Este documento describe la inspección y caracterización de indicaciones no típicas detectadas en una tubería de 24 pulgadas de diámetro utilizada para transportar gas amargo. La inspección visual y ultrasónica encontró abombamientos en un codo, carrete y brida ciega. La caracterización metalúrgica determinó que los abombamientos no fueron causados por agrietamiento inducido por hidrógeno, sino por una fuerza interna localizada. Debido a la naturaleza inusual de las indicaciones y la falta de datos, se re

1. IMPACTO DE LA CARACTERIZACIÓN DE LAS INDICACIONES
DETECTADAS EN TUBERIA DE 24 in D.N.
Carlos C. Cano Gurrión
Juan Villagómez Ortega
León Guanajuato, Noviembre 2013

2. Contenido
CONTENIDO DEL CURSO
1.
2.
3.
4.
Antecedentes.
Objetivo.
Vocabulario.
Desarrollo de la Inspección.
4.1 Equipo y Herramienta de Inspección.
4.2 Inspección Visual.
4.3 Ultrasonido Haz Recto y Arreglo de Fases.
4.4 Identificación del Mecanismo de Degradación.
5. Evaluación de Indicaciones.
6. Acciones de Mantenimeinto.
7. Actividades Complementarias.
7.1. Inspección Visual Interna del Tramo Retirado.
7.2. Prueba Hidrostática a Tramo Retirado.
7.3. Caracterización Metalúrgica de Tramo Retirado.
8. Conclusiones.

3. Antecedentes
El presente trabajo tiene como finalidad compartir la experiencia en la detección de
indicaciones no típicas, que hemos tenido en la inspección de Instalaciones de proceso y
transporte de hidrocarburos que se producen en la Sonda de Campeche.
Actualmente tenemos en el área de ductos un total de 411 tramos, que si se abrieran
cubrirían una superficie de 801 Ha, de ahí la importancia de las técnicas de inspección y la
caracterización de las indicaciones que se detectan.
El volumen de hidrocarburos que se producen en esa zona es del orden de 1.8 millones de
barriles diarios de aceite y 2,300 millones de pies cúbicos de gas.

4. Antecedentes
El material de fabricación del codo es de especificación ASTM A234 Gr. WPB y el del carrete
es acero al carbono de especificación API 5L Gr X46.
El arreglo fue construido el 10 diciembre de 2001 y diseñado para operar a una presión de
16.5 kg/cm2 y una temperatura de 73 C.
La tubería que contiene las indicaciones objeto de este trabajo, transporta un volumen de
164.9 MMPCD de gas amargo con 1.07% Vol de H2S, a una presión máxima de operación
de salida de 4.5 kg/cm2 y una temperatura de 64.9 C.
La problemática expuesta se presentó en una tubería de proceso, que de sacarse de
operación implicaba un alto impacto en la producción de aceite y además el hacerlo en forma
no planeada, también en el riesgo.

5. Antecedentes
La inspección del tramo de tubería de proceso, se realizó previamente por dos entidades
inspectoras diferentes, detectando:
INSP.
PND
APLICADA
VT
RESULTADO DE INSPECCIÓN
RESULTADO DE
EVALUACIÓN
Rechazado
UT-HR
Disminución de espesor y
Segregaciones (Agrietamiento)
Rechazado
UT-HA
Indicación tipo planar
(Agrietamientos)
Rechazado
Ampollas
Rechazado
UT-HR
Laminación escalonada
Rechazado
UT-HA
1
Ampollas
Daño por hidrógeno
Rechazado
VT Detallada
2
RECOMENDACIÓN
Sustitución de los elementos
que contienen las indicaciones
rechazadas
Sustitución Inmediata de los
elementos rechazados
En estas inspecciones, se observaron zonas con abombamientos en carrete, codo de
90o y brida ciega, de tramo de 24 in D.N., clasificadas como ampollamiento.

6. Objetivo
Exponer la importancia de realizar inspecciones confiables, ya que los resultados
de estas son la base para efectuar un análisis de evaluación de aptitud para el
servicio, el cual determinará las actividades para mantener y/o restituir la integridad
del tramo.

7. Vocabulario
ASME B31.8S-2010
E 1316 – 01
Standard Terminology for
Nondestructive Examinations1
NOM-027-SESH-2010
NRF-014-PEMEX-2013
Indicación. Discontinuidad o irregularidad detectada por la
inspección no destructiva. Puede o no ser un defecto.
Defecto. Indicación de magnitud suficiente para ser rechazada
como resultado de la evaluación por los procedimientos de
evaluación que apliquen.

8. Equipo y Herramientas de Inspección
Inspección visual
Equipo de UT de arreglo de fases
Equipo de UT convencional
Nivel, regla y vernier para
medición de altura de
abombamiento.
Para
detectar
secundarios.
Medición de espesores y
detección de discontinuidades
planares y lineales.
agrietamientos

9. Inspección Visual
 Carrete. Se detectaron dos abombamientos hacia el
exterior sin detectar daño por corrosión, daño físico o
alteración del material en la superficie externa.
 Codo 90 . Se detectaron tres abombamientos de forma
ovalada hacia el exterior, siendo el mayor de 16 cm de
longitud por 10 cm de ancho y altura de
0.5 cm. No se
observa evidencia de otros daños externos, solo
desprendimiento de pintura en las zonas de abombamiento.
 Brida ciega. Se detecto un abombamiento hacia el
exterior. Se observa desprendimiento de pintura en forma
de fragmentos, al parecer causado por golpe interno.

10. Ultrasonido Haz Recto y Arreglo de Fases
 Codo 90 . Los abombamientos presentan espesores
reducidos (0.362”) en la pared interna, hasta en un
11% del espesor de zona sana (0.407” promedio). No
se detectó la presencia de agrietamientos radiales
o planares contenidos en el espesor de la zona de
abombamiento; esto último se verificó mediante el
método de Ultrasonido con la técnica de Arreglo de
Fases.
 Codo 90 . Las zonas adyacentes a los
abombamientos
fueron
inspeccionadas
mediante barrido con ultrasonido convencional
sin detectar indicaciones.

11. Mecanismo de Degradación y Evaluación de Indicaciones
Identificación del Mecanismo de Degradación
 Debido a que NO se encontraron agrietamientos planares y no se observan grietas
radiales, se DESCARTA que los abultamientos fueron causados por agrietamiento
inducido por hidrógeno (AIH).
 Por la reducción moderada de espesor y la evidencia de desprendimiento de pintura en
forma frágil, se identifica como posible causa de los abombamientos una FUERZA
INTERNA LOCALIZADA.
Evaluación de Indicaciones
 Es posible que los abultamientos reduzcan la resistencia remanente de los elementos
que los contienen, pero no se espera que tal reducción sea severa o implique un riesgo
de falla, debido a que la presión interna del circuito es baja (4.5 kg/cm2).
 Se tomó la consideración de evaluar la indicación como pérdida de metal, según la
Sección 5 del Código API 579-1/ASME FFS-1, JUNE 5, 2007, debido a que no se
contaba con la información necesaria. Por lo que producto del cálculo resultó una PMPO
de 46.6 kg/cm2 .

12. Acciones de Mantenimiento
Debido a que las indicaciones detectadas son completamente inusuales, es posible
que evolucionen a formas de daño más peligrosas y a que, en este momento no
existen datos suficientes para la evaluación de resistencia y vida remanente, se
recomienda realizar las siguientes acciones:
 Instalar un refuerzo mecánico de envolvente externa Tipo A, como medida
preventiva en caso de que los defectos evolucionen de forma inesperada.
 De existir la flexibilidad operativa, sustitución de los tramos que contienen los
abombamientos.
 Para realizar la caracterización metalúrgica de las indicaciones del tramo, a
fin de determinar con certeza el origen de éstos daños, conocer su
comportamiento mecánico y posible evolución en el ambiente de servicio y
poder tomar las acciones preventivas que eviten su formación, así como, los
criterios para evaluar futuros tramos que presenten este tipo de daño.

13. Acciones de Mantenimiento
Efectuar estas acciones de mantenimiento, nos permitió:
• Programar la reparación en forma ordenada minimizando el riesgo
 Personal
 Materiales
 Equipos
 Procedimientos
Además conocer el comportamiento de este tipo de indicaciones no típicas y contar
con un criterio mas adecuado en la toma de decisiones cuando se tenga una
situación similar analizada únicamente con pruebas no destructivas como este caso.

14. Inspección Visual Interna del Tramo Retirado
• Brida. Se detectó dos tallones, los cuales no fueron detectados durante la inspección externa.
• Carrete. Se detectaron tres abombamientos, de los cuales dos de estos fueron detectados durante las
inspecciones realizadas los días 19 y 20 de abril del 2008.
• Codo 90°. Se detectaron tres abombamientos y dos tallones, de los cuales un tallón y tres abolladuras
fueron detectados durante las inspecciones realizadas los días 19 y 20 de abril del 2008.

15. Prueba Hidrostática a Tramo Retirado

16. Caracterización Metalúrgica de Tramo Retirado
Caracterización metalúrgica:
1) Análisis Químico.
2) Análisis Metalográfico.
3) Pruebas de Dureza.
4) Pruebas de Tensión.

17. Caracterización Metalúrgica de Tramo Retirado
El siguiente Análisis químico indica la composición química de la especificación
de cada muestra, encontrándose estas, dentro de los valores permisibles.
Composición en %
Muestra
Elemento
Carbono
(C)
Silicio (Si)
Manganeso
(Mn)
Fosforo (P)
Azufre (S)
Muestra A
Codo
0,184
0,350
1,548
0,029
0,026
0,190
0,295
0,815
0,021
0,030
0,831
0,023
0,025
Muestra B
Muestra C
Muestra D
Muestra E
ASTM A 234
Codo
Codo
Codo
Carrete
Codo
Carrete
0,2
97
0,175
0.269
0,597
0,025
0,026
0,147
0,253
0,886
0,016
0,025
0.10 min
0.29-1.06
0.050 máx.
0.58 máx.
-
-
1.40 máx.
0.030 máx.
0.30
máx.
grado WPB
API 5L X46
0.181
0.28
máx.

18. Caracterización Metalúrgica de Tramo Retirado
Resultados del análisis metalográfico de las muestras.
Fracción
Volumen
Tipo de
% de
% de
Dirección
de
inclusión ferrita perlita
inclusiones
Tamaño
de grano
ASTM
0.693
C
77.081
22.918
Muestra B, Codo
Muestra C, Codo
Muestra A
Muestra A, Codo
Muestra D, Codo
7.0
Muestra B
0.4722
C
67.181
32.818
8.3
Muestra C
0.3896
B
71.397
28.6025
7.5
Muestra D
0.306
B
75.998
24.001
7.0
Muestra E
0.206
D
79.764
20.235
8.3

19. Caracterización Metalúrgica de Tramo Retirado
Los resultados de la siguiente tabla se indican las durezas obtenidas. Nótese que la
muestra “A” presenta una dureza mayor a la permitida para la especificación del
accesorio (≈92HRB).
Valor
medio
[HRB]
Valor
mínimo
[HRB]
Valor
máximo
[HRB]
Muestra
Elemento
Tipo de
indicación
Muestra A
Codo
Abolladura
97
96.0
97.2
Muestra B
Codo
Tallón
89
88.2
91.0
Muestra C
Codo
Abolladura
83
81.8
84.2
Muestra D
Codo
Zona Sana
78
77.0
78.2
Carrete
Abolladura
90
87.6
92
Carrete
Abolladura
88.7
88
89.4
Carrete
Zona Sana
81.0
79
82
Muestra E
Abolladura 1
Muestra E
Abolladura 2
Muestra E
Vista externa de la abolladura
1 localizada en el codo.
Vista interna de la abolladura
1 localizada en el codo.

20. Caracterización Metalúrgica de Tramo Retirado
Resultados de la prueba de tensión.
Reducción de
%de Alargamiento
área (%)
Esfuerzo de
cedencia (PSI)
Esfuerzo a la
tensión (PSI)
20
42,872
73,733
51
23
37,056
71,041
Codo
48
26
43,565
73,351
Muestra D
Codo
46
22
45,187
77,214
Muestra E
Carrete
67
27
50,131
71,619
Codo
-
22
35,000 min
60,000-85,000
Carrete
-
21
46,000 min
63,000 min
Muestra
Elemento
Muestra A
Codo
53
Muestra B
Codo
Muestra C
ASTM A 234
grado WPB
API 5L X46

21. Conclusiones
 El impacto en la interpretación de las indicaciones
detectadas mediante PND es relevante en cualquier rama
de la industria que sean aplicadas, ya que de estos
resultados depende la acción de mantenimiento adecuado
para restituir y/o mantener la integridad del equipo,
previniendo daños al personal, medio ambiente e
instalación.
 Debido a las diferencias en los resultados de las
inspecciones realizadas al mismo tramo de tubería, es
necesario que estas se realicen con inspectores
certificados, lo que hace evidente la necesidad de contar
con un organismo de certificación nacional en PND.

22. Cd. del Carmen
Campeche
Gracias por su atención
https://maps.google.com.mx/maps/ms?ie=UTF8&oe=UTF8&msa=0&msid=214045112586538707196.0004987d1a7fde2a7d26f