02 ndt insp sartas
DESCRIPTION
metodo de pruebas para la inspecciónTRANSCRIPT
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Mtodos de prueba para la
inspeccin de elementos de la
columna de perforacin
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MTODOS DE INSPECCIN NO
DESTRUCTIVA
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MTODOS DE INSPECCIN
Las normas API RP-7G-2/ISO 10407-2 y DS-1
Volumen 4 contempla los siguientes mtodos de
inspeccin no destructiva para la deteccin de
discontinuidades en los elementos de la sarta de
perforacin:
Inspeccin Visual (Visual Test - VT) Lquidos Penetrantes (Penetrant Test - PT) Partculas Magnticas (Magnetic Test - MT) Ultrasonido Industrial (Ultrasonic - Test) Inspeccin Electromagntica (Electromagnetic
Inspection - EMI).
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Inspeccin Visual
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INSPECCIN VISUAL
Las prueba visual o inspeccin visual se define como
el mtodo de prueba no destructiva que emplea la
radiacin electromagntica en las frecuencias visibles
(luz). Los cambios en las propiedades de la luz
despus de su contacto con el objeto inspeccionado
pueden ser detectados por la visin humana o por
medios mecanizados.
Las pruebas visuales involucran cinco elementos
bsicos: el inspector, el objeto de prueba, un
instrumento ptico (algunas veces), la iluminacin y
mtodos de registros.
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INSPECCIN VISUAL
En trminos sencillos, consiste en la observacin
cuidadosa de las partes sujetas a examen durante
las diferentes etapas de sus procesos de produccin,
desde la recepcin de las materias primas hasta el
producto terminado. La mayor parte de las veces,
esta inspeccin se hace a simple vista, pero puede
ser reforzada o hacerse posible mediante el uso de
espejos, lupas, endoscopios y otros accesorios
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INSPECCIN VISUAL
Inspeccin visual indirecta (con videoscopio) de la superficie
interna de una herramienta de perforacin.
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INSPECCIN VISUAL
El examen se inicia con la luz (de una fuente)reflejada por varios objetos y superficies.
El medio ambiente en el cual se transmiten lasondas de luz es importante, ya que influye en la
condicin psicolgica del ser humano (el inspector)
que recibe la luz reflejada.
Luego de recibir la luz reflejada, la imagencorrespondiente es percibida en la retina y se
transmite al cerebro a travs de seales
neurolgicas, y el cerebro compara tal imagen con
la informacin y el conocimiento (adquiridos
durante entrenamiento y la experiencia, por
ejemplo) previamente almacenado.8
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INSPECCIN VISUAL DIRECTA
Generalmente puede ser usado cuando el acceso es
suficiente para colocar el ojo dentro de 24 pulg. (610
mm) de la superficie a ser examinada y a un ngulo
no menor de 30 con respecto a sta. Pueden
usarse espejos para mejorar el ngulo de visin, y
ayudas tales como lupas para auxiliar el examen. Se
requiere la iluminacin (natural o con luz blanca
complementaria) de la parte, componente, recipiente
o seccin en examen. La intensidad mnima de luz en
la superficie y sitio de examen deber ser de 100
candelas pie (foot-candels) o 1000 luxes.
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INSPECCIN VISUAL
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VENTAJAS DEL MTODO
1. Es una forma rpida, relativamente sencilla y rentable
de examinar todas las superficies accesibles de una
pieza.
2. La inspeccin visual directa no requiere equipo
costoso ni sofisticado.
3. Pueden emplearse tcnicas de inspeccin remota
para examinar lugares inaccesibles.
4. La evaluacin de las discontinuidades detectadas se
realiza de forma inmediata.
5. Complementa otros mtodos de inspeccin.
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LIMITACIONES DEL MTODO
1. Se requiere de una buena iluminacin sobre el rea de
inters y acceso directo a las superficies de
inspeccin (inspeccin visual directa).
2. Las diferencias entre observadores pueden causar
controversias.
3. Largas jornadas de trabajo causa fatiga ocular.
4. El ensayo es dependiente de los conocimientos y
actitud del inspector.
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Lquidos Penetrantes
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LQUIDOS PENETRANTES
Es un mtodo de inspeccin superficial, se basa en la
propiedad que tienen algunos lquidos para poder
entrar y salir de aperturas muy pequeas.
Esta limitado a la deteccin de discontinuidades que
tengan una apertura hacia la superficie de la pieza,
esto es indispensable para que el liquido penetrante
pueda hacer su funcin.
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LQUIDOS PENETRANTES
El principio en el que se basa este mtodo de
inspeccin es la capilaridad .
La capilaridad es la capacidad que tienen algunos
lquidos para poder ascender y descender a travs de
dos paredes cercanas de un slido.
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LQUIDOS PENETRANTES
Pasos bsicos del proceso:
1. Limpieza inicial.
2. Secado.
3. Aplicacin del penetrante.
4. Tiempo de penetracin.
5. Remocin del exceso de penetrante.
6. Secado.
7. Aplicacin del revelador.
8. Tiempo de revelado.
9. Interpretacin y evaluacin.
10.Limpieza final.
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LQUIDOS PENETRANTES
1.- Limpieza inicial:
Es una etapa critica del proceso; las superficies a ser
inspeccionadas deben estar libres de cualquier
contaminante que pueda impedir que el penetrante
entre en las discontinuidades superficiales de la pieza.
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LQUIDOS PENETRANTES
2.- Secado:
Esta etapa es necesaria para permitir la evaporacin
de los agentes de limpieza empleados en el paso
anterior. Normalmente se realiza por evaporacin
normal.
3 .- Aplicacin del penetrante:
En esta etapa la superficie de prueba debe ser cubierta
con el liquido penetrante.
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LQUIDOS PENETRANTES
4.- Tiempo de penetracin:
Durante esta etapa el lquido penetrante se introduce
en las discontinuidades que se encuentren abiertas a
la superficie.
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5.- Remocin del exceso de penetrante:
Despus de haber concluido el tiempo de penetracin,
se retira el exceso de penetrante de la superficie, con
la finalidad de dejar solo el penetrante que quedo
atrapado en las discontinuidades.
LQUIDOS PENETRANTES
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La remocin del exceso de penetrante es un paso crtico
del proceso y en cualquiera de los mtodos de remocin
se debe:
Evitar una remocin excesiva: se puede extraer el
penetrante atrapado en las discontinuidades;
disminuyendo la sensibilidad e invalidando los resultados
de la prueba.
Evitar una falta de remocin: ello causara una gran
cantidad de indicaciones; esto impedira una adecuada
interpretacin de los resultados.
Si ocurre alguna de estas dos situaciones: las piezas
deben ser limpiadas y reprocesadas
LQUIDOS PENETRANTES
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LQUIDOS PENETRANTES
Existen 4 mtodos para realizar la remocin del
exceso de penetrante, en cada uno de ellos se deben
tener ciertos cuidados y consideraciones tcnicas
necesarias para lograr una adecuada remocin del
exceso de penetrante.
Para la inspeccin de componentes de la sarta de
perforacin normalmente se emplea la remocin con
el mtodo A y el mtodo C.
Mtodo ARemocin con Agua
Mtodo CRemocin con Solvente
Mtodo DRemocin con Emulsificador
Hidrofilico
Mtodo BRemocin con Emulsificador
Lipofillico
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6.- Secado:
Despus de la remocin del exceso de penetrante por
el mtodo A (con agua) o C (solvente) es necesario
permitir un tiempo de secado antes de la aplicacin del
revelador en suspensin no acuosa.
El secado es realizado por medio de material
absorbente limpio, seco y libre de pelusa, con aire a
baja presin o por evaporacin normal.
LQUIDOS PENETRANTES
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7.- Aplicacin del revelador:
Posteriormente se aplica un liquido llamado revelador,
su funcin es extraer el penetrante atrapado en las
discontinuidades y formar un fondo de contraste.
LQUIDOS PENETRANTES
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Una capa de revelador muy gruesa podra ocultar la
indicacin de una discontinuidad pequea, mientras
que una capa muy fina, podra se insuficiente para
formar un buen contraste o para extraer el penetrante
atrapado en una discontinuidad.
LQUIDOS PENETRANTES
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8.- Tiempo de revelado:
Durante este tiempo el revelador realiza su funcin y se
forman las indicaciones sobre la superficie de prueba.
LQUIDOS PENETRANTES
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9.- Interpretacin y Evaluacin:
Despus de haber transcurrido el tiempo de revelado,
las indicaciones detectadas deben ser interpretadas y
evaluadas en trminos de los criterios de aceptacin y
rechazo aplicables a los componentes inspeccionados.
10.- Limpieza final: los componentes inspeccionados
deben ser limpiados para remover los residuos de
revelador y penetrante.
LQUIDOS PENETRANTES
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LQUIDOS PENETRANTES
Relativamente es un mtodo de fcil aplicacin, sin
embargo hay que tener en cuenta que cada paso del
proceso se debe realizar con ciertos cuidados y
consideraciones tcnicas para obtener resultados
confiables y repetitivos.
El personal de END debe trabajar en base a
procedimientos escritos en donde se describa de
manera detallada la forma de realizar la prueba y los
tiempos permitidos de secado, penetracin y revelado.
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VENTAJAS DEL MTODO
1. Es una forma rpida, relativamente sencilla y rentable
de examinar todas las superficies accesibles de una
pieza.
2. Puede detectar discontinuidades muy finas. Es uno de
los mtodos mas sensibles para la deteccin de
discontinuidades superficiales.
3. Puede ser usado en una gama muy amplia de
materiales, metales ferrosos y no ferrosos, aleaciones,
cermicas, vidrios, plsticos.
4. No requiere el uso de equipo costoso y sofisticado.
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5. El liquido penetrante magnifica el tamao de la
discontinuidad, hacindola mas fcilmente visible.
6. El mtodo puede ser adaptado para examinar grandes
volmenes de produccin.
7. La sensibilidad puede ser ajustada segn la necesidad
de la inspeccin, el tipo y tamao de las
discontinuidades a detectar.
8. Es un END directo, permite la visualizacin directa de
la discontinuidad.
VENTAJAS DEL MTODO
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1. Solo se detectan discontinuidades abiertas a la
superficie de prueba.
2. Se requiere una limpieza exhaustiva de la superficie
de prueba, la parte interna de la discontinuidades
debe estar libre de cualquier contaminante que
impida la entrada del penetrante.
3. No se puede aplicar a superficies que estn a altas
temperaturas.
4. Superficies muy rugosas o materiales permeables
limitan el uso de este mtodo.
5. La inspeccin en ms tardada que con partculas
magnticas.
LIMITACIONES DEL MTODO
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1. Tipo de penetrante (visible o fluorescente).
2. Mtodo de remocin (solvente, agua, post-
emulsificable).
3. Tipo de revelador (seco, suspendido en solvente,
soluble o suspendido en agua).
4. Tiempo de penetracin, de secado y de revelado.
5. Interpretacin de indicaciones.
6. Criterios de evaluacin.
7. Registro de resultados.
VARIABLES A CONTROLAR
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PARTCULAS MAGNTICAS
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PARTCULAS MAGNTICAS
Es un mtodo de END que sirve para la deteccin de
discontinuidades superficiales y sub-superficiales en
materiales ferro magnticos.
Su aplicacin requiere que una parte o el total del
componente a inspeccionar se encuentre
magnetizado, las discontinuidades que sean
transversales a la direccin del campo magntico
aplicado causaran una fuga de campo.
Una fuga de campo es la distorsin de las lneas de
flujo magntico presentes en un material
magnetizado.34
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PARTCULAS MAGNTICAS
Fuga de campo magntico.
En un material magnetizado estarn presentes las
lneas de flujo magntico.
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La deteccin de una discontinuidad es posible por
medio de la aplicacin de partculas ferro-magnticas
finamente divididas (partculas magnticas).
Acumulacin de partculas magnticas en una fuga de campo.
PARTCULAS MAGNTICAS
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Las discontinuidades a detectar debern estar
orientadas de forma perpendicular a la direccin del
campo magntico.
Discontinuidad paralela
al flujo magntico.
No habr indicacin
Discontinuidad
perpendicular al flujo
magntico.
Habr indicacin
PARTCULAS MAGNTICAS
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PARTCULAS MAGNTICAS
El ensayo por partculas magnticas esta considerado
como un mtodo de tipo superficial, sin embargo, bajo
ciertas consideraciones tcnicas puede ser capaz de
detectar discontinuidades sub superficiales.
La deteccin de las discontinuidades superficiales y
sub superficiales depende de factores como:
El tipo de corriente magnetizadora.
La cantidad de corriente magnetizadora.
El tipo de partculas magnticas.
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PARTCULAS MAGNTICAS
(b)(a)
(a) Fuga de campo de una discontinuidad superficial.
(b) Fuga de campo de una discontinuidad sub-
superficial.
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PARTCULAS MAGNTICAS
Las discontinuidades superficiales normalmente
generan fugas de campo magntico con capacidad
para formar indicaciones bien definidas.
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PARTCULAS MAGNTICAS
Para detectar discontinuidades sub superficiales se
debe inducir una apropiada densidad de flujo
magntico para crear fugas de campo que puedan
salir a la superficie de la pieza y atraer a las partculas
magnticas para formar una indicacin.
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(a) Densidad de flujo magntico insuficiente.(b) Densidad de flujo magntico adecuada.
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PARTCULAS MAGNTICAS
Los cambios bruscos en la geometra de la piezas
tambin producen fugas de campo magntico y
generar indicaciones no relevantes.
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El tcnico debe tener el suficiente conocimiento para
poder seleccionar adecuadamente las siguientes
variables de este mtodo de inspeccin:
Tcnica de magnetizacin.
Tipo y cantidad corriente elctrica.
Tipo de partculas magnticas.
Secuencia de operacin.
VARIABLES DEL MTODO
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TCNICAS DE MAGNETIZACIN
Tcnicas de magnetizacin consideradas por API RP
7G-2 y norma DS-1 volumen 3:
Yugo electromagntico.
Bobina electromagntica.
Conductor central (solo API RP 7G-2)
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Consiste en un dispositivo porttil que tiene un cable
enrollado alrededor de un ncleo en forma de U
fabricado de hierro dulce (blando) laminado, atreves
del cable circula una corriente elctrica que induce un
flujo magntico al ncleo de hierro. Las extremidades
del yugo se denominan polos, piernas o patas y pueden
ser fijas o ajustables; los hay de corriente alterna,
corriente directa o ambas.
Los yugos inducen un flujo magntico lineal o
longitudinal local entre sus polos.
YUGO ELECTROMAGNTICO
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YUGO ELECTROMAGNTICO
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YUGO ELECTROMAGNTICO
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YUGO ELECTROMAGNTICO
Con un yugo electromagntico se pueden detectardiscontinuidades que preferencialmente sean
transversales al alineamiento de los polos.
Debido a su portabilidad son adecuados parainspecciones en campo.
Los yugos de polos flexibles son adecuados para lainspeccin de superficies curvas o en ngulo.
Requieren mnimo mantenimiento.
Se debe verificar su capacidad de levantamiento.
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La fuerza del campo magntico de un yugo se
determina empricamente comprobando su poder de
levantamiento.
YUGO ELECTROMAGNTICO
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Los yugos de corriente alterna deben levantar unpeso de 10 libras (4.5 Kg).
Los yugos de corriente directa deben levantar unpeso de 40 libras (18 Kg).
La verificacin del poder de levantamiento se deberealizar con el mximo espaciamiento de polos que
ser usado para la inspeccin.
La norma DS-1 volumen 3 indica que la verificacindel poder de levantamiento se debe realizar al menos
cada 6 meses.
La agencia de inspeccin puede realizar y documentarel cumplimiento de este requisito cuando as este
establecido en su sistema de calidad.
YUGO ELECTROMAGNTICO
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La magnetizacin de la pieza se produce pasando
corriente a travs de una bobina o solenoide de vueltas
mltiples (o cables) que circunda a la pieza o seccin
de sta, lo que produce un campo magntico
longitudinal a la pieza introducida en la bobina.
MAGNETIZACIN CON BOBINA
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MAGNETIZACIN CON BOBINA
Corriente elctrica
Campo magntico
Indicaciones
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MAGNETIZACIN CON BOBINA
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La densidad de flujo magntico que pasa a travs del
interior de la bobina es proporcional al producto de la
corriente (I) en Amperes y el nmero de vueltas en la
bobina (N): Amperes-vuelta.
La Norma DS-1 volumen 3 indica que para la
inspeccin de conexiones roscadas se requiere una
bobina de Corriente Directa con capacidad de inducir
un campo magntico longitudinal de al menos 1200
amperes-vuelta (NI) por cada pulgada de dimetro
externo de la conexin.
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MAGNETIZACIN CON BOBINA
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Por ejemplo: Para una conexin 6-5/8 REG con un
dimetro externo de 8 tendramos lo siguiente:
1200 NI x 8 = 9600 NI
Si la bobina es de 1200 vueltas entonces:
I = 9600/N
I = 9600 / 1200 = 8 amperes.
Se necesitaran 8 amperes para logara una
magnetizacin adecuada, sin saturar la pieza.
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El campo magntico efectivo
se extiende a una distancia
aproximada a la del radio (R)
de la bobina, a cualquier
lado de sta. Las piezas
largas deben examinarse en
secciones que no excedan
esta longitud.
ASTM E709-08 establece que el campo efectivo debe
ser determinado empleando un medidor gauss o tesla.
R
R R
MAGNETIZACIN CON BOBINA
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Verificacin del desempeo de la bobina:
La norma DS-1establece lo siguiente en el prrafo
3.15.4 d:
La adecuada magnitud y orientacin del campodeben verificarse bajo luz negra empleando un
indicador de campo (tipo pie o de laina) sobre la
superficie interna de cada conexin mientras la
solucin (partculas magnticas hmedas) es
aplicada y la energa es activada.
MAGNETIZACIN CON BOBINA
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Verificacin del desempeo de la bobina:
MAGNETIZACIN CON BOBINA
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Se formaran indicaciones
bien definidas cuando la
magnitud del campo
magntico es la apropiada
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MAGNETIZACIN CON BOBINA
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Verificacin del desempeo de la bobina:
La norma API RP 7G-2 establece lo siguiente al
respecto:
Las bobinas deben ser revisadas para verificar laintegridad del alambre enrollado, esto se debe hacer
en base al programa de calidad de la agencia.
Normalmente esto se hace comparado los valores de
resistencia o de densidad de flujo magntico con los
valores obtenidos en mediciones realizadas cuando la
bobina era nueva. Estas verificaciones deben ser
registradas en una etiqueta que indique la fecha de
verificacin, la fecha de vencimiento y las iniciales de
la persona que realiz la verificacin.
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MAGNETIZACIN CON BOBINA
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Verificacin del desempeo de la bobina:
Si la bobina esta conectada a una fuente de poder que
incluya un ampermetro, este debe verificarse de
acuerdo al programa de calidad de la agencia.
ASTM E-709 indica que el ampermetro debe verificarse
cada 6 meses.
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MAGNETIZACIN CON BOBINA
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Utilizar bobinas de corriente alterna para lainspeccin de superficies externas y de corriente
directa para la inspeccin de superficies en el
dimetro interno.
Verificar el buen funcionamiento de la bobinamediante el empleo frecuente de indicadores de
campo magntico.
Verificar el ampermetro (cuando exista) en intervalosque no excedan 6 meses.
Seleccionar el dimetro interno de la bobina deacuerdo al dimetro externo de la pieza a
inspeccionar.
Emplear procedimientos de inspeccin aprobados.
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MAGNETIZACIN POR CONDUCTOR CENTRAL
Las piezas de forma cilndrica hueca o anillos se
magnetizan circularmente pasando corriente elctrica
a travs de un conductor secundario. El conductor
referido como conductor central, es pasado a travs
del hueco de la pieza para inducir un flujo magntico
circular.
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MAGNETIZACIN POR CONDUCTOR CENTRAL
La corriente elctrica fluye a travs de un conductor secundario y la magnetizacin de la pieza es por induccin
CONDUCTOR
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MAGNETIZACIN POR CONDUCTOR CENTRAL
La norma API RP 7G-2 establece que la corriente
elctrica requerida para magnetizar una pieza tubular
por medio de conductor central debe ser como se
indica en la siguiente tabla:
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MAGNETIZACIN POR CONDUCTOR CENTRAL
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Esta tcnica se emplea para crear un campomagntico circular y detectar discontinuidades
paralelas al eje del tubo.
El conductor debe estar aislado para evitar arcoselctricos.
Se pueden detectar discontinuidades sobre eldimetro interno y externo del tubo.
Se requiere una fuente de poder o unidades decapacitares.
Normalmente es para inspecciones en taller, ya queno es fcilmente portable.
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La cantidad de corriente elctrica que se necesita
para magnetizar una pieza se determina por medio de
formulas y relaciones de origen emprico, en base a
tablas, o en base a la medicin del flujo magntico
inducido sobre la superficie de la pieza a inspeccionar.
Una inadecuada seleccin de la cantidad de corriente
elctrica podra causar:
Sobre-magnetizacin
Magnetizacin insuficiente.
Campos magnticos por geometra.
Combinacin de las anteriores.
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CORRIENTE MAGNETIZADORA
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TIPOS DE CORRIENTE MAGNETIZADORA
Los siguientes tipos de corriente elctrica son los mas
empleados para la inspeccin por partculas
magnticas:
Corriente Alterna (AC).
Corriente Rectificada de Media Onda (HW) apartir de corriente alterna monofsica.
Corriente Rectificada de Onda Completa (FW) apartir de corriente alterna trifsica.
Corriente Directa (DC).
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TIPOS DE CORRIENTE MAGNETIZADORA
Corriente Alterna (AC): Proporciona un campomagntico superficial por lo que nicamente detectadiscontinuidades superficiales. Proporciona movilidad alas particulas magnticas.
Corriente rectificada de media onda (HW): Deteccinde discontinuidades superficiales y cercanas a lasuperficie. Proporciona movilidad a las particulasmagnticas.
Corriente rectificada de onda completa (FW) ycorriente directa (DC): Para la deteccin dediscontinuidades sub-superficiales y cuando se requiereemplear secuencia de operacin residual. Noproporciona movilidad a las particulas magnticas.
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Si el rea de inters es nicamente la superficie deldimetro externo o el rea roscada de una conexinexterna (pin) la inspeccin se puede realizar con bobinade Corriente Alterna.
TIPOS DE CORRIENTE MAGNETIZADORA
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Si el rea de inters es la superficie del dimetro internoo el rea roscada de una conexin interna (caja) lainspeccin se debe realizar con bobina de CorrienteDirecta (HWAC, FWAC, FWAC filtrada o DC pulsante).
TIPOS DE CORRIENTE MAGNETIZADORA
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PARTCULAS MAGNTICAS
Las partculas magnticas son el medio de inspeccin
necesario para la formacin de las indicaciones sobre
la superficie de la pieza, la hay de dos tipos: secas y en
suspensin; a su vez pueden ser de color visible o
fluorescente.
Son de material ferro-magntico finamente
fragmentado (similar a un polvo) y diseadas para ser
fcilmente visibles sobre la superficie de la pieza al
ser atradas por una fuga de campo magntico.
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PARTCULAS MAGNTICAS
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PARTCULAS MAGNTICAS
Partculas hmedas
fluorescentes
Partculas secas
visibles
Debido a su tamao, las partculas hmedas
proporcionan una mayor sensibilidad que las partculas
secas.
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El color de las partculas magnticas se selecciona a
modo de asegurar un buen contraste entre la
superficie de la pieza a inspeccionar y las partculas
magnticas.
COLORES COMERCIALES
TIPO DE
PARTCULAS
MAGNTICAS
COLOR
CONTRASTANTE
(VISIBLE)
COLOR
FLUORESCENTE
SECASRojo, negro, gris,
azul, verde, naranja
Verde-amarillo,
naranja
HMEDAS Rojo, negro, naranjaVerde-amarillo,
naranja
PARTCULAS MAGNTICAS
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PARTCULAS MAGNTICAS
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Las partculas magnticas secas se utilizan tal ycomo se suministras y no son reutilizables.
Las partculas magnticas hmedas sesuministran listas para su uso en botes
presurizados, en polvo para suspenderse en agua o
destilado de petrleo o como un concentrado
liquido para ser suspendido en agua o en destilado
de petrleo. La concentracin inicial para la
preparacin de la suspensin debe ser conforme
las indicaciones del fabricante.
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PARTCULAS MAGNTICAS
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En un tubo de decantacin se
debe determinar la concentracin
de la suspensin. El volumen de
asentamiento de las partculas en
la espiga del tubo debe estar
dentro de:
0.1 a 0.4 ml para partculasfluorescentes.
1.2 a 2.4 ml para partculas nofluorescentes.
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PARTCULAS MAGNTICAS
Las partculas magnticas hmedas o secas de
colores visibles, pueden ser usadas aplicando un
fondo de contraste adecuado sobre la superficie de la
pieza.
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PARTCULAS MAGNTICAS
Ejemplo de seleccin: inspeccin de la base de las
aletas de un estabilizador utilizando partculas
magnticas hmedas de color negro con tinta de
contraste color blanco.
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PARTCULAS MAGNTICAS
Las partculas magnticas hmedas fluorescentes se
deben emplear bajo las siguientes condiciones:
La inspeccin se debe realizar en un rea oscura,el nivel de luz visible sobre el rea de inters no
debe ser mayor a 2 candelas-pie (20 lux).
El rea de inters debe inspeccionarse con luznegra (UV-A); la lmpara de luz negra debe
proporcionar al menos 1000 w/cm2 sobre la
superficie de prueba a la distancia que ser usada
para la inspeccin.
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PARTCULAS MAGNTICAS
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PARTCULAS MAGNTICAS
DS-1 Volumen 3 indica que:
La intensidad de luz negra debe medirseempleando un medidor de luz negra con certificado
de calibracin vigente.
La calibracin del medidor de luz negra deberealizarse al menos cada 6 meses.
La intensidad de luz negra debe medirse cada vezque se encienda la lmpara, cada 8 horas de
trabajo continuo y al termino de la jornada.
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La secuencia de operacin se refiere a la relacin
que existe entre el momento de la aplicacin de las
partculas magnticas y el establecimiento del flujo
magntico.
Se tienen dos secuencias de operacin:
La secuencia de operacin continua
La secuencia de operacin residual
SECUENCIA DE OPERACIN
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Secuencia de operacin continua: en esta
secuencia de operacin el flujo magntico debe
iniciar antes de la aplicacin de las partculas y
debe terminar despus de que la aplicacin de las
partculas sea completada y cualquier exceso haya
sido removido.
La secuencia de magnetizacin continua es la de
mayor uso, proporciona mayor probabilidad de
deteccin de discontinuidades, ya que el flujo
magntico esta presente al momento de la
aplicacin de las partculas, esto ayuda a la
formacin de las indicaciones.
SECUENCIA DE OPERACIN CONTINUA
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La norma DS-1 Volumen 3 en el prrafo No. 3.15.4 c
indica lo siguiente:
La aplicacin de las partculas magnticas y la
activacin de la corriente magnetizadora deben
efectuarse de manera simultanea. La solucin
(partculas hmedas fluorescentes) debe
distribuirse sobre el rea de inters (descrita en el
prrafo 3.13.3). La corriente magnetizadora debe
permanecer por al menos 2 segundos despus de
que la solucin ha sido distribuida. La solucin
debe ser agitada antes de cada aplicacin.
SECUENCIA DE OPERACIN CONTINUA
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En la secuencia de operacin residual las partculas
magnticas son aplicadas despus de que la
corriente magnetizadora se ha suspendido.
Las indicaciones se forman empleando el
magnetismo residual de la pieza. Esta secuencia de
operacin puede ser usada siempre y cuando se
comprueba que la pieza a inspeccionar es de alta
retentividad y que el magnetismo residual es lo
suficientemente fuerte para crear fugas de campo
magntico con capacidad de formar indicaciones
relevantes.
SECUENCIA DE OPERACIN RESIDUAL
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SECUENCIA DE OPERACIN RESIDUAL
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La norma API RP 7G-2 permite el uso de la secuencia
de operacin residual con el siguiente procedimiento
de prueba:
1. Seleccionar un tipo de conexin similar a la mayora
de las conexiones a inspeccionar (mismo ID y OD).
2. Colocar la bobina alrededor de la conexin, a la
altura del hombro.
3. Energizar la bobina para establecer un campo
residual longitudinal.
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SECUENCIA DE OPERACIN RESIDUAL
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4. Usando el campo residual, aplicar las partculas
magnticas sobre el rea de inspeccin y observar
la movilidad de las partculas.
5. Si las partculas magnticas continan fluyendo
durante mas de 10 segundos, incrementar la
intensidad del campo y re aplicar partculas.
6. Si las partculas magnticas son sacadas de la
suspensin prematuramente, por ejemplo, dentro de
un intervalo menor que 6 segundos, invertir la
bobina y aplicar menos corriente.
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SECUENCIA DE OPERACIN RESIDUAL
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4. Continuar hasta que la movilidad de las partculas
sea de entre 6 y 10 segundos despus de la
aplicacin.
5. Medir la intensidad del campo magntico en el
extremo de la conexin empleando un medidor
gauss.
6. La intensidad del campo magntico en las
subsecuentes conexiones debe estar dentro del
10% de lo determinado en el paso anterior.
Nota: Una excesiva cantidad de amperes-vuelta puede ocasionar falta de
movilidad de las partculas que resulta en un excesivo fondo de
contraste y disminuye el brillo de una indicacin relevante.
-
EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
En todos los mtodos de ensayos no destructivos es
necesario demostrar la capacidad del sistema de
inspeccin para la deteccin de discontinuidades
relevantes.
El no hacerlo, genera incertidumbre y desconfianza
de los resultados de prueba.
El hacerlo, asegura la deteccin de discontinuidades.
88
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
La evaluacin de la funcionalidad y sensibilidad del
sistema de prueba se debe realizar en base a un
procedimiento en intervalos regulares. Tal evaluacin
se puede realizar por medio de:
Probetas con discontinuidades conocidas.
Indicadores de campo magntico.
Medidores de efecto Hall.
89
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
Probetas representativas con discontinuidades
conocidas:
La mejor forma de demostrar el optimo desempeo del
sistema de inspeccin es empelando piezas que
contengan discontinuidades reales o artificiales con el
tamao mnimo a detectar.
Se emplean probetas similares a las que sern
inspeccionadas.
Su uso esta limitado a empresas que inspeccionan lotes
de piezas de forma y caractersticas similares.
90
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
Piezas con discontinuidades naturales
La probetas deben ser limpiadas y
desmagnetizadas despus de su uso.91
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
Lainas ranuradas tipo AS5371 :
Son ampliamente usadas para establecer la adecuada
intensidad y direccin del campo magntico sobre el rea
de inters. Estn fabricadas de acero de bajo carbono
tipo AMS 5062 o equivalente.
Se colocan sobre el rea de inters con las ranuras
hacia la superficie de prueba; se observaran
indicaciones claras y definidas cuando se este aplicando
un flujo magntico de adecuada intensidad y direccin.
Solo se aplican con partculas magnticas hmedas
empelando la secuencia de operacin continua.
92
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
Lainas ranuradas tipo AS537193
-
INDICADORES DE CAMPO MAGNTICO
Indicador de campo tipo pastel (Pie Gage):
Es un disco de material con alta permeabilidad dividido en6 u 8 secciones por un material no ferro magntico, lasdivisiones sirven como discontinuidades artificiales.
94
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INDICADORES DE CAMPO MAGNTICO
Se coloca sobre la superficie de prueba con las ranuras
hacia abajo y sirve para mostrar la direccin del campo
magntico aplicado.
95
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INDICADORES DE CAMPO MAGNTICO
Tiras flexibles laminadas (Flexible laminated strips)
Tambin son conocidas como tiras ranuradas (slottedstrips), son usadas para asegurar la adecuada direccindel campo magntico aplicado, el eje longitudinal de latira se coloca transversal a la direccin del campomagntico.
96
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INDICADORES DE CAMPO MAGNTICO
El indicador de campo magntico tipo pastel y las tiras flexibles con ranuras sirven para indicar la direccin
del campo magntico y hasta cierto punto la intensidad del campo magntico sobre la superficie de prueba.
97
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
Medidores de efecto Hall:
Son comnmente usados para medir la intensidad de la
fuerza magnetizadora tangencialmente aplicada sobre la
superficie de prueba.
El probador o sensor es colocado en el campo magntico
de forma que la lneas de fuerza magntica intercepten la
dimension mayor del elemento del sensor en un ngulo
recto.
Los hay con diferentes rangos de medicin y
proporcionan valores en: tesla (gauss) o amperes por
metro (oersted).98
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
99
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EVALUACIN DE FUNCIONALIDAD Y SENSIBILIDAD
Medidor Gauss/Tesla
Se debe tener una intensidad de campo magntico de al
menos 30 Gauss sobre el rea de inters para asegurar la
deteccin de discontinuidades (ASTM E1444)
100
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INDICADORES DE CAMPO MAGNTICO
Indicador analgico de campo magntico
Es un dispositivo mecnico que usa una laminilla dehierro dulce que es desviada por un campo magntico, lalaminilla esta unida a una aguja que gira sobre un puntopara indicar un valor sobre una escala.
Se usa para medir el magnetismo
residual despus de una des-
magnetizacin.
101
-
Es un mtodo relativamente fcil de aplicar.
Se emplea equipo fcil de operar.
El equipo no requiere de un mantenimientoextensivo y costoso.
Es adecuado para detectar discontinuidades quese encuentran llenas de carbn, escorias u otros
contaminantes y que no pueden ser detectadas
por Lquidos Penetrantes.
VENTAJAS DEL MTODO
102
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Se obtiene una mayor productividad que conlquidos penetrantes y resulta mas econmico.
Portabilidad y adaptabilidad a muestras pequeaso grandes.
Las indicaciones son producidas directamente enla superficie de la pieza, indicando la longitud,
localizacin, tamao y forma de las
discontinuidades
VENTAJAS DEL MTODO
103
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DESVENTAJAS DEL MTODO
Es aplicable solamente a materiales ferro
magnticos.
Cualquier cambio brusco de seccin, en la pieza a
examinar, es susceptible de producir
indicaciones.
Solo detecta discontinuidades que sean
transversales a la direccin del flujo magntico.
En algunas ocasiones, despus de la inspeccin,
se requiere de una des magnetizacin.
104
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ULTRASONIDO INDUSTRIAL
105
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Es un mtodo de inspeccin que emplea energa
mecnica de alta frecuencia generada a partir de
elementos piezoelctricos.
ULTRASONIDO INDUSTRIAL
106
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ULTRASONIDO INDUSTRIAL
El instrumento ultrasnico genera pulsos elctricos
de corriente alterna y los enva al transductor por
medio del cable coaxial.
Pulso AC
El transductor convierte estos pulsos elctricos en
ondas mecnicas de alta frecuencia (ondas
ultrasnicas).107
-
ULTRASONIDO INDUSTRIAL
Cuando el transductor se acopla sobre la superficie de
prueba, estas ondas se transmiten y se propagan
a travs del material.
Durante su propagacin, las ondas ultrasnicas
podrn ser reflejadas debido a:
Las discontinuidades internas del material.
La pared posterior de un material.
Los cambios de estructura metalrgica.
Cambios de impedancia acstica del material.
108
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ULTRASONIDO INDUSTRIAL
La impedancia acstica Z es la resistencia que
opone un material a la propagacin de la energa
ultrasnica. Es el producto de la densidad del
material por la velocidad acstica en el material.
Z = Vm
Donde:
= Densidad ( kg/m3)Vm = Velocidad mxima de vibracin en el material ( m/s )Z = Impedancia acstica ( kg/m2s )
109
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ULTRASONIDO INDUSTRIAL
Las ondas reflejadas sern recibidas por el
transductor para ser convertidas en pulsos
elctricos, estos pulsos son enviados al equipo
ultrasnico para ser procesados y desplegados en
una pantalla.
110
-
ULTRASONIDO INDUSTRIAL
Los resultados obtenidos pueden ser presentados de
distintas formas segn el equipo empleado
Z2
Z3
Z4
Z2
Z3
Z4
Presentacin con equipo de
ultrasonido de arreglo de fases
Presentacin con equipo de
ultrasonido convencional
111
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ULTRASONIDO INDUSTRIAL
112
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APLICACIONES DEL MTODO
Las aplicaciones mas comunes del mtodo de
inspeccin por ultrasonido industrial son las
siguientes:
Medicin de espesores.
Deteccin de daos por corrosin y/o desgaste.
Inspeccin de soldaduras.
Deteccin de faltas de adherencia en unionesbimetlicas.
Inspeccin de placas, piezas, forjadas, fundidas yextruidas.
113
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INSTRUMENTO ULTRASNICO
DETECTORES DE FALLAS:
CON LECTURA DIGITAL Y PRESENTACIN A-SCAN
CON LECTURA DIGITAL
MEDIDORES DE ESPESORES:
ULTRASONIDO CONVENCIONAL
ULTRASONIDO CON ARREGLO DE FASES
114
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TRANSDUCTORES
115
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La seleccin del procedimiento adecuando de
inspeccin requiere tener en cuenta los siguiente:
Tipo de imperfecciones que se requieren detectar.
Tamao y geometra de las piezas a inspeccionar.
Cantidad de piezas a examinar.
Localizacin y disponibilidad de las piezas.
Tiempos de inspeccin.
APLICACIONES DEL MTODO
116
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Para la deteccin de este tipo de imperfecciones se
requiere el uso de transductores que enven un haz
recto a la superficie del dimetro interno del tubo.
DETECCIN DE CORROSIN/DESGASTE
117
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DETECCIN DE CORROSIN/DESGASTE
Se pueden usar equipos detectores de fallas con
presentacin tipo A-Scan o tipo B- Scan.
Sin importar si se usa A-Scan o B-Scan es necesario
realizar de forma manual el dimensionamiento de
la zona afectada.
118
-
DETECCIN DE CORROSIN/DESGASTE
Deteccin de Corrosin
119
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DETECCIN DE GRIETAS
Para la deteccin de este tipo de imperfecciones se
requiere el uso de transductores que enven un haz
angular dirigido a la zona en donde se pretenden
detectar las imperfecciones.
Haz recto no
favorable
Haz angular con
ngulo no favorable
Haz angular con
ngulo favorable
120
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El ngulo adecuado se selecciona en relacin al
dmetro externo y espesor a examinar.
DETECCIN DE GRIETAS
70 60 45
Si un palpador de haz angular comercial (para acero) se emplea
en otro material, se vera afectado el ngulo de refraccin.
ngulos de refraccin comerciales para acero:
121
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La tecnologa de ultrasonido por arreglo de fases
permite emplear un solo palpador, el cual est
compuesto por mltiples transductores que
electrnicamente pueden ser programados para
dirigir el haz ultrasnico hacia una zona determinada
de la pieza y con un ngulo o ngulos determinados
por el usuario en funcin de la necesidad especfica de
inspeccin.
Esto evita el uso de varios palpadores de haz angular
convencionales para diferentes aplicaciones.
DETECCIN DE GRIETAS
122
-
DETECCIN DE GRIETAS
123
-
DETECCIN DE GRIETAS
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-
AJUSTE DE SENSIBILIDAD
El ajuste de sensibilidad consiste en darle al sistema
de inspeccin ultrasnico la ganancia o amplitud
necesaria para detectar un reflector de referencia
con un tamao y profundidad conocidos, mediante un
valor de amplitud fcilmente interpretable y medible.
Con este ajuste se asegura la deteccin de un
determinado tipo y tamao de imperfeccin, se realiza
en base a lo que determinen los cdigos, normas,
especificaciones y procedimientos aplicables.
125
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Sin importar el equipo a utilizar (convencional o
arreglo de fases) es indispensable realizar un
ajuste de sensibilidad antes de realizar la prueba.
Es necesario por qu:
As lo establecen los cdigos y normas aplicables.
Se asegura la deteccin de un cierto tipo y tamaode imperfeccin.
Para tal efecto en necesario utilizar bloques patrn
o bloques de referencia.
AJUSTE DE SENSIBILIDAD
126
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Para la deteccin de grietas en piezas tubulares
normalmente se emplea el trazo de una curva de
Correccin Distancia Amplitud (DAC) generada a
partir de muescas externas e internas de un bloque
curvo con espesor, dimetro y tipo de material
similar al tubo a inspeccionar.
AJUSTE DE SENSIBILIDAD
127
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El tipo de bloque y reflector de referencia a utilizar
para realizar el ajuste de sensibilidad se determina en
base al cdigo, norma o especificacin aplicable a la
pieza a examinar.
Es imperativo que los bloques de calibracin y de
referencia empleados para el ajuste del instrumento
deben tener propiedades acsticas (velocidad y
atenuacin) similares a las del material a
inspeccionar.
AJUSTE DE SENSIBILIDAD
128
-
AJUSTE DE SENSIBILIDAD
Ejemplos de bloques de calibracin y de referencia:
129
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VENTAJAS DEL MTODO
Alta sensibilidad, permitiendo la deteccin dediscontinuidades tan pequeas como media (longitud de onda).
Alta capacidad de penetracin: Lo que permitedetectar discontinuidades a una granprofundidad.
Buena resolucin: Capacidad para diferenciar losecos procedentes de discontinuidades prximasa: la superficie cercana, a la pared posterior einternas.
130
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VENTAJAS DEL MTODO
Permite la interpretacin inmediata de losresultados.
No utiliza radiaciones perjudiciales.
Slo requiere acceso a una superficie de la piezaa inspeccionar, esto permite el examen de
equipos y tuberas en servicio.
Es un mtodo de END que puede ser mecanizadoo automatizado para incrementar la
productividad.
131
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DESVENTAJAS DEL MTODO
Se requiere gran conocimiento tcnico para eldesarrollo de los procedimientos de prueba.
No es el mejor mtodo de prueba paradeterminar con exactitud el tipo dediscontinuidad presente en el material.
La inspeccin manual requiere mucha atencin yconcentracin, por lo que resulta pocoproductiva para ciertas aplicaciones.
Se requiere el uso de acoplantes.
Alto costo de equipo y accesorios.
132
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DESVENTAJAS DEL MTODO
Piezas de geometra compleja, de acabado
superficial muy rugoso, materiales de grano
burdo, piezas muy pequeas, muy delgadas o no
homogneas, son difciles de inspeccionar.
Se necesitan bloques de calibracin y de
referencia para cada aplicacin especifica.
Para obtener resultados confiables y repetitivos
la prueba tiene que ser aplicada por tcnicos
capacitados y experimentados.
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INSPECCIN
ELECTROMAGNTICA
PERDIDA DE FLUJO MAGNTICO
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Este mtodo de inspeccin emplea un intenso
campo magntico sobre la regin de la pieza a
inspeccionar, cuando un objeto ferro-magntico est
libre de discontinuidades, las lneas de flujo
magntico fluyen de forma continua a travs de la
pieza entrando y saliendo de los polos. Si la pieza
contiene discontinuidades, estas producirn un
disturbio del campo magntico aplicado, mismo que
ser medido por medio de sensores instalados en el
equipo de inspeccin electromagntica.
INSPECCIN ELECTROMAGNTICA
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INSPECCIN ELECTROMAGNTICA
Magnetizacin transversal para la deteccin de
discontinuidades longitudinales
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INSPECCIN ELECTROMAGNTICA
Se debe emplear una suficiente intensidad de campo
magntico para asegurar la deteccin de
discontinuidades en la superficie interna y externa del
tubo. La intensidad del campo magntico se establece en
base a las indicaciones generadas por patrones de
referencia con discontinuidades artificiales conocidas.
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INSPECCIN ELECTROMAGNTICA
Este mtodo de inspeccin solo puede ser empleado
para la inspeccin de materiales ferro magnticos.
Se emplea frecuentemente para la deteccin de
discontinuidades en piezas tubulares.
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INSPECCIN ELECTROMAGNTICA
Aplicacin del mtodo por perdida de flujo magntico
en tuberas de conduccin de hidrocarburos.
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INSPECCIN ELECTROMAGNTICA
Aplicacin del mtodo por perdida de flujo magntico
en fondo de tanques de almacenamiento.
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INSPECCIN ELECTROMAGNTICA
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