PROCEDIMIENTO ESPECIFICO PARA EL ENSAYOS NO

DESTRUCTIVO ULTRASONIDO A TUBERA DE ACERO CARBN

PARA CALDERA POR EL METODO DE ECO PULSO

LUIS ANGEL CIPAGAUTA GAMBOA 201413023

Documento de investigacin

Profesor

Marco Antonio Pardo

Nivel III ASNT UT Method

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA METALUGICA

TUNJA

2014

INTRODUCCION

En el mbito industrial se trabajan diferentes materiales y procesos y cada

uno de ellos necesita de un procedimiento especfico. De esta manera

desde la percepcin del sonido generado por un martillo en el ensayo de

percusin se ha trabajado con el sonido para la examinacin del

comportamiento de los materiales. El ultrasonido es el mtodo actual ms

completo y ms trabajado y se hace importante conocer al menos uno de

los procedimientos que actualmente se utilizan.

Contenido

1. OBJETIVOS ........................................................................................ 5

1.1. GENERAL ........................................................................................ 5

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................ 5

REFERENCIAS ......................................................................................... 6

2. PROCEDIMIENTO GENERAL PRUEBA ULTRASNICA DE PULSO-

ECO CON HAZ RECTO POR EL METODO DE CONTACTO. .................. 7

DESCRIPCION METODO ......................................................................... 7

CALIFICACION DEL PERSONAL. ............................................................ 7

2.1. SELECCIN DE LA MUESTRA DEL MATERIAL. ........................... 7

2.1.1. CARACTERISTICA PIEZA ........................................................... 7

Tubera De Acero Carbn Para Caldera .................................................. 7

2.2. SELECCIN DE EQUIPOS Y MATERIALES .................................. 8

Para la seleccin de los equipos se tienen en cuenta l ....................... 8

2.2.1. Generacin de la frecuencia ......................................................... 8

2.2.2. Requisitos Instrumento ultrasnico. .............................................. 8

2.2.3. Requisitos Palpadores .................................................................. 9

2.2.4. Requisitos de calibracin generales ............................................. 9

2.2.5. Seleccin acoplador ................................................................... 10

2.2.6. Requisitos Bloques de calibracin del producto tubulares .......... 10

2.2.7. Cuas de contacto ...................................................................... 11

2.2.8. Controles del instrumento. .......................................................... 11

2.2.9. Temperatura. .............................................................................. 11

2.2.10. Confirmacin de calibracin .................................................... 11

2.2.11. Configuraciones de sensibilidad. ............................................. 11

2.2.12. Preparacin de las Superficies. ............................................... 12

2.2.13. Marcado de Puntos de Inspeccin. ......................................... 12

2.2.14. Verificacin y Calibracin del Equipo ...................................... 12

2.2.15. Linealidad de la pantalla. ......................................................... 13

2.2.16. Determinacin de puntos de inspeccin .................................. 13

2.2.17. Toma de lecturas ..................................................................... 13

2.2.18. Manejo del equipo ................................................................... 14

2.2.19. EVALUACIN DE LAS INDICACIONES ................................. 14

.................................................................................................. 15

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ......................................................... 21

1. OBJETIVOS

1.1. GENERAL

Realizar mediante la investigacin y aplicacin de las normas ASME, ASTM y otras especificaciones de procedimientos encontrados en la WEB, una descripcin de los procedimientos para el ensayo no destructivo de ultrasonido (medicin de espesores), prueba ultrasnica de pulso-eco con haz recto por el mtodo de contacto.

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Dar claridad a las especificaciones que se han de tener presentes segn

las normas para el ensayo de ultrasonidos (medicin de espesores).

Definir una secuencia con las caractersticas acordes a las normas,

partiendo del equipo y paso a paso del procedimiento.

Suministrar un formato de registro/reporte prueba con el fin de instruir la

manera de cmo hacer el procedimiento de ultrasonido medicin de

espesores de inicio a fin.

REFERENCIAS

Este procedimiento cumple con los requisitos establecidos en los cdigos:

SE-114 Prctica recomendada para la prueba ultrasnica de pulso-eco con haz recto por el mtodo de contacto.

ASTM E797-05 Prctica estndar para la medicin de grosor por contacto del eco del pulso ultrasnico manual Method1

ASME V 2010 ARTICULO 5 MTODOS DE EXAMEN ULTRASNICO PARA MATERIALES Y FABRICACIN

ASTM E 317 Practice for Evaluating Performance Characteristics of Ultrasonic Pulse-Echo Examination Systems Without the Use of Electronic Measurement Instruments

ASTM E494 Practice for Measuring Ultrasonic Velocity in Materials

E 1316 Terminology for Nondestructive Testing

2. PROCEDIMIENTO GENERAL PRUEBA ULTRASNICA DE

PULSO-ECO CON HAZ RECTO POR EL METODO DE

CONTACTO.

DESCRIPCION METODO

Mtodo de impulso-eco.

El gran inconveniente del mtodo de intensidad es la necesidad de utilizar

dos palpadores y los posibles desajustes que se pueden dar. El mtodo

impulso-eco utiliza un solo palpador y en l se realizan las funciones de

emisin y recepcin.1

CALIFICACION DEL PERSONAL.

Antes de iniciar cualquier procedimiento el personal de debe estar

calificado segn la norma ASNT SNT TC-1A-.

2.1. SELECCIN DE LA MUESTRA DEL MATERIAL.

El primer paso para realizar correctamente el examen por ultrasonido es la correcta seleccin de la muestra de la pieza en donde se desee inspeccionar.

2.1.1. CARACTERISTICA PIEZA

Tubera De Acero Carbn Para Caldera

Las calderas y cambiadores de calor requieren diferente tipo de tubera

para manejar las altas temperaturas y requerimientos de dimensiones

exactas para estos sistemas de ms tensin.

Este tubo de acero para caldera se utiliza para las calderas y recipientes a

presin de media y baja (Normalmente el contenedor y tuberas de vapor

con la presin de trabajo no superior a 5.88Mpa y temperatura de

funcionamiento por debajo de 450C).

Para las calderas de alta presin (Normalmente los contenedores de

tuberas de vapor y tuberas petroqumicas tienen una presin de trabajo

no superior a 9.8Mpa temperatura de funcionamiento entre 450C-650C).

2.2. SELECCIN DE EQUIPOS Y MATERIALES

Para la seleccin de los equipos se tienen en cuenta los requisitos del

equipo de acuerdo con la norma ASTM E797 (05) en su seccin T-530

que define:

2.2.1. Generacin de la frecuencia

La frecuencia que genere el instrumento ultrasnico de pulso-eco ser de

al menos 1 MHz a 5 MHz, adems se pueden utilizar instrumentos que

operen a otras frecuencias.

2.2.2. Requisitos Instrumento ultrasnico.

Se emplear un instrumento ultrasnico detector de fallas del tipo pulso

eco con presentacin A-scan, un medidor de espesores de lectura digital

directa, un detector de fallas ultrasnico con presentacin A-scan y

lectura digital directa o un medidor de espesores con presentacin A-scan

y lectura digital directa.

La medicin de espesores debe ser indicada en un tubo de rayos

catdicos, una pantalla electroluminiscente, una pantalla de cristal lquido,

un medidor o una pantalla digital.

Fig. 1. Equipo ultrasonido TI-PVX

El nuevo medidor de espesor de TI-PVX precisin pared ultrasnico

proporciona la flexibilidad necesaria para los requisitos de penetracin de

alta resolucin y tiene la capacidad de utilizar una variedad de

transductores de elemento simple para aplicaciones especficas: Delay

Line Estndar (consejos de acrlico y grafito para metales y plsticos

delgados), Lpiz Delay Line (zona de acceso difcil en materiales

delgados) y Contacto transductores (variedad de aplicaciones) hace que

es la herramienta perfecta para flexible mediciones muy precisas y

delicadas. Los ajustes de resolucin ajustables aadir a flexibilidad del

PVX. Las opciones de visualizacin seleccionables proporcionan al

usuario una flexibilidad adicional durante la operacin: (forma de onda de

RF, + / - de forma de onda rectificada, y grandes dgitos con Scan-bar.

Funcin de B-Scan basado El tiempo muestra una seccin transversal del

material de ensayo. Muestra el perfil de la superficie opuesta del material.

La funcin de escaneo de alta velocidad acelera el proceso de inspeccin

al hacer 32 mediciones por segundo. Retire el transductor del material de

prueba y visualizar la medida mnima escaneada.3

2.2.3. Requisitos Palpadores

(a) Los palpadores pueden contener elementos transductores sencillos o

dobles.

(b) Pueden utilizarse palpadores con zapatas contorneadas de contacto

para ayudar en el acoplamiento ultrasnico. La calibracin debe hacerse

con las zapatas de contacto que se utilizarn durante el examen.

Pero para la medicin de espesores la frecuencia puede ser conducida a

cualquier frecuencia capaz de resolver el rango de espesores a ser

medido. En la seleccin del equipo la medicin de espesores debe ser

indicada por un tubo de rayos catdicos, un medidor o una pantalla digital.

c) Se debe proporcionar el(os) bloque(s) de calibracin de velocidad

ultrasnica, superficie, forma y acabado similar al de la pieza que se va a

examinar.

2.2.4. Requisitos de calibracin generales

Las calibraciones deben incluir el sistema ultrasnico completo y se

deben realizar antes del uso del sistema en la variedad de grosor bajo el

examen. Las calibraciones de la superficie deben ser realizadas (vestido o

desnudo) correspondiente a la superficie del material del cual el examen

se realizar. Debe usarse un mismo acoplante durante el examen y

durante la calibracin.1

2.2.5. Seleccin acoplador

El acoplador, incluso aditivos, no debe ser perjudicial para el material

examinado. El acoplador usado en aleaciones de la base de nquel no

debe contener ms de 250 ppm de azufre y los acoplantes usados en el

acero inoxidable austenitico o titanio no debe contener ms de 250 ppm. 1

2.2.6. Requisitos Bloques de calibracin del producto

tubulares

La calibracin de los reectores debe ser longitudinal a las muescas

(axiales) y deben tener una longitud para no exceder 1 pulg. (25 mm), una

anchura para no exceder en. (1.5 mm), y profundidad para no exceder

0.004 en. (0.10 mm) o el 5% del espesor de pared nominal, cualquiera es

ms grande.

Los bloques de calibracin deben ser el mismo grosor el 25% que el

reparto para examinarse.

Fig. 2 Bloques de calibracin

2.2.7. Cuas de contacto

Las mismas cuas de contacto para usarse durante el examen se deben

usar para la calibracin.

2.2.8. Controles del instrumento.

Cualquier control, que afecta la linealidad del instrumento (p.ej, filtros,

rechace, o recorte), estar en la misma posicin para calibracin, controles

de calibracin, controles de linealidad del instrumento y examen.

2.2.9. Temperatura.

Para el examen de contacto, el diferencial de temperaturas entre el bloque

de calibracin y superficies de examen debe ser dentro de 25F (14C).

2.2.10. Confirmacin de calibracin

Cuando cualquier parte de la examinacin se cambia, un control de

calibracin se debe realizar en el bloque de calibracin para verificar que

los puntos de la variedad de la distancia y el ajuste de sensibilidad

Cualquier control del simulador que se usa, se correlacionar con la

calibracin original en el bloque de calibracin durante la calibracin

original. Los controles del simulador pueden usar tipos diferentes de

calibracin o bloques y/o simula-electrnica. Sin embargo, la simulacin

usada debe ser identificable en la hoja (s) de calibracin. La exactitud de

los controles del simulador se debe confirmar, usando el bloque de

calibracin, cada tres meses o antes del primer uso a partir de entonces.

2.2.11. Configuraciones de sensibilidad.

Si algn valor de sensibilidad ha cambiado en ms del 20% o 2 dB de su

amplitud, corrija la calibracin de sensibilidad y anote la correccin en el

registro de examen. Si el ajuste de sensibilidad ha disminuido, todas las

fichas de datos ya que el ltimo control de calibracin o calibracin vlida

se debe marcar el vaco y el rea cubierta por los datos vaciados se

deben reexaminar. Si el ajuste de sensibilidad ha aumentado, todas las

indicaciones registradas ya que el ltimo control de calibracin o

calibracin vlido se debe reexaminar y sus valores se deben cambiar en

las fichas de datos o registrarse de nuevo.

2.2.12. Preparacin de las Superficies.

Hasta donde sea prcticamente posible se deber eliminara cualquier

indicio de contaminantes ya sea pintura suelta, corrosin, grasa,

soldaduras, aceite, humedad en los puntos de inspeccin; Sin embargo si

de la inspeccin visual se considera que la pintura tiene buena

adherencia, entonces no ser necesario eliminarla.

Todas las condiciones de operacin, como son: acabado superficial,

frecuencia, calibracin del instrumento ultrasnico, tipo de palpador y

acoplante empleado, deben ser las mismas durante la calibracin y la

inspeccin.

2.2.13. Marcado de Puntos de Inspeccin.

El marcado de cada nivel y su identificacin, en la direccin longitudinal,

ser numrico empezando con el nmero 1 y tomando como referencia la

posicin (horizontal: extremo Norte a Sur, extremo Este a Oeste, entrada

hombre, placa de identificacin, parte frontal a posterior o entrada de

fluido; vertical: de abajo hacia arriba).

El marcado de cada punto circunferencial y su identificacin ser

alfabtico empezando con la letra A y tomando como referencia la

posicin (horizontal: parte superior; vertical: lado norte), en el sentido de

las manecillas del reloj.

2.2.14. Verificacin y Calibracin del Equipo

El funcionamiento adecuado del equipo de examen debe verificarse y el

equipo debe calibrarse utilizando como mnimo el patrn de calibracin al

principio y al final de cada examen, cuando se cambia al personal y en

cualquier momento que se sospeche un mal funcionamiento.

Si durante cualquier verificacin se determina que el equipo de prueba no

est funcionando adecuadamente, todo el producto que ha sido

inspeccionado desde la ltima calibracin vlida del equipo debe re

inspeccionar.

La calibracin del equipo se realizara con los patrones o galgas de calibracin, efectuando diez lecturas por cada una de ellas hasta obtener el rango de calibracin ptimo El equipo debe ser re calibrado cuando:

Sea prendido inicialmente

Despus de que sea cambiado el operador

Cada 24 horas

Antes de iniciar un nuevo set de inspecciones

Cuando se obtenga alguna medida dudosa.

2.2.15. Linealidad de la pantalla.

La linealidad de la escala horizontal de la pantalla, es requerida, porque

un cambio en el espesor del material producir un cambio en la lectura del

espesor correspondiente. La linealidad de la escala horizontal de la

pantalla debe verificarse de acuerdo a un procedimiento elaborado para

tal fin, esta verificacin debe realizarse y documentarse al menos cada

tres meses.

La linealidad de la escala horizontal. Del instrumento ultrasnico, deben

verificarse y evaluarse de acuerdo al procedimiento No. B/PND/PO/CAL1.

La verificacin y evaluacin debe realizarse:

A) Al principio de cada perodo de uso extensivo, o

B) Cada tres meses, lo que sea menor.

2.2.16. Determinacin de puntos de inspeccin

El nmero de puntos a inspeccionar depende del estado actual de la

superficie, de los valores obtenidos en mediciones anteriores con los

cuales se ha podido determinar el espesor y los espesores aplicados en

pinturas de anticorrosivo, barrera y acabado Por lo que una vez realizada

la inspeccin visual y observados los reportes de inspecciones si se

tienen se procede a determinar el tamao de la cuadricula.

Cuadricula: Se realizara una cuadricula de 1pie por 1pie en cuyos

vrtices se tomara un rea de 10cm X 10cm. (El tamao inicial de la

cuadricula puede ser variado durante la medicin si las condiciones lo

requieren).

Se ubicaran en un plano (diagrama), la zonas o reas que van a

ser inspeccionadas.

Se realizara una tabla en la que se identificara la zona con la cantidad de puntos a tomar las lecturas en cada una de estas.

2.2.17. Toma de lecturas

Una vez determinados los puntos se limpia la zona a inspeccionar y se procede a la toma de las mediciones, las cuales deben estar de acuerdo

con las coordenadas del diagrama o plano y las correspondientes en la tabla de toma de datos.

2.2.18. Manejo del equipo

Las especificaciones en cuanto a manejo del equipo se seguirn de acuerdo a los requerimientos de la norma ASTM E-797, el catalogo del equipo y a la experiencia del Ingeniero o Tcnico que realicen la medicin.

2.2.19. EVALUACIN DE LAS INDICACIONES

La evaluacin de los espesores se llevara a cabo bajo los requerimientos del cliente y bajo los estndares del Cdigo establecido.

Fig. 3 bloques de estandarizacin

Cdigo:___________

Versin:__________

Fecha: ___/___/______

PROCEDIMIENTO ESPECIFICO PARA EL

ENSAYOS NO DESTRUCTIVO

ULTRASONIDO A TUBERA DE ACERO CARBN PARA

CALDERA POR EL METODO DE ECO PULSO

Elaboro:

Nivel de certificacin

Revis:

Nivel de certificacin

Aprob:

Nivel de certificacin

Calificacin de procedimiento

ASME V 2010 Art. 8

ASTM E426-98

REQUERIMIENTOS GENERALES

MATERIAL: ________________________

Fecha de compra: _________________________

Proveedor: _________________________

Cdigo: ______________

N Serie: ______

Dimensiones ____________________

_____________________

_____________________

Condicin superficial: ______________

TOMA DE LA MUESTRA POR CORTE:

Segueta: ____ Oxiacetilnica: _____ Fresa: _____

EQUIPO ULTRASONICO: _____________________________

Modelo: ____________

Estndar de referencia: _________________

Re estandarizacin: si___ no___

Bloque: A___ B___ C___

Tcnica: __________________

CALIBRACION

TIPO DE ACOPLANTE: ___________________________

Marca: ___________________________

ONDA

Angulo: _____________

Modo de propagacin: ________________

Tipo de unidad: ______________________

Frecuencia: _________

MARCADO DE PUNTOS

Realice un bosquejo de la pieza y el marcado de puntos

ESCANEO

Direccin: ___________

Avance: _____________

Tipo de escaneo: manual___ automtico___

TOMA DE LECTURAS

N Dimetro Ubicacin de la medida

Medicin mxima

Medicin mnima

RESULTADOS DE EXAMINACION

N Espesor Mximo Mnimo

1 2 3 4 5 6 7

NOTAS

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RESULTADOS

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Asme v 2010 articulo 5 mtodos de examen ultrasnicos para

materiales

2. http://normativa.eppetroecuador.ec:8080/documents/10157/28442/

h01.02.03.01.02_pr_05+medicion+de+espesores+por+el+meto+de

+ultrasonido+en+recipientes+a+pres+(v01)

3. Http://www.checkline.com/ultrasonic_thickness_gauge/ti-pvx

4. Asme v 2010 artculo 23 se 797 prctica estndar para medir

grosor por contacto del eco del pulso ultrasnico mtodo manual