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Inspección axial de tuberías corroídas


Inspección axial de tuberías corroídas

Aplicación

Solución de inspección axial para tuberías corroídas con el escáner HydroFORM® para inspeccionar tuberías corroídas de manera axial con placas de montaje.

Contexto

Desde su introducción en el ámbito de las inspecciones de tuberías, el escáner HydroFORM ha demostrado su eficacidad para afrontar los controles de corrosión. Gracias al innovador concepto de su sistema de eyección de agua y al uso de las técnicas por ultrasonido multielemento (Phased Array), la velocidad de inspección y la calidad-cantidad de datos han mejorado considerablemente en relación con las técnicas de inspección por ultrasonido convencional (UT).

Problema

Asegurar la integridad de las tuberías, particularmente contra la corrosión, es una de las mayores preocupaciones para la industria petroquímica. Para garantizar la confiabilidad y eficacia de las inspecciones llevadas a cabo en tuberías, es importante contar con las herramientas adecuadas. A veces, durante las inspecciones de corrosión, solo es necesario escanear una línea de la tubería en dirección axial (longitudinal). Por ejemplo:

  • Para tuberías de pequeña dimensión que requieren una indexación excesivamente frecuente al ser escaneadas circunferencialmente;
  • Para tuberías con una zona de interés concentrada en una región específica alrededor de la circunferencia;
  • Cuando no es posible acceder a la circunferencia completa de la tubería.

El paquete estándar HydroFORM con el escáner ChainSCANNER para inspección axial de tuberías corroídas representa una solución comprobada para inspecciones circunferenciales . Sin embargo, el escáner HydroFORM al ser utilizado solo no es apropiado para escaneos longitudinales. Mediante el uso del botón de indexación, o mediante el uso manual del botón de indexación para software, es posible adquirir diversas fases para juntarlas posteriormente en el mismo archivo de datos. Sin embargo, debido a la orientación del haz y a los problemas de acoplamiento (dos aspectos que se comportan de forma bastante diferente cuando el eje primario de la sonda se encuentra sobre el plano tangente de la tubería), esta aplicación requiere algunos ajustes.

Para asegurar que los haces choquen la superficie con una inclinación de 0 grados es necesario considerar su orientación. También, es probable que las sondas de amplia emisión y alta frecuencia, como la sonda estándar 7.5L64-I4, exhiban lóbulos secundarios que alteran toda la representación S-scan y pierdan energía a partir del lóbulo principal.

Si el radio de curvatura de las juntas no corresponde lo suficiente con el diámetro de la tubería, la fuga de agua representa también un problema.

Solución

Para evitar estos obstáculos, es posible usar una sonda Phased Array más apropiada en combinación con placas de montaje desarrolladas para el escáner HydroFORM.

Componentes del kit

N.º de pieza N.º de referencia Descripción
OMNI2-P2-PA16128 U8100126 Detector de defectos OmniScan® MX2 con módulo 16:128 PA.
HydroFORM-SCN U8750059 Escáner HydroFORM con ruedas magnéticas y sistema de eyección de agua (sonda vendida por separado).
5L128-64X7-I4-P-7.5-OM U8331667 Sonda PA para aplicación específica 5 MHz, 128 elementos, abertura de emisión de 0,5 mm, elevación de 7 mm con un cable de 7,5 m y conector OmniScan.
CFU03 U8780008 Unidad de alimentación para acoplamiento eléctrico.
HydroFORM-A-CurvedPlates U8775301 Placa de montaje curva para aplicación específica para un rango de diámetro externo de 12 a 20 pulgadas, compatible con el escáner HydroFORM.
Pulsador manual Q7500011 Sistema de pulsador manual (opcional) con el conector LEMO®. El montaje se compone de un mango con un botón de indexación y también de un botón de entrada digital configurable. El cable cuenta con un conector de entrada hembra LEMO para conectarse al cable macho LEMO a partir de un codificador o escáner Olympus. La longitud del cable es de 2,5 m.

Problema

Esta aplicación especializada se asemeja a la aplicación común del HydroFORM, pero con algunas diferencias en el software y hardware.

Generalmente, un grupo lineal con una abertura efectiva de unos 4 mm de ancho (8 elementos con una sonda Phased Array 5L128-I4) es óptimo. En varios casos, la profundidad focal puede ser determinada alrededor de 2 mm desde la interfaz.

Inspección axial de tuberías corroídas

Figura 1: Configuración típica proporcionada por el asistente de configuración.

Los resultados en la Figura 1 fueron obtenidos usado el asistente OmniScan en una configuración en donde todos los haces incidentes se encuentran en dirección perpendicular a la superficie. Se define la pieza como una tubería axial y se siguen los pasos del asistente. La cobertura circunferencial para esta configuración (12,75 pulgadas de diámetro externo) es de aproximadamente 55 mm desde la primera ley hasta la última. Debe tener en cuenta que los defectos mostrados en los extremos aparecerán ligeramente más pequeños que los defectos que corresponden con el centro de la sonda, debido a la corta distancia entre los haces mientras el ángulo de inclinación aumenta.

Inspección axial de tuberías corroídas

Figura 2: Una junta curva opcional es requerida para mantener el acoplamiento en la tubería.

Para diámetros entre 12 y 20 pulgadas es necesario usar placas de montaje curvas personalizadas para asegurar un acoplamiento adecuado (vea la Figura 2). El kit descrito anteriormente comprende una placa de montaje (diámetro externo nominal de 14 pulg.) para tuberías con diámetro externo de 12 a 16 pulgadas y, también, una placa de montaje adicional (diámetro externo nominal de 18 pulg.) para tuberías con diámetro externo de 16 a 20 pulgadas.

Cuando las ruedas del escáner HydroFORM se mantienen sobre una porción lisa y regular de la tubería, el sistema de eyección de agua es ajustado con la rueda de ajuste (vea la Figura 3) de manera que todas las leyes focales señalen la interfaz de la tubería a 0 mm en profundidad real. La representación S-scan generada muestra la interfaz como plana.

NOTA: Dependiendo de la orientación del escáner en la circunferencia de la tubería, el sistema de control de burbujas del HydroFORM puede actuar de forma diversa. Puede que sea necesario desplazar el escáner rápidamente hacia atrás y adelante sobre la tubería para ayudar a eliminar las burbujas que han quedado atrapadas en la cámara de agua antes de iniciar la adquisición.

Inspección axial de tuberías corroídas

Figura 3: Representación S-scan mostrando la interfaz plana

Una calibración de la sensibilidad es recomendada para homogeneizar la amplitud de las leyes focales; la ganancia corregida en función del tiempo (TCG) puede ser usada para compensar la atenuación en el material mientras se limita la saturación del eco de interfaz.

La calibración de la sensibilidad es efectuada en todas las leyes focales con ayuda de un asistente de calibración. Los puntos TCG son agregados en el diámetro externo y en el diámetro interno (idealmente en el bloque de calibración).

Esta sección presenta los resultados obtenidos de una tubería con un diámetro externo de 12 pulg.

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La Figura 5 representa el mapeo del área sujeta a la corrosión en el detector de defectos OmniScan. Un total de 121 leyes focales corresponden con una línea circunferencial de aproximadamente 55 mm (vea la Figura 1) y con una resolución circunferencial de 0,5 m.

La Figura 5 representa el mapeo del área sujeta a la corrosión en el detector de defectos OmniScan. Un total de 121 leyes focales corresponden con una línea circunferencial de aproximadamente 55 mm (vea la Figura 1) y con una resolución circunferencial de 0,5 m.

Inspección axial de tuberías corroídas

Figura 5: Control de espesor del área sujeta a la corrosión.

La Figura 6 muestra un taladro de fondo plano de 3 mm con un espesor de pared restante de 7,5 mm capturado mediante una óptima relación entre señal y ruido.


Inspección axial de tuberías corroídas

Figura 6: Taladro de fondo plano de 3 mm a 7,5 mm de la superficie.

Conclusión

El escáner HydroFORM puede ser usado para efectuar escaneos axiales si las siguientes condiciones se cumplen:

  • El diámetro externo pequeño en el rango es nominal de 12 pulgadas.
  • Se usan dos placas de montaje curvas para un rango de diámetro externo de 12 pulgadas a 20 pulgadas (ambos están incluidos en el kit). Si es superior a 20 pulgadas, es posible usar la placa de montaje estándar del HydroFORM.
  • Las leyes focales apropiadas son calculadas con el asistente del equipo OmniScan MX2 u OmniScan SX.
  • Se usa la versión 4.4R2 o una más reciente del software OmniScan MXU.
  • La sonda usada presenta la abertura de emisión y la frecuencia para orientación del haz correctas según el diámetro de la tubería.

Olympus IMS
Productos para la aplicación

La capacidad de colocar con precisión los palpadores en función de la superficie bajo ensayo influencia grandemente la calidad de la inspección. Olympus ofrece una gran variedad de escáneres industriales y accesorios que ayudan a los examinadores durante su trabajo. Las configuraciones de los escáneres pueden ser de varios tipo: uno o dos ejes codificados, más movimiento manual o motorizado.
El ligero equipo OmniScan SX de un solo grupo, que además está dotado de una pantalla táctil inteligible de 8,4 pulgadas (21,3 cm), brinda soluciones económicas y de alta capacidad. Está disponible en dos modelos: el SX PA y el SX UT. La unidad SX PA con capacidad de 16:64PR cuenta, al igual que la unidad SX UT, de un canal de ultrasonido convencional para inspecciones mediante las técnicas Pulso-Eco, Emisión-Recepción y TOFD.
El OmniScan MX2 presenta dos nuevos módulos: por ultrasonido multielemento (PA2) con un canal UT y por ultrasonido convencional (UT2) de dos canales. Estos pueden ser empleados tanto con la tecnología de difracción del tiempo de vuelo (TOFD) como con los nuevos softwares Todos; todos ellos permiten incrementar las capacidades de la ya exitosa plataforma OmniScan MX2.
Gracias a la introducción de esta solución semiautomatizada por ultrasonidos phased array en el mercado de inspección de la corrosión, Olympus no sólo ofrece una nueva tecnología, sino también nuevas posibilidades. Adiós a los escaneos de trama poco seguros o precisos de las sondas UT; las sondas multielementos phased array cubren una amplia superficie y pueden ser desplazadas a una rapidez apropiada. Esta solución brinda a los inspectores una mayor productividad y recolección de datos de alta resolución.
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