard),
códigos (code), especificaciones (specification), etc.
Pruebas No Destructivas de Acuerdo con API 1104

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En el caso de las líneas de conducción un documento
utilizado para la inspección y evaluación de
discontinuidades (esto a través de la elaboración de
procedimientos de inspección) es la norma API
1104 Soldadura de tuberías e instalaciones
relacionadas (Welding of pipelines and Related
Facilities), documento emitido por el Instituto
Americano del Petróleo.

5
Alcance de la Norma API 1104.
Esta norma cubre la soldadura por arco y gas de
soldaduras en tuberías de acero al carbono y de baja
aleación utilizadas en la compresión, bombeo y
transmisión de petróleo crudo, productos derivados
del petróleo, gases combustibles, dióxido de carbono,
nitrógeno y donde aplicable, cubre soldadura en
sistemas de distribución.

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Esta norma contiene los procedimientos para la
inspección por RT, MT, PT y UT; así como los
criterios de aceptación aplicables a los métodos
anteriores y adicionalmente a la inspección visual.
Estos métodos de PND deben ser aplicados por
personal certificado como Nivel I, Nivel II o Nivel III,
sin embargo, solamente los Niveles II o Niveles III
deben interpretar los resultados de prueba.

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Pruebas No Destructivas Consideradas por
API 1104
Procedimientos de Inspección.
La norma API 1104 establece que los contratistas de
PND demuestren que los procedimientos de
inspección son capaces de producir resultados
aceptables (comentario: Para esto puede ser
necesario calificarlos, como en el caso del
ultrasonido).

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API 1104
Líquidos Penetrantes y Partículas Magnéticas.
Para la elaboración del procedimiento con
respecto a los parámetros técnicos de inspección,
API 1104 remite a los documentos:
ASTM E-165 “Práctica estándar para el examen por
líquidos penetrantes para la industria general” y
ASTM E-709 “Guía estándar para pruebas de
partículas magnéticas”.

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API 1104
API 1104 en ningún caso establece como mandatorio
la aplicación de un método y/o técnica en especial, de
hecho pide que el método y/o técnica usadas sean de
mutuo acuerdo entre las partes involucradas.

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API 1104
Comentario para PT.
Las técnicas II-A y II-C son las más utilizadas. Esto
debido a las ventajas de no requerir un
acondicionamiento de iluminación especial (como en
caso de los penetrantes fluorescentes) y al no requerir
el uso de emulsificadores, estás técnicas son
adecuadas para ser aplicadas en campo.

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API 1104
Comentario para MT.
Una de las técnicas de inspección más utilizadas en
campo para la inspección de soldaduras es el yugo
electromagnético de AC, usualmente utilizando
partículas visibles ya sea en forma seca o húmeda, en
muchas ocasiones utilizando tinta de contraste.

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API 1104
Inspección Visual.
La inspección visual es un método de prueba no
destructiva que nos permite evaluar discontinuidades
en el refuerzo externo (corona), y cuando se tiene
acceso, también en el refuerzo interno (raíz); pero
también permite la evaluación de ciertas condiciones,
por ejemplo, la altura de refuerzo, desalineamiento,
etc.

13
API 1104
Inspección Visual.
Comentario.
A pesar de que la inspección visual puede dar
bastante información acerca del estado de la
soldadura (en las etapas de fabricación y servicio),
API 1104 no establece una metodología de
inspección ni tampoco remite a un documento de
referencia para los parámetros de prueba.

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API 1104
Inspección Visual.
Comentario.
Para la realización del procedimiento de VT, suele
tomarse los parámetros de prueba del artículo 9
Examen Visual del código ASME sec. V.
El artículo 9 describe en forma muy general las
condiciones técnicas de la inspección visual directa y
remota, los cuales no están enfocados a un área de
examen específico, por esta razón son fácilmente
adaptable para la inspección de soldaduras.

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API 1104
Radiografía Industrial.
La inspección con RT nos permite detectar
discontinuidades en el interior de la soldadura, esto
por medio de rayos X o rayos gamma ya sea con el
uso de una película radiográfica industrial u otros
medios de registro de imagen.

16
API 1104
API 1104 no remite o direcciona a otro documento
para la inspección por radiografía, más bien
establece una metodología en la cual define los
parámetros técnico de inspección y establece los
requisitos mínimos que debe de contener un
procedimiento de inspección.

17
API 1104
Entre los parámetros técnicos considerados como
variable esencial es la selección y colocación del
indicador de calidad de imagen (IQI, por sus siglas
en ingles).
API 1104 permite únicamente el uso de IQI de tipo
alambre ya sea de diseño ASTM E-747 (6 alambres
por set) o diseño ISO 19232-1 (7 alambres por set); y
su selección es por medio de tablas que están en
función del espesor de soldadura a ser radiografiada.

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API 1104

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API 1104
Indicadores de Calidad de Imagen (IQI’s) de
acuerdo con ASTM E-747

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API 1104
Indicadores de Calidad de Imagen (IQI’s) de acuerdo con
ISO 19232-1

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API 1104
Como nota importante se debe considerar que el espesor
de soldadura a ser considerado, dependerá del la técnica
radiográfica a utilizar para propósitos de selección IQI.
Técnica
Radiográfica
Espesor de soldadura (t)
SWE/SWV
DWE/SWV
Espesor de pared especificado más el refuerzo
de soldadura (interno más externo, combinados)
DWE/DWV
(elipse)
Dos veces espesor de pared especificado más
el refuerzo (interno más externo, combinados)
de soldadura sencilla
DWE/DWV
(superpuesta)
Dos veces espesor de pared especificado más
dos veces el refuerzo (interno más externo,
combinados) de la soldadura
Donde:
SWE/SWV: Exposición pared sencilla/Vista pared sencilla.
DWE/SWV: Exposición doble pared/Vista pared sencilla.
DWE/DWV: Exposición doble pared/Vista doble pared.

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API 1104
Técnica
Radiográfica
Número de Indicadores de Calidad de
Imagen (IQI)
SWE/SWV
(soldadura
completa en una
exposición)
se utilizarán al menos cuatro IQI colocados a través de la
soldadura y espaciados aproximadamente por igual
alrededor de la circunferencia.
DWE/SWV un IQI en el lado fuente de la tubería y a través de la
soldadura para que la imagen del alambre esencial esté
superpuesta en las imágenes de la soldadura.
DWE/SWV
SWE/SWV
requieren múltiples exposiciones o múltiples películas
para una inspección completa de la soldadura; donde la
longitud de la película a interpretar es mayor de 5 pulg.
(130 mm), dos IQI colocados a través de la soldadura y
localizados en el lado película deben ser usados. Uno
debe estar dentro de 1 pulg (25 mm) del final de la
longitud de la película a interpretar y el otro debe estar
en el centro de la película.
El número y la colocación de los indicadores de calidad de
imagen también son importantes.

23
API 1104
Cuando la longitud de la película a interpretar es de 5
pulg. (130 mm) o menos, se debe colocar un IQI en
el lado película, a través de la soldadura y ubicado
en el centro de la longitud a interpretar. Cuando se
radiografía una soldadura reparada, se colocará un
IQI adicional en cada área reparada.

24
API 1104
Comentario.
Los tiempos de exposición, así como el tipo de
pantallas intensificadoras a utilizar o el proceso de
revelado de la película, no son definidos por API 1104,
sin embargo, se puede recurrir a documentos como
ASTM E-94 “Guía estándar para el examen
radiográfico” (Standard Guide for Radiographic
Examination) como una ayuda para establecer estas
variables en el procedimiento de inspección.

25
API 1104
La densidad de la película radiográfica debe ser
medida y cumplir con lo siguiente:
Excepto en pequeñas áreas localizadas causadas por
configuraciones irregulares de soldadura, la densidad
H&D transmitida en el área de interés de la
película basada en transparencia no debe ser
menor a 1.8 o mayor a 4.0. La densidad H&D
transmitida a través de pequeñas áreas localizadas
puede exceder estos límites; sin embargo, la
densidad mínima no debe ser inferior a 1.5 y la
densidad máxima no debe exceder 4.2.

26
API 1104
Ultrasonido Industrial.
Al igual que en la inspección radiográfica, API 1104
no remite o direcciona a otro documento para
establecer parámetros técnicos como puede ser el
ajuste de sensibilidad; de hecho, API 1104 define
perfectamente variables técnicas como es el nivel de
referencia, nivel de exploración y nivel de
evaluación entre otras; también establece que se
debe elaborar un procedimiento de inspección y
relaciona las variables mínimas que debe contener.

27
API 1104
Otro punto importante que establece API 1104 con
respecto al método de inspección por ultrasonido, es
la demostración del procedimiento de prueba, es
cierto que se le pide a todos los métodos (excepto
visual) demostrar que el procedimiento produzca
resultados aceptables, pero solamente en UT define
exactamente la metodología para realizar esta
demostración de aplicación del procedimiento y
sistema ultrasónico.

28
API 1104
Demostración del procedimiento de prueba.
Para la demostración es necesario utilizar soldaduras que
contengan defectos e imperfecciones aceptables y deben
ser preparadas a partir de muestras de material de tubería
de producción real utilizando una especificación de
procedimiento de soldadura aprobada. Cambios en el
espesor de pared, diseño de bisel, velocidad acústica,
proceso de soldadura, reparación de soldadura y otras
variables que puedan tener efecto en la detectabilidad y
resolución del sistema debe requerir demostración
adicional.
Soldaduras de calificación de soldador pueden ser usados.

29
API 1104
Comentario.
Algunas variables de prueba como por ejemplo
frecuencia, tipo o ángulo del palpador no son
definidas por API 1104, tampoco se establece la
metodología para realizar la calibración a distancia,
sin embargo, se pueden recurrir a otros documentos,
como por ejemplo ASTM E-164 “Standard Practice for
Contact Ultrasonic Testing of Weldments” y/o Código
ASME Sec. V artículo 4 para obtener este tipo de
información.

30
API 1104
Donde API 1104 pone énfasis, es el en ajuste de
sensibilidad, tanto para el barrido con onda de
compresión, como para el barrido con onda
transversal, utilizando para esto un block de
referencia curvo.

31
API 1104

32
API 1104
Una restricción en el uso del block curvo, es que las
propiedades acústicas del block deben ser las
mismas del material a inspeccionar, por esa razón
API 1104 define una metodología para establecer
distancia de trayectoria del sonido, ángulo refractado
y velocidad entre el block de referencia y el material a
inspeccionar.
En caso de que no se tengan los mismos resultados
entre el block de referencia y el material a
inspeccionar, el block de referencia curvo no puede
usarse para la inspección y otro block curvo debe ser
considerado, siempre y cuando cumpla con lo
anterior.

33
API 1104
El ajuste de la escala vertical de la pantalla se realiza
mediante un trazo de una curva DAC o línea TCG,
esto mediante el uso de las muescas del block de
referencia curvo (estándar de referencia de
sensibilidad API).
El trazo de esta curva DAC o línea TCG se le conoce
como nivel de referencia.
Una vez realizado el trazo de la curva DAC o línea
TCG, se le agregarán mínimo 6 dB’s. A este ajuste se
le conoce como nivel de barrido.

34
API 1104
La sensibilidad de evaluación definido por API 1104
debe de ser la sensibilidad de referencia DAC o TCG
más 6 dB’s mínimo. El nivel de evaluación para
todas las indicaciones debe de ser el 50% de la
sensibilidad de evaluación.

35
API 1104
Criterios de aceptación: Líquidos Penetrantes-
Partículas Magnéticas.
Los criterios de aceptación establecidos por API 1104
están basados en el tamaño de la indicación causada
por la discontinuidad, ubicación de la discontinuidad y
por el tipo de discontinuidad que se está detectando,
como ejemplo tenemos lo siguiente:

36
API 1104
Criterios de aceptación: Líquidos Penetrantes-
Partículas Magnéticas.
Las indicaciones relevantes (mayores a 1/16 pulg) se
considerarán defectos si existe alguna de las siguientes
condiciones:
a) Indicaciones lineales que sean evaluadas como grietas
de cráter o grietas de estrella y que excedan 5/32 pulg.
(4 mm) de longitud.
b) Indicaciones lineales que sean evaluadas como
grietas, pero distintas a grietas de cráter o grietas de
estrella.
c) Indicaciones lineales que sean evaluadas como IF y
que excedan 1 pulg (25 mm) de longitud total en una
longitud continua de 12 pulgadas (300 mm) de
soldadura o el 8% de la longitud de soldadura.

37
API 1104
Criterios de aceptación: Inspección visual.
Con respecto a VT, API 1104 no establece un
criterio específico de aceptación para las
discontinuidades detectadas por el método visual,
excepto para el socavado (undercut), y
adicionalmente en el párrafo 9.1 establece que los
criterios para líquidos penetrantes, partículas
magnéticas, ultrasonido, así como radiografía, pueden
ser aplicados a la inspección visual.

38
API 1104
Criterios de aceptación: Inspección visual.
9.1 General
“The acceptance standards presented in this section
apply to imperfections located by radiographic,
magnetic particle, liquid penetrant, and ultrasonic test
methods. They may also be applied to visual
inspection”.

39
API 1104
Criterios de aceptación: Radiografía Industrial.
RT es uno de los mejores métodos de prueba no
destructivas para determinar la naturaleza de las
discontinuidades, ya que proporciona una imagen de
las discontinuidades que pueden estar presentes en
el interior de la soldadura.
Por esta razón, sus criterios están en función, entre
otras, del tipo de discontinuidad revelada en la
película radiográfica.

40
API 1104
Fusión Incompleta (IF).
IF se define como una imperfección entre el metal de
soldadura y el material base que está abierta a la
superficie. Esta condición es mostrada
esquemáticamente en la Figura 16. La IF se
considerará un defecto si existe alguna de las
siguientes condiciones:

41
API 1104
a) La longitud de una indicación individual de IF
excede 1 pulg (25 mm),
b) La longitud agregada (acumulada) de indicaciones
de FI en cualquier longitud continua de 12 pulg
(300 mm) de soldadura excede 1 pulg (25 mm),
c) La longitud agregada (acumulada) de indicaciones
de IF excede el 8% de la longitud de la soldadura
en cualquier soldadura menor de 12 pulgadas (300
mm) de longitud.

42
API 1104
Criterios de aceptación: Ultrasonido Industrial.
El criterio de UT establece una serie de condiciones
de acuerdo al tipo de indicación y a la ubicación a
la cual se encuentre en la soldadura.
A diferencia del criterio de RT, ultrasonido no realiza
la evaluación exclusivamente tomando en cuenta
el tipo de discontinuidad, de hecho, para ultrasonido
es importante establecer primero si la indicación es
lineal, transversal o volumétrica así como sus
dimensiones (longitud y altura).

43
API 1104
Una vez estableciendo el tipo de indicación, el
siguiente paso es determinar la ubicación de la
discontinuidad y considerar su naturaleza para aplicar
el criterio correspondiente, como ejemplo tenemos:

44
API 1104
Indicaciones lineales superficiales (LS):
Las indicaciones LS (que no sean grietas)
interpretadas como abiertas a la superficie ID o OD
deben ser consideradas defectos si cualquiera de las
siguientes condiciones existe:
a) La longitud agregada (acumulada) de LS en
cualquier longitud continua de 2 pulg. (300 mm) de
soldadura excede 1 pulg. (25 mm).
b) La longitud agregada (acumulada) de indicaciones
LS excede el 8% de la longitud de soldadura.

45
API 1104
Una parte esencial en la evaluación con UT, es la
determinación de la longitud, así como la altura de
una indicación individual, ya que el criterio da como
primer parámetro de evaluación la longitud, y como
segundo, la altura, ya que si la altura de la indicación
excede una cuarta parte del espesor de pared debe
ser considerada como defecto. Ejemplos:

46
API 1104
API 1104 en la industria (Comentario /Opinión).
API 1104 proporciona una guía efectiva para realizar
la inspección y la evaluación de las discontinuidades
que puede presentar las soldaduras en las tuberías
de conducción, pero, ¿Qué tan estricta es en sus
criterios de evaluación?, ¿Realmente es un
documento mandatorio que tiene que seguirse al pie
de la letra?

47
API 1104
API 1104 en la industria (Comentario/Opinión).
Es cierto que API 1104 entre sus criterios considera el
tamaño de la discontinuidad, pero estos criterios
pueden no satisfacer a una compañía en especial,
como en el caso de PEMEX por ejemplo.
Esto puede notarse en criterios como el de una fusión
incompleta detectada por ultrasonido, mientras que
ASME BPV rechaza la fusión incompleta sin importar
su tamaño, API 1104 aceptaría una pulgada de esta
discontinuidad, siempre y cuando su altura no sea
mayor a una cuarta parte del espesor de pared.

48
API 1104
Los trabajos de inspección que se realizan están
basados en documentos contractuales establecidos
por la compañía con el objetivo de garantizar un cierto
nivel de calidad, para cumplir este fin, la compañía
puede establecer criterios más estrictos que los
establecidos en API 1104.
Esto lo contempla API 1104, ya que le permite a la
compañía el poder rechazar cualquier discontinuidad
aceptada, si a opinión de la compañía, la profundidad
de la discontinuidad puede ser perjudicial para la
soldadura.

49
API 1104
Los criterios de aceptación siempre serán
establecidos para cumplir con los requisitos de
calidad que satisfagan a la compañía.
Así, si una compañía considera que los criterios
establecidos en API 1104 no satisfacen sus requisitos
de calidad, puede modificar los criterios (haciéndolos
más estrictos) y establecerlos en las licitaciones
correspondientes para que las empresas que
proporcionen estos servicios las cumplan.

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