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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERA

PROYECTO DE INVESTIGACIONES METALRGICASESCUELA DE INGENIERA MECNICA

INSPECCIN Y ANLISIS DE FALLA POR CORROSIN EN UNA TUBERADE ACERO INOXIDABLE

PROYECTOS DE INVESTIGACIN APLICADA MEDIANTE EL USO DE ENDY MTODOS EMPIRICOS DE RECONSTRUCCIN POR SOLDADURA.

CASOS REALES.

Enrique H. Soria Lemus Roberto Alejandro Aguilar Rivas

Guatemala, noviembre de 2012.

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INSPECCIN Y ANLISIS DE FALLA POR CORROSIN EN UNA TUBERA

DE ACERO INOXIDABLE

Enrique H. Soria Lemus* y Roberto A. Aguilar Rivas **(*SIE LTDA. Ensayos No Destructivos. **EIM-FIUSAC. Proyecto de Inv. Metalrgicas).

Resumen

Se investigan las causas y caractersticas de fallas en una tubera para conduccin de aguacruda, de acero austentico, por medio de Ensayos No Destructivos: Inspeccin Visual, Tintaspenetrantes y Radiografa. Se identificaron las fallas como producidas por corrosin severalocalizada y se definieron las posibles causas que la ocasionaron, recomendndose lametodologa adecuada de reparacin.

Abstract

The causes and characteristics of failures in an austenitic steel pipe line for conveyance of rawwater are investigated whit the support of Non Destructive Testing: Visual Inspection, Penetranttest, and Radiography. The failures were identified as produced by severe pitting corrosionand defined the possible causes that brought about. As a result, it was recommended an

adequate repairing methodology.

Palabras clave: Ensayos No Destructivos, Tintas Penetrantes, Radiografa, Corrosin, AcerosAustenticos.

Introduccin y AntecedentesEn el presente caso, se investigan las causas y caractersticas de fallas,consistentes en fugas localizadas en una tubera de acero inoxidableaustentico, de 14 pulgadas de dimetro y aproximadamente 200m de longitud,empleada para la conduccin de agua cruda en una empresa guatemalteca deproduccin de bebidas. La empresa reporto fugas por aspersin localizada en

varios puntos de la tubera, distribuidas en las soldaduras de unin de los tubosy en las zonas afectadas por el calor de las mismas (ZAC).Las fugas fuerondetectadas por inspeccin visual, y, en funcin de la distribucin de las mismasse decidi la inspeccin a travs de la aplicacin de tintas penetrantesautoemulsificables y radiografa.

Metodologa de InvestigacinPara poder localizar y caracterizar las fallas, se realiz Inspeccin Visual deacuerdo a la AWS; posteriormente, se recurri a la aplicacin de TintasPenetrantes Autoemulsificables, y, finalmente se recurri a la aplicacin deRadiografa, ya que, debido a las caractersticas estructurales del acero, no fue

posible aplicar ensayos por Partculas Magnticas.

ResultadosInicialmente, por medio de la inspeccin visual, se detectaron fugas que seoriginaban en picaduras localizadas tanto en la soldadura, como en la ZAC(zona afectada por el calor) del material base, como puede observarse en lassiguientes fotografas, en las que se aprecian claramente las picaduras y lasfugas de agua concentradas en las mismas:

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Fig. n 1. Picaduras visibles en la soldadura y en la ZAC. Fuente: archivos INDESA-SIE

Fig. N 2. Fuga en las picaduras. Fuente: archivos INDESA-SIE.

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Fig. N 3. Picaduras superficiales que an no presentaban fuga. Fuente: archivosINDESA-SIE.

Posteriormente, se aplicaron lquidos penetrantes autoemulsificables. Lassiguientes fotografas nos presentan algunas de las soldaduras analizadas conel mtodo referido, identificndose las picaduras como producto de corrosin

localizada.

Fig. N4. Aplicacin de la base de los lquidos penetrantes. Fuente: INDESA-SIE.

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La aplicacin de los lquidos penetrantes, as como de las radiografasmostradas en las fotografas anteriores, permiti detectar una cantidad muysignificativa de corrosin localizada, o corrosin por picadura, lo cual muestrauna tendencia altamente marcada a extenderse a todas las juntas soldadas;esto, principalmente en los cordones de la soldadura y en la ZAC (zona

afectada por el calor) del material base.Las siguientes fotografas muestran los resultados radiogrficos de algunas delas fallas que provocaron las fugas de agua. Se notan claramente unsinnmero de picaduras y sombras posiblemente producidas por lasedimentacin de sarro.

Figura N 5. Fotografas de las radiografas realizadas en las soldaduras y las HAZ

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Conclusiones:

La concentracin de la corrosin por picaduras en las soldaduras, sugiere que

se emple material de aporte dismil al material base, el cual pudo actuar

como nodo en la formacin del par galvnico que motiv la corrosin. De

igual forma, las radiografas sugieren la presencia de sarro actuando como

electrolito. Las caractersticas de las fallas sugieren tambin la posible

formacin de carburos de cromo debido a la aplicacin de procedimientos

inadecuados de soldadura; sin embargo, no se realizaron procedimientos

metalogrficos para la comprobacin de la existencia de dichos carburos.Recomendaciones:

Debido a la alta densidad de corrosin localizada o corrosin por picadura

encontrada por medio de inspeccin superficial, y, al resultado radiogrfico, se

recomend la eliminacin total de las soldaduras existentes, ms 2.5 cm de

material base en los dos lados adyacentes al cordn de soldadura. De igual

forma se recomend que la realizacin de las nuevas juntas debiera hacerse

con la respectiva preparacin, tomando en cuenta el espesor del material, y

que se debe emplear los materiales de aporte adecuados, segn el caso. Esto

es, la tubera AISI 321 debe soldarse con material AISI 347 y la tubera AISI

304 deber soldarse con material AISI 308.

Por otro lado, con relacin al procedimiento de soldadura, debe mantenerse la

temperatura ms baja posible, sin exceder los 150 C; esto, con el fin de evitar

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la formacin de carburos de Cromo en los bordes de grano tanto en la

soldadura, como en la ZAC, ya que dichos carburos producen la susceptibilidad

a la corrosin en las zonas empobrecidas de Cromo.

Referencias

1. Aguilar Rivas R. A. Introduccin a la Inspeccin de Soldaduras. Proyecto Regional de END ParaAmrica Latina y el Caribe. NU, RLA-82-T01 (1989). Guatemala.

2. Aguilar Rivas R. A. Corrosin y Aceros Inoxidables. Curso bsico para Instructores de INTECAP.(2006). Guatemala).

3. Aguilar Rivas R. A. y Soria Lemus E. H. Inspeccin y Resolucin de Fallas con aplicacin de END yprocesos de Soldadura en Equipos Industriales. Casos Reales. VI Congreso Nacional y III Regionalde Ingeniera Mecnica. CIM 2009. Guatemala.

4. Soria Lemus E. H. Laboratorio de Ensayos No Destructivos de la Carrera De Ingeniera Mecnica de

la Facultad de Ingeniera, USAC. Trabajo de Graduacin (2004). Guatemala.

Roberto Alejandro Aguilar Rivas

Dr. Sc. En Metalurgia, AIU. Ingeniero Mecnico, USAC. Ex Investigador Asociado de la USAC dentro delPrograma Multinacional de Metalurgia OEA-CNEA, Argentina. Director de INDESA, Ingeniera,Investigacin y Desarrollo . Profesor-Investigador Escuela de Ingeniera Mecnica FIUSAC.

Enrique Humberto Soria Lemus

Ingeniero Mecnico. Certificado de la AWS y de la API. Entrenamiento Avanzado en Ensayos No

Destructivos, dentro de Proyecto Multinacional de Ensayos No Destructivos ONU-CNEA (Argentina).Director de SIE LTDA Ensayos No Destructivos en Centroamrica y el Caribe.