V Conferencia Panamericana de Ensayos No Destructivos2 al 6 de octubre de 2011, Can Cún, Quintana Roo, México

Francisco MERINO, Eduardo de la CRUZ y Eduardo ROBLES

Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Carretera México-Toluca S/N, La Marquesa

Ocoyoacac, CP 52750, México. Teléfono: +52 55 53297200.francisco.merino@inin.gob.mx; eduardo.delacruz@inin.gob.mx;

eduardo.robles@inin.gob.mx

Antecedentes.Una empresa que emplea recipientes esféricos para almacenar

gas, solicitó al ININ, la inspección y evaluación de integridad a tres recipientes a presión, ubicadas en diferentes zonas geográficas del país.

Los recipientes fueron denominados como A, B y C. Los dos primeros se encuentran en un ambiente seco y temperaturas genéricas que oscilan entre los -10 y 38 °C.

El recipiente C, está ambientado con humedad relativa alta, medio amargo y temperaturas que oscilan desde 25 a 40 °C.

La evaluación de integridad de los recipientes, se llevaron a cabo, conforme a las siguientes etapas generales.

Metodología de inspección y evaluación.

• Recopilación y análisis de la información de diseño y construcción historial de operación, mantenimiento e inspección.

• Desarrollo de inspección visual al 100% y pruebas de carácter no destructivo.

• Reparaciones aplicables en función de los resultados de la inspección y evaluación.

• Cálculos de vida remanente por corrosión y periodos de inspecciones próximas conforme a lineamientos API 510.

• Integración y evaluación de la información recopilada y resultados de la inspección visual y pruebas no destructivas.

• Desarrollo del reporte técnico correspondiente, conteniendo conclusiones y recomendaciones.

• Supervisión periódica durante la inspección del recipiente y revisión del reporte técnico por parte de un inspector autorizado de recipientes a presión API 510.

Recopilación y análisis de la información de diseño y

construcción, historial de operación.1. PRESIÓN DE DISEÑO 15.82

KG/CM2

2. TEMPERATURA DE DISEÑO 40 a 48 °C

3. FACTOR SÍSMICO A (CFE) EQUIVALENTE A ZONA 2 (UBC) PARA LAS ESFERAS A y B, MIENTRAS PARA C: ZONA D (NES D)

4. EFICIENCIA DE JUNTAS 100 %5. CORROSIÓN ADMISIBLE 1.6 MM6. PRUEBA HIDROSTÁTICA 23.13

KG/CM2

7. RELEVADO DE ESFUERZOS ÚNICAMENTE EN LAS PLACAS CON BOQUILLAS Y PLACAS CON MUÑÓN DE COLUMNA.

8. RADIOGRAFÍA 100 %

Especificaciones de los materiales

• CUERPO: USITEN 375 1C (FRANCÉS)

• COLUMNAS: SA-283 C• TUBERÍA: SA-106 B• BRIDAS: SA-105• TORNILLERÍA: SA-307 B• ESPÁRRAGOS: SA-193 B7• TUERCAS: SA-194 2H• ESTRUCTURAL: SA-36• PESO DE EQUIPO VACÍO: 252

TON• PESO DE PRUEBA: 2,685 TON• PESO DE OPERACIÓN: 2,406

TONNota: la información se obtuvo de los planos originales de construcción.

Recipiente A.

Recipiente B.

Recipiente C.

Recipientes A, B y C inspeccionados, evaluados

y reparados.

Desarrollo de inspección y pruebas de carácter no

destructivo (1/2).

TÉCNICAS APLICADAS:� Inspección Visual (VT).- Se emplearon: lupas, lentillas, regletas,

cintas métricas, linternas de luz blanca (día), medidores de escalón, medidores de profundidad, juego de replicado, calibradores de soldaduras, cepillo de alambre, marcadores, navaja, etc.

� Medición de espesores (UT-E).- Se empleo equipo Pulso-Eco Panametrics, modelo Epoch 4B, se utilizó transductor de haz recto marca Aerotech Serie Gamma con frecuencia de 5 Mhz con diámetro de 0.75 pulgadas.

� Inspección con ultrasonido (UT).- Se utilizó equipo Krautkramermodelo USN 60 con transductores angulares y rectos.

� Inspección con partículas magnéticas (MT).- Se emplearon partículas coloridas y fluorescentes utilizando yugo Magna-Flux,

Desarrollo de inspección y pruebas de carácter

no destructivo (2/2).

� Metalografía (MET).- Inspección y análisis metalográfico con réplica, se utilizaron rectificadores con zapata intercambiable para diferentes papeles abrasivos, piedras de esmeril, paños y pasta de diamante, por otra parte microscopios ópticos portátil Bhueler y fijo Meiji.

� Ensayo de dureza (HT).- Se emplearon patrones calibrados de dureza, Krautkramer MICC-20. y EQUOTIP.

� Inspección con corrientes de Eddy por el método RTD-INCOTEST (Insade Corrosion Testing).- Realizado con equipo portátil de marca INCOTEST y un ordenador portátil para la captura de los datos.

� Fotografía.- Se emplearon cámaras fotográficas digitales Cannon Power Shot S100.

Inertizado inicial y final de los recipientes a presión.

Inertizado inicial con nitrógeno gaseoso de los reci pientes esféricos, para sacarlos de operación y pro ceder a los trabajos de inspección e inertizado final, par a poner en operación cada esfera.

Esquemas de las placas de los recipientes.

Esquemas de las placas de los recipientes.

Esquemas de las placas de los recipientes.

Esquemas de las placas de los recipientes.

Esquemas de las placas de los recipientes.

Imágenes de las inspecciones.

ALGUNAS IMÁGENES DE LA INSPECCIÓN VISUAL EN LOS DISTINTOS COMPONENTES DE LOS RECIPIENTES.

Imágenes de las inspecciones.

Inspección visual en elinterior de las esferas,empleando algunasherramientas.

Medición de espesoresen el interior de losrecipientes esféricos.

Imágenes de las inspecciones.

Inspección por partículasmagnéticas secas decordones de soldadurapor el exterior y partículasmagnéticas húmedas porel interior de losrecipientes esféricos

Inspección de crucesde soldadura medianteultrasonido con hazangular por el interiorde las esferas.

Imágenes de las inspecciones.

Inspección por réplicas metalográficas del interior de los recipientes esféricos.

Toma de dureza en placas del interior de los recipientes esféricos

METAL BASE, (EXTREMO INFERIORIZQUIERDO) ZONA EXTERNA: LAMICROESTRUCTURA SE CONSTITUYE DEPERLITA FINA BANDEADASEMIESFEROIDIZADA, EN UNA MATRIZ DEFERRITA. EL TAMAÑO DE GRANO ES No.9.5 DE ACUERDO A LO ESPECIFICADO ENLA ASTM E-112. ATAQUE QUÍMICO NITAL2%. AMPLIFICACIÓN 100X .

Imágenes de las inspecciones.

METAL BASE Y SOLDADURA, (INFERIORCENTRAL) ZONA INTERNA. EN LAMICROESTRUCTURA SE OBSERVA UNAGRIETA PARALELA AL CORDÓN DESOLDADURA CIRCUNFERENCIAL EN LAINTERSECCIÓN DE LA SOLDADURA Y ELMETAL BASE. ATAQUE QUÍMICO NITAL 2%.AMPLIFICACIÓN 100X.

Metalografías por réplica.

Imágenes de las inspecciones.

METAL BASE, (ZONA INFERIOR IZQUIERDO)ZONA INTERNA. LA MICROESTRUCTURA SECONSTITUYE DE PERLITA FINA BANDEADAGLOBULIZADA, EN UNA MATRIZ FERRITICA. ELTAMAÑO DE GRANO ES No. 9.5 DE ACUERDO ALO ESPECIFICADO EN LA ASTM E-112. ATAQUE

QUÍMICO NITAL 2%. MAGNIFICACIÓN 100X.

Reparaciones y reemplazos.

Reparación del recubrimiento ignífugo que presentó cuarteaduras en la parte superior de los dados de cimentación de las esferas.

Boquillas inferiores y superiores reemplazadas, aplicación de la técnica de líquidos penetrantes para las uniones soldadas.

Reparaciones y reemplazos.

Reparaciones y reemplazos.

Reparaciones y reemplazos.

Reparaciones y reemplazos.

Datos obtenidos durante los ensayos.

Datos obtenidos durante los ensayos.

Datos obtenidos durante los ensayos (MET).

Datos obtenidos durante los ensayos (MET).

Uso de las mediciones de espesores en uno de los recipientes inspeccionados.

La relevancia de aplicar END en recipientes a presión,así como en otros componentes, no son exclusivos dela industria de los hidrocarburos, sino que se aplicanen todo aquello que necesite de un historial, vigilanciay seguimiento, así como cuidar la integridad de losmateriales, que componen un sin número de bases dedatos, que al fin y al cabo son la historia de losmateriales; tal información de resultados formará partede las predicciones de comportamientos de equipos,sistemas, plantas y complejos, cuyos resultados sonnecesarios para determinar su extensión de vida real yprobable.

Visión y sentido de aplicación de los END.

•La integridad de los recipientes esféricos A, B y C sonsatisfactorias en términos generales y pueden continuaren servicio bajo las condiciones normales de operación.•Los próximos períodos de inspección conforme a loslineamientos de API-510 y los resultados de lainspección efectuada son de 5 años para inspecciónexterna y 10 años para inspección interna.•Las técnicas de END son relevantes para elconocimiento e integridad de partes o plantas completas,para saber su sanidad y cumplimiento de los requisitosnormativos que les dieron origen. Y lo más interesante,es que sigan operando adecuadamente con seguridadpara lo que fueron diseñados, en beneficio de lahumanidad.

Conclusiones.