Uso del HydroFORM para el control de la corrosión externa

Introducción

Las superficies internas y externas en las tuberías de acero al carbono tienden a corroerse a través del tiempo en cualquier tipo de ambiente. Por ende, es necesario llevar a cabo inspecciones de dicha corrosión para poder evaluar y controlar la integridad de las tuberías. El escáner para corrosión HydroFORM® es sumamente importante para medir el espesor de pared restante en tuberías. Cuando el escáner HydroFORM es usado en combinación con un equipo de ultrasonido multielemento, como el detector de defectos OmniScan®, ofrece una forma eficaz para inspeccionar la corrosión; ya que, proporciona medidas precisas sobre el espesor restante del material considerando las reflexiones de su superficie interna y externa. El detector de defectos OmniScan analiza las reflexiones generadas por el ultrasonido y calcula el tiempo de retardo entre los ecos de la superficie externa e interna para proporcionar el valor de la pared restante en cada punto de 1 mm × 1 mm.

En algunas circunstancias, los inspectores solo desean medir la corrosión externa o necesitan distinguir el efecto de la corrosión interna y externa para determinar el valor de pared restante en el material.

Desafío

Las mediciones manuales de superficies, como con un medidor de picaduras, llevan mucho tiempo y requieren siempre del operador. Además, los resultados pueden variar de un operador a otro o entre inspecciones. Los inspectores necesitan un método de inspección más rápido y eficiente. El uso de láseres para medir la corrosión externa requerirá una inversión considerable en equipamiento y capacitación. Asimismo, la inspección láser no es capaz de proporcionar una evaluación completa de la integridad de las tuberías; ya que, no llega a alcanzar su superficie interna. Esta limitación significa que la inspección láser debe ser soportada por más de un sistema o tecnología, lo que conlleva a proporcionar mayor capacitación, administración de datos y dificultades de coordinación entre el equipo de inspección.

Solución

El escáner HydroFORM es una solución comprobada para la inspección de corrosión interna en tuberías. Gracias a su cámara de agua que elimina la necesidad de usar una suela (zapata), este escáner brinda los beneficios de una inspección por ultrasonido multielemento similar a la que se lleva en un tanque de inmersión. También, ofrece excelentes condiciones de acoplamiento y adaptación a superficies, incluso en superficies rugosas.

Cuando el escáner HydroFORM es usado con un equipo multigrupo, la corrosión externa puede ser controlada al mismo tiempo que la corrosión interna (espesor restante de pared) a través de un solo escaneo. El primer grupo es optimizado para la corrosión interna mientras que el segundo (usando la misma sonda) lo es para el control de la corrosión externa. Esto genera dos representaciones C-scan distintas que pueden ser analizadas directamente en el detector de defectos OmniScan o en un PC usando el software OmniPC^™ . También, pueden ser exportadas independientemente en formato CSV; con lo cual podrán ser consultadas posteriormente en un software de hoja de cálculo.

Procedimiento típico

El procedimiento para controlar la corrosión externa es similar a una aplicación típica que proporciona el escáner HydroFORM® pero con algunas distinciones en los parámetros.

Primero, es necesario crear un grupo de corrosión interna (espesor restante de pared) mediante la configuración de la ley para el primer grupo que será «Lineal» en lugar de «Lineal a 0°». El ángulo de inspección es de 0°.

Figura 1: Configuración de la ley a «Lineal»

Después, para crear el segundo grupo dedicado a la corrosión externa, la configuración del primer grupo debe ser copiada, a excepción del parámetro de Suela (zapata) que debe ser cambiado a la opción «Contacto». Esta configuración permite inspeccionar la superficie externa de la tubería usando la columna de agua.

Figura 2: Selección de la suela de «Contacto»

La cantidad de elementos está determinada a un elemento por haz.

Figura 3: Configuración de la cantidad de elementos a un elemento por haz

El primer y último elemento necesita ser configurado según las siguientes fórmulas para asegurar que ambos grupos presenten la misma abertura completa y cubran la misma área en la pieza:

En el siguiente ejemplo (vea la figura 4), se han usado 4 elementos en el primer grupo, de manera que el primer y último elemento del segundo grupo han sido determinados a 2 y 62 elementos respectivamente.

Figura 4: Configuración del primer y último elemento

El parámetro de profundidad focal no es importante; ya que, el haz no puede ser focalizado según la configuración de un elemento por haz. Para fines de generación de informes, este parámetro está determinado a desenfocado.

Figura 5: Configuración del parámetro de profundidad de enfoque a «Desenfocado».

La velocidad debe ser ajustada para poder introducir el valor del agua (1480 m/s, o 0,0583 pulg./μs). Esto permite asegurar la precisión de los valores de profundidad.

Figura 6: Configuración del tiempo de retardo de la suela y velocidad

Se coloca una sonda en un área de la tubería exenta de corrosión; el retardo de la suela se determina automáticamente para que la pared frontal se encuentre a 0 mm.

Figura 7: Determinación de la pared frontal a 0 mm con el retardo de la suela (zapata)

• Debido a que solo la superficie de la suela es considerada, y la atenuación del ultrasonido en el agua es de segunda importancia, no es necesario aplicar la corrección de la ganancia en función del tiempo para el segundo grupo.
• Como la sincronización de puerta no puede ser usada para el grupo de corrosión externa, es importante contar con un sistema de soporte de sonda estable, como el conjunto de escáneres HydroFORM® y MapROVER™ de Olympus. Por otra parte, un sistema de soporte de sonda inestable podría engendrar una extensa depresión en la pieza, causando la pérdida de la referencia nominal.
• Las líneas de escaneo no pueden superponerse en el modo lineal. Por ende, es importante notar el símbolo Delta de indexación en el parámetro Término de índice del menú Escaneo > Área del primer grupo (corrosión interna) para configurar correctamente el incremento mecánico de indexación.
  
  Figura 8: Símbolo Delta de indexación

Resultados Datos de corrosión de una muestra corroída La muestra inspeccionada fue una tubería de 20 pulg. (508 mm) de diámetro externo con un espesor nominal de pared de 0,35 pulg. (9 mm) que presenta corrosión en la superficie interna y externa. El escaneo fue realizado en el eje circunferencial del diámetro externo usando el conjunto compuesto del escáner HydroFORM y del escáner automático MapROVER. La superficie ha sido escaneada usando una resolución de 1 mm × 1 mm.

Figura 9: Inspección de tubería de 20 pulgadas.

Las representaciones S-scan y C-scan fueron usadas para visualizar la corrosión. La representación C-scan del primer grupo (vea la figura 10) fue usada para visualizar el valor de pared restante que considera la corrosión interna. El color azul en el C-scan representa el espesor nominal, y la pared restante se vuelve más delgadas a medida que la intensidad del color cambia de amarillo, a naranja hasta rojo. En el C-scan, existen 4 áreas donde es posible identificar datos incoherentes. Estas áreas revelan dónde la corrosión externa afecta la señal del ultrasonido.

Figura 10: Representación C-scan del espesor de pared restante con la señal alterada por la corrosión externa

Con el segundo grupo, podemos ver la corrosión externa en ambas representaciones S-scan (vea la figura 12) y C-scan (vea la figura 11). 11). Por ejemplo, en el caso de usar una paleta de color personalizada (una paleta de inspección típica para corrosión), se puede apreciar que mientras más rojizo sea el color, más profunda es la corrosión externa. La corrosión externa es identificada fácilmente, y corresponde con la representación C-scan del espesor de pared restante adquirida por el primer grupo.

Figure 11: Representación de corrosión externa provista por el escáner HydroFORM   Figura 12: Ejemplo de representación S-scan con corrosión externa adquirida por el escáner HydroFORM

Conclusión

El uso de este nuevo procedimiento de inspección con el escáner HydroFORM de Olympus permite controlar ahora la corrosión externa mientras se realiza una típica inspección de corrosión interna o del espesor restante de pared en un material. Es posible crear un segundo grupo optimizado para las mediciones de corrosión externa con el detector de defectos OmniScan MX2. Los datos de corrosión externa e interna (espesor de pared restante) pueden ser exportados también en formato CSV para análisis posteriores. Este método permite reducir el tiempo que implica la realización de inspecciones de corrosión, evitando capacitaciones adicionales e inversiones que suelen darse al usar múltiples tecnologías de inspección.