Procedimiento+dureza+ipn comimsa(ultimo)

EXPLORACION Y PRODUCCION
REGIÓN SUR
GERENCIA DE COORDINACIÓN TÉCNICA OPERATIVA
SUBGERENCIA DE MANTENIMIENTO
PEP-CTO-IPN-COMIMSA-01
REFERENCIA
PROCEDIMIENTO PARA EFECTUAR ENSAYO DE DUREZA EN CAMPO
DE TUBERIAS PARA TRAMPAS DE DIABLOS
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ÁREA: COORDINACIÓN TÉCNICA OPERATIVA
TÍTULO:
FECHA:COMIMSA
EMISIÓN
14/MARZO/2000
REVISIÓN 1
ELABORÓ
ING. OSCAR R. BERNAL ORTEGA
Área de Caracterización de Materiales
REVISÓ
ING. VICTOR H. TAMAYO RESÉNDIZ
Gerente Integridad Estructural
GAID - IPN
ELABORÓ
M. en C. RAÚL RAMÍREZ PALACIOS
Jefatura GAID-IPN
REVISÓ
Dr. JORGE L. GONZÁLEZ VELÁZQUEZ
Director GAID-IPN
PEMEX
ELABORÓ
M. en I. ADRIAN ESPINOZA MERINO
Coordinador de Insp. a Ductos e
instalaciones
REVISÓ
M. en I. FRANCISCO FERNÁNDEZ LAGOS
Subgerente Mantenimiento
APROBÓ
M. en I. LUIS A. CABRERA PUJOL
Gerente

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INDICE
Introducción.
Objetivo.
Alcance.
Responsabilidades.
Requisitos personal.
Normas y documentos de referencia.
Requisistos generales.
Calibración del equipo.
Etapas y áreas de exámen.
Desarrollo de la inspección.
Indicaciones registrables.
Evaluación de durezas.
Criterio de aceptación.
Repintado.
Reporte de resultados.
Anexos
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INTRODUCCIÓN.
La dureza excesiva en materiales de acero para la construcción de trampas de
diablos instrumentados puede estar asociada a una fragilidad que pone en riesgo de
falla al componente al hacerlo poco resistente a golpes, torsiones, flexiones y
algunas formas de agrietamiento asistido por el ambiente como el agrietamiento por
corrosión y esfuerzos (SCC por sus siglas en inglés).
Es posible que algunos tubos de acero que poseen altas durezas hayan sido
instalados en cubetas de envío o recibo de diablos y que no hayan sido detectados
durante la construcción. Debido a que las técnicas normales de inspección de
tubería, como son: inspección visual, líquidos penetrantes, ultasonido y radiografía
no evalúan la dureza, es necesario que esta propiedad sea evaluada
independientemente, a fín de verificar que no existan componentes instalados que
posean alta dureza y por tanto sean frágiles o tengan tendencia a la fragilización.
El presente procedimiento describe los pasos y criterios para la medición y
evaluación de la dureza de los elementos de tubería de acero que constituyen las
trampas de diablos de ductos para la conducción de hidrocarburos.
El objetivo de la medición de dureza es identificar el grado aproximado del acero de
construcción de estos elementos y señalar aquellos que excedan la recomendación
máxima permisible para componentes ya instalados, que es la correspondiente a un
acero API 5L X60 o para tubería en la fabricación de trampas nuevas, que es API 5L
X52. En el caso de tubería nueva o usada para construcción, adicionalmente se
realizaran pruebas de impacto Charpy y metalografía.
La identación que se produce utilizando equipo de dureza telebrineller es
relativamente de gran área, la cual elimina los problemas asociados con puntos
duros o matrices blandas en los metales ensayados.
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1.- OBJETIVO.
Establecer los parámetros necesarios para la evaluación de dureza en componentes
de tubería que conforman las trampas de envío y recibo de diablos en ductos de
conducción de hidrocarburos mediante el uso de durómetros portátiles.
2.- ALCANCE.
2.1 Este procedimiento establece el método y los criterios de aceptación, para la
medición de durezas en campo de tubos fabricados de acero al carbono y baja
aleación, mediante durómetro portátil del tipo telebrineller.
2.2 Es aplicable para la inspección de tubos con costura recta, soldados
circunferencialmente y con diámetro exterior nominal desde 4” hasta 48” y con
espesores desde 0.125” y mayores.
Para accesorios como tee’s, codos, reducciones, bridas y válvulas con la
especificación del material indicado con marca de golpe, solo se realizarán los
ensayos con el propósito de comparar los resultados.
3.0 RESPONSABILIDADES.
3.1 Es responsabilidad del personal técnico de la Cía. Inspectora, realizar las
mediciones; interpretar, evaluar y reportar los resultados de las inspecciones de
acuerdo a los requisitos de este procedimiento.
3.2 Es responsabilidad del personal técnico que designe la Subgerencia de
Mantenimiento de la GCTO, verificar los resultados así como el control y
actualización del presente procedimiento.
4.0 REQUISITOS DE PERSONAL.
4.1 El personal que realice las mediciones, interprete, evalúe y elabore el reporte de los
resultados de las mediciones, debe estar capacitado en el Método de Medición de
Durezas en Campo, presentando las constancias de capacitación recibida en la
propia Cía. Inspectora o avalados por un tercero.
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5.- NORMAS Y DOCUMENTOS DE REFERENCIA
5.1 CID NOR-N-SI-0001/98, Requisitos Mínimos de Seguridad para el Diseño,
Construcción, Operación, Mantenimiento e Inspección de Tuberías de Transporte.
5.2 API Standard 1104, Ed. May 1994 Welding of Pipelines and Related Facilities
(Norma API 1104, Ed. de mayo de 1994 Soldadura de Tuberías de Conducción y
Equipo Relacionado).
5.3 API standard 574, Ed. June 1990. Inspection of Piping, Tubing, Valves and Fitting
(Inspección de Tubos, Conexiones, Válvulas y Bridas).
5.4 ASTM standard E- Hardness Measurements in Metal Parts.
6.0 REQUISITOS GENERALES.
6.1 Equipo y accesorios.
6.1.1 Instrumento
Se empleará un instrumento medidor de dureza portátil del tipo telebrineller.
6.1.1.1 Escala de dureza. Cualquier escala de dureza aplicable a aceros es aceptable,
siempre que su valor sea convertible con un error menor del 5% a la escala
Rockwell B o Brinell. Se recomienda que desde un principio la lectura sea en las
escalas Rockwell B (HRB) o Brinell (HBN).
6.1.1.2 Verificación y calibración del equipo.
El funcionamiento adecuado del equipo de inspección debe ser verificado antes de
cada inspección y el equipo debe calibrarse utilizando el patrón de referencia al
principio y al final de cada inspección, cuando el personal sea cambiado y en
cualquier momento que se sospeche un mal funcionamiento.
Cuando se cambie cualquier parte del sistema de inspección, se debe efectuar una
verificación de la calibración en el bloque de calibración, para asegurar que los
valores absolutos y las diferencias registrados, satisfacen los requisitos de la
calibración.
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Si durante cualquier verificación, se determina que el equipo de prueba no esta
funcionando adecuadamente, todo el producto que ha sido inspeccionado hasta la
ultima calibración válida del equipo, debe ser reinspeccionado.
6.1.1.3 Precisión. El instrumento tener una exactitud en su rango útil de +/- 5%, de
variación con respecto al valor de dureza del patrón de calibración.
6.1.2 Bloques de calibración.
6.1.2.1 Se debe emplear barras con dureza certificada, fabricadas con material de tubería
de la misma especificación nominal que el material a ser inspeccionado, de forma
cuadrada, con caras planas y paralelas y con un acabado superficial representativo
de la superficie a ser inspeccionada.
6.1.2.2 La dureza de la barra a utilizar deberá ser evaluada en un laboratorio certificado y
con equipo calibrado, el valor promedio, +/- una desviación estándar y la escala de
dureza medida en el bloque deberán ser marcados en un costado del bloque, con
número de golpe, lápiz grabador o cualquier otro método de grabado en frío.
6.1.3 Actividades específicas.
6.1.3.1 Identificación y Registro.
Al inicio de los trabajos el cliente debe proporcionar a la compañía inspectora la
información siguiente:
a) Localización del componente.
b) Número de identificacón.
c) Diámetro nominal.
d) Espesor nominal de pared.
e) Tipo de servicio.
f) Presión de operación y presión de pateo.
g)Temperatura del producto.
Esta información será asentada en el Formato del reporte de medición de dureza,
así mismo de forma preliminar se realizará la inspección visual del material, tal
inspección incluira pero no estará limitada a corrosión exterior, golpes, grietas,
socavaduras, etc.
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6.1.5. PREPARACION DE SUPERFICIE.
6.1.5.1 Metal base. El metal base, debe estar libre de salpicaduras de soldaduras,
irregularidades de la superficie, o de material extraño que pudiera impedir o
interferir con el contacto libre y perpendicular del penetrador en la zona de
medición.
6.5.1.2 Metal cerca a la soldadura. La preparación de la superficie es de forma similar a
la del metal base, tomando en cuenta que deberá ser lo más cercano posible a la
soldadura para permitir la inspección.
6.5.1.3 La preparación de la superficie debe ser con lijado manual o con herrameinta sin
aplicar presión y sin calentamiento.
Esta actividad consiste de 2 pasos: pulido grueso y pulido fino.
6.1.5.1. Pulido grueso: Cuando la pieza presente un acabado superficial burdo o corrosión
generalizada. El pulido se hará con taladro con accesorios, utilizando lijas con
granos de 36 a 180 según se requiere.
6.1.5.2. Pulido fino: Para este paso se utiliza el taladro con el accesorio de disco pequeño,
en donde se adhiere la lija. El pulido se realiza aplicando lijas de grano cada vez
más fino, comenzando con 240, seguida de 320, y finalmente 500.
Debe pulirse en una sola dirección con movimiento rectos de ida y regreso,
utilizando agua como lubricante.
Al realizar el cambio de lija, la dirección del pulido se tornará a 90° con respecto a
la dirección anterior, esto con el fin de remover las huellas de la operación anterior.
Se repite la operación hasta concluir con lija Nº 500, el resultado debe ser una
superficie suave y sin rayaduras considerables.
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7.- CALIBRACIÓN DEL EQUIPO.
7.1 Equipo Portátil Telebrineller.
7.1.1 Colocar el botón de espacios del portabarras en la primer posición o bien en la
última, según se desee.
7.1.2 Insertar la barra estandar hasta el tope. La cara que se encuentra hacia abajo
debe estar limpia de marcas.
7.1.3 Sujetar firmemente el portabarras, colocando el balín justo sobre la superficie a
medir.
7.1.4 Con un martillo, cuyo peso no sea menor a 2 lbs, golpear uniformementee en la
tuerca muelle. El golpe debe ser justo en el centro y evitando doble golpeteo por
rebotes, de lo contrario la huella se crea ovalada o se forman huellas fantasma,
si esto ocurre debe realizarse otra medición.
7.1.5 Colocar el microscópio sobre la muesca del material y con la escala graduada
determinar el diámetro. Hacer lo mismo con la muesca creada en la barra
estandar.
Nota:Nota: Al hacer la medición de diámetros de identación en el material y la barra
estandar, debe asegurarse que el diámetro leído corresponde a la identación
hecha recientemente y no a una anterior.
7.1.6 Con los datos de diámetros de identación de la barra estandar y material,
correspondientes, así como con el valor de dureza de la barra utilizada, se
procede a determinar el valor de dureza del material por alguno de los siguientes
métodos.
7.1.7 Con la plantilla de cálculo “Telebrineller computer”, se hace coincidir el valor del
diámetro en el material. Se lee el valor de dureza de la barra en la escala y el
valor que coincida con este último será el valor de dureza Brinell (HBN) del
material.
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7.1.8 Con los diámetros de las identaciones, es posible calcular la dureza del material
utilizando la fórmula siguiente:
Donde:
DB = Diámetro de impresión en la barra (mm).
DS = Diámetro de impresión en el material (mm).
H = Número de dureza Brinell de la barra.
HBN = Dureza Brinell del material.
8.0 ETAPAS Y ÁREAS DE EXÁMEN.
8.1 La medición de durezas de componentes tubulares de trampas de diablos, se
llevará a cabo cuando el cliente así lo solicite. Debido a que en muy raras
ocasiones la dureza es alterada por el servicio o las cargas cíclicas en las
operaciones de envío y recibo de diablos, la medición pude realizarse solo una
vez, excepto si el componente ha sido sometido a calentamientos a temperaturas
mayores de 200 °C por periodos mayores a 15 minutos, despues de lo cual es
obligatorio medir la dureza.
8.2 Se debe realizar la delimitación y el marcaje de la zona de medición, sobre la
superficie del componente. Las mediciones se realizarán separadas una
distancia de un espesor, más una pulgada, medida a partir de la primera lectura.
8.2.1 Se deben tomar lecturas en al menos dos posiciones separadas por al menos un
cuarto de circunferencia.
8.2.2 Cuando por limitaciones del equipo solo se puedan tomar lecturas a las 12 Hrs,
estas se realizaran con un espaciamiento con la dirección circunferencial de al
menos (1/n ) x L, donde n es el numero de lecturas y L la longitud del tramo de
tubo, debiendo reportar esta situación en la sección de observaciones del
reporte.
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HBN = H ( )
DB
DS
2

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8.2.3 Selección de área de ensayo.
8.2.3.1. Ductos horizontales: De preferencia realizar el ensayo a las 12 horas técnicas en
una zona libre de anomalías y a una distancia mayor de 1” de la soldadura
circunferencial cercana.
8.2.3.2. Ductos verticales: El inspector selecionará el área adecuada para el ensayo, la
cual debe estar libre de anomalías.
8.2.3.3. Accesorios: El inspector seleccionará el área adecuada para el ensayo de
acuerdo al acceso para el equipo, la cual debe de estar libre de anomalías.
9.0 DESARROLLO DE LA INSPECCION.
9.1 Todas las condiciones de operación, como son: acabado superficial, frecuencia,
calibración del instrumento, escala de dureza y método empleado, deben ser las
mismas durante la calibración y la inspección.
9.2 Volúmen de medición.
9.2.1 Debe tomarse al menos cinco lecturas de dureza del metal base por cada
componente, tramo o pieza de tubería inspeccionada y al menos dos mediciones
adyacentes a las soldaduras.
9.2.2 Cuando se conozca la desviación estándar (s) de los valores de dureza de un
componente similar al inspeccionado, el número de lecturas n se puede calcular
por la siguiente fórmula:
n= 0.288 s2
Redondeando al entero inmediato superior. Este método es para un nivel de
confianza del 95% y un error en la medición de 4 en la escala Rockwell B.
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Las soldaduras (cuando sea aplicable) y el metal base, deben ser evaluadas
cubriendo toda la extensión de área que sea posible
9.3 Marcas de localización de referencia.
9.3.1 Cada unión soldada debe ser identificada con una marca de localización de
referencia debe ser localizada de la siguiente forma:
9.3.1.1 En uniones soldadas en componentes tubulares horizontales, la marca de
referencia deberá ser localizada en la parte superior, cercana a : la placa de
identificación, entrada hombre, extremo norte, extremo Este, parte frontal,
entrada de fluido, etc., lo que sea aplicable.
9.3.1.2 En uniones soldadas en componentes tubulares verticales, la marca de
referencia deberá ser localizada hacia la parte norte, cercana a : la plca de
identificación, entrada hombre y/o nivel de piso, lo que sea aplicable.
9.3.1.3 La localización de cualquier punto de dureza rechazable, sobre el componente y
en el dibujo o croquis complementario del reporte de resultados, deberá tener
como referencia la marca de localización. Se debe considerar como inicio la
marca de referencia y, sucesivamente, el sentido del flujo del fluido, de Norte a
Sur o de este a Oeste, de abajo hacia arriba y el sentido de las manecillas de
reloj.
9.3.1.4 Las marcas de referncia deben ser identificadas, sobre el material base con
pintura.
9.4 Marcado de las piezas.
9.4.1 Las uniones soldadas aceptadas, de acuerdo con este procedimiento, deben ser
identificadas con pintura, y con la siguiente leyenda : DUREZA -XXX- ACEPT.
9.4.2 Las uniones soldadas rechazadas, de acuerdo con este procedimiento, deben
ser identificadas con pintura, y con la siguiente leyenda : DUREZA - XXX -
RECH.
Nota : XXX representa el número de reporte o isométrico correspondiente.
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10.0 INDICACIONES REGISTRABLES.
10.1 Todas las lecturas que esten dentro del intervalo de calibración del instrumento
son registrables, para ser evaluadas en términos de los criterios de aceptación
mencionados en los párrafos 12.1. y 12.2.
Para cada valor de dureza registrable, debe suministrarse la siguiente
información:
a) Valor de la lectura en la escala indicada
b) Localización de la lectura en un croquis o dibujo del componente
inspeccionado;
11.0 EVALUACION DE DUREZAS.
11.1 Se debe realizar la evaluación de las lecturas registradas para determinar su
aceptación o rechazo, para lo cual deberá reportarse los valores: máximo,
mínimo, promedio y desviación estándar (s), en dureza HRB.
11.2 Se deberá calcular el error en la medición (E) con la siguiente fórmula:
E = 0.959 s
12.0 CRITERIO DE ACEPTACION.
12.1 Son inaceptables los materiales cuyo valor promedio de durezas exceda el valor
de 97 HRB o 222 HBN.
12.2 Son inaceptables materiales cuyo valor de esfuerzo a la cedencia (YS) convertido
a partir del valor de dureza exceda un valor de 70 Ksi (482 Mpa).
O mediante la tabla de conversión presentada en el Anexo 2, tomando en cuenta
los rangos del valor de dureza máximos y mínimos que dividen a cada
especificación de tubería.
12.3 Son inaceptables las lecturas de dureza HRB cuyo error calculado (E) sea mayor
de 4.0, calculado como:
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12.4 Son inaceptables las lecturas materiales cuya diferencia entre el valor máximo y
mínimo de dureza HRB sea mayor de 10.
13.0 REPINTADO.
13.1 Cuando se requiera o cuando se ocasionen problemas con algún proceso
subsecuente, las superficies inspeccionadas deben repintarse para restablecer la
continuidad de la capa de pintura, esto debe hacerse de acuerdo a las
indicaciones del cliente.
14.0 REPORTE DE RESULTADOS.
14.1 Los resultados de cada medición de dureza deben ser reportados por el
supervisor en el formato de reporte de medición de dureza en campo, al cual se
le anexará cualquier documentación, información croquis o dibujo necesario que
permita el seguimiento del reporte al (los) componente(s) inspeccionada(s).
14.2 La localización de las indicaciones registrables, será documentada de acuerdo
con 9.3.1, en un croquis dentro del formato de reporte o en un croquis anexo,
dimensionando aproximadamente a escala la zona o pieza inspeccionada.
14.3 Los datos mencionados en el párrafo 6.1.3.1, se registrarán en el formato de
reporte por cada componente inspeccionado.
15.0 ANEXOS.
15.1 Anexo 1, “Formato de Reporte de medición de dureza en campo”.
15.2 Anexo 2, “Tabla de relación de dureza obtenida en campo a esfuerzo cedencia
aproximado”.
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REPORTE DE MEDICION DE DUREZA EN CAMPO
1.-GENERALIDADES.
REPORTE No.: FECHA : HOJA : DE
CLIENTE : INSTALACION :
2.-DATOS DEL COMPONENTE.
DESCRIPCION DEL COMPONENTE :
DIMENSIONES : TIPO DE MATERIAL :
No. DE SERIE : No. DE PARTE :
PROCESO DE FABRICACION :
ACABADO SUPERFICIAL :
3.-INFORMACION SOBRE LA INSPECCION.
PROCEDIMIENTO No.: REVISION : NORMA :
ESCALA DE DUREZA :
BLOQUE DE REFERENCIA : DUREZA DEL BLOQUE:
ETAPA DE LA INSPECCION : ACOPLANTE :
ZONA INSPECCIONADA :
4.-EQUIPO.
EQUIPO : MODELO : No. DE SERIE :
PENETRADOR : TIPO: TIPO :
5.-OBSERVACIONES.
ESTADO DE LA SUPERFICIE:
ESTADO DE LOS SOPORTES:
OTROS:
6.-DUREZAS.
No. LECTURAS: MAX: MIN: PROM: ERROR:
CRITERIO DE ACEPTACION :
ACEPTADO RECHAZADO
ELABORO:
NOMBRE DEL INSPECTOR
APROBO:
SUPERVISOR
CLIENTE:
NOMBRE
NIVEL SNT-TC-1A SNT-TC-1A CARGO:
FECHA : FECHA : FECHA :

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RELACIÓN DE DUREZA OBTENIDA EN CAMPO A ESFUERZO CEDENCIA APROXIMADO
RELACIÓN DE DUREZA OBTENIDA EN CAMPO A ESFUERZO CEDENCIA APROXIMADO
ESFUERZO DE CEDENCIA ESFUERZO MÁXIMO
HRB HBN (psi) (psi)
71 127 40,083 62,611 B
72 130 41,038 64,090 B
73 132 41,678 65,076 B
74 135 42,617 66,555 42
75 137 43,244 67,541 42
76 139 43,882 68,527 42
77 141 44,522 69,513 42
78 144 45,461 70,992 42
79 147 46,414 72,471 46
80 150 47,352 73,950 46
81 153 48,305 75,429 46
82 156 49,258 76,908 46
83 159 50,196 78,387 46
84 162 51,149 79,866 46
85 165 52,087 81,345 52
86 169 53,353 83,317 52
87 172 54,291 84,796 52
88 176 55,557 86,768 52
89 180 56,823 88,740 56
90 185 58,401 91,205 56
91 190 59,979 93,670 56
92 195 61,558 96,135 60
93 200 63,136 98,600 60
94 205 64,715 101,065 60
95 210 66,293 103,530 65
96 216 68,199 106,488 65
97 222 69,450 109,446 65
98 228 71,981 112,404 70
DUREZA
Grado

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