UPTCENSAYOS NO DESTRUCTIVOS IEXAMEN DE ULTRASONIDO

UT MEDICIN DE ESPESORES

MIGUEL ANGEL LOPEZ MURCIA

PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIN DEESPESORES POR EL METODO DEULTRASONIDO EN RECIPIENTES A PRESIN

MARCO ANTONIO PARDO CARRASCO

UNIVERSIDAD PEDADOGIGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAESPECIALIZACION ENSAYOS NO DESTRUCTIVOSENSAYOS NO DESTRUCTIVOS ITUNJA2014

Tabla de contenido1. RESUMEN32. ALCANCE43. REFERENCIAS54. IMPORTANCIA Y USO65. PRE-REQUISITOS65.1. GENERALIDADES.65.2. EQUIPO Y ACCESORIOS.75.2.1 INSTRUMENTO ULTRASNICO.75.2.2 LA LINEALIDAD DE LA ESCALA HORIZONTAL.75.2.3 FRECUENCIA.85.2.4 VERIFICACIN Y CALIBRACIN DEL EQUIPO.85.2.5 PALPADORES.95.2.6 ACOPLANTE.95.2.7 BLOQUES DE CALIBRACIN.105.2.8 CALIBRACIN.105.3 ETAPAS Y REAS DE EXAMEN.116. PROCEDIMIENTOS126.1 PREPARACIN DE LA SUPERFICIE126.2 CONDICIONES DE OPERACIN126.3 PUNTOS DE ANALISIS DE INSPECCION136.4 CALIBRACION DEL INSTRUMENTO DE ULTRASONIDO136.5 REGISTRO DE LECTURAS157. ESTANDAR DE ACEPTACION168. LIMPIEZA POSTERIOR169. REPORTE DE RESULTADOS1610. CONCLUSIONES1711. BIBLIOGRAFIA17

1. RESUMEN

Esta norma se emite bajo la designacin fija E 797.ste Artculo contiene todos los requisitos tcnicos bsicos y la metodologa para el examen de medicin de espesores en recipientes de presin. Este procedimiento se aplicar a recipientes de presin, para medicin de espesores.Propsito Establecer los parmetros necesarios para realizar la medicin directa de espesores de pared por el mtodo de ultrasonido.

La medicin clsica de espesores con ultrasonido, basada en el tiempo de vuelo, tiene su lmite cuando los ecos recibidos se superponen. Se describe un mtodo para medicin de espesores en recipientes a presion, mediante procesamiento de seales identifica los parmetros de los mltiples ecos y obtiene el espesor de la pieza bajo ensayo.

2. ALCANCE

Este procedimiento establece el mtodo para la medicin de espesores por el mtodo de ultrasonido, por la tcnica de pulso eco y por contacto directo, de recipientes a presin y recipientes porttiles.

Este documento establece reglas de buenas prcticas a ser usadas para el examen de ultrasonido, de manera de verificar el cumplimiento de los requisitos de calidad especificados en la norma ASME seccin V y ASTM E 797 05, E- E 317 y E 494.Esta norma no pretende abarcar todos los aspectos de seguridad, si algunos, asociado con su uso. Es la responsabilidad del usuario de esta norma para establecer la seguridad apropiada y la salud practica y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su uso

3. REFERENCIASEste procedimiento cumple con los requisitos establecidos en el Cdigo ASME Seccion V Normas de ASTM: E 317 Prctica para Evaluar las Caractersticas de la Actuacin de los Sistemas de Comprobacin de Ultrasonido Pulso-eco sin el uso de Instrumentos de Medida Electrnico ASTM E 797 E 494 Prctica para Medir la Velocidad Ultrasnica en Materiales Sociedad Americana para Pruebas No Destructivas: Manual para Pruebas No Destructivas

4. IMPORTANCIA Y USO

Las tcnicas descritas proporcionan la medida indirecta del espesor de secciones de materiales que no excedan temperaturas de 93.3C. Las medidas son hechas del lado del objeto (exterior), sin requerir el acceso a la superficie trasera (interior). El ultrasonido es usado ampliamente en formas bsicas y productos de diversos materiales, en partes de maquinaria de precisin y para determinar el espesor de las paredes que se adelgazan en el equipo de proceso causado por la corrosin y la erosin. Pueden encontrarse recomendaciones para determinar las capacidades y limitaciones en el calibrador de espesores por ultrasonido para las aplicaciones especficas ver en las referencias citadas.5. PRE-REQUISITOS5.1. GENERALIDADES.El ultrasonido es una vibracinmecnicacon un rango mayor al audible por elodohumano que se transmite a travs de un medio fsico y es orientado, registrado y medido en Hertz con ayuda de unaparatocreado para ese fin.Rangos de sonido Infrasonica : 1 a 16 Hz Snica o audible : 16 a 20 KHz Ulrasonica : 20 KHz en adelantePara la prueba de ultrasonido en materiales metlicos es de 0.2 a 25 MHz

5.2. EQUIPO Y ACCESORIOS.

5.2.1 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. 5.2.1.1 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.

5.2.2 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: Al principio de cada perodo de uso extensivo Cada tres meses, lo que sea menor.

5.2.3 FRECUENCIA. El instrumento ultrasnico debe ser capaz de generar frecuencias sobre un rango de al menos 1 MHz a 5 MHz. Se pueden utilizar instrumentos que operen a otras frecuencias si la sensibilidad es igual o mejor y es demostrado y documentado. 5.2.4 VERIFICACIN Y CALIBRACIN DEL EQUIPO.

Figura n1 calibracin de equipo El funcionamiento adecuado del equipo de inspeccin debe ser verificado y el equipo debe calibrarse utilizando el patrn de referencia al principio y al final de cada inspeccin, cuando el personal sea cambiado y en cualquier momento que se sospeche un mal funcionamiento. Cuando se cambie cualquier parte del sistema de inspeccin, se debe efectuar una verificacin de la calibracin en el bloque de calibracin en, al menos, dos de los espesores de referencia, para asegurar que los puntos de referencia en la lnea de tiempo base satisfacen los requisitos de la calibracin. Si durante cualquier verificacin, se determina que el equipo de prueba no est funcionando adecuadamente, todas las lecturas obtenidas desde la ltima calibracin vlida del equipo, deben volver a realizarse y registrarse. 5.2.5 PALPADORES.

Figura n2 Palpadores.

Los palpadores pueden contener elementos transductores sencillos o dobles. El dimetro o dimensiones del elemento transductor deben ser las adecuadas, para asegurar el acoplamiento 100% de su rea de contacto con la superficie de inspeccin. La medicin de espesores. Puede ser realizada a cualquier frecuencia adecuada, capaz de resolver el rango de espesores a ser medido.

5.2.6 ACOPLANTE. Se debe emplear un acoplante tal como: agua, aceite, grasa, glicerina, goma de celulosa o vaselina. Se debe emplear el mismo acoplante para la calibracin y la inspeccin. La seleccin del acoplante ser de acuerdo al acabado superficial, posicin u orientacin de la superficie, a la temperatura de la superficie del material a inspeccionar o a posibles reacciones qumicas del acoplante con el material a inspeccionar. 5.2.7 BLOQUES DE CALIBRACIN. Se debe emplear uno o ms bloques de calibracin escalonados de cuatro o cinco pasos fabricados de acero. Los espesores nominales a ser medidos debern estar comprendidos dentro del rango del espesor menor y el espesor mayor, tomados como espesores estndar para efectuar la calibracin inicial. Cuando la inspeccin sea de materiales de acero inoxidable, el bloque de calibracin deber ser fabricado de acero inoxidable. Los bloques de calibracin. Que se utilicen para la calibracin del Instrumento ultrasnico deben tener: Las mismas propiedades acsticas (atenuacin y velocidad) del material a ser inspeccionado El mismo tratamiento trmico La misma forma del producto, especificacin de material o nmero P equivalente; y El acabado superficial representativo de la superficie de barrido.

5.2.8 CALIBRACIN. El sistema de inspeccin. Debe ser calibrado en el lugar donde se va a efectuar la inspeccin y usando al menos dos, de preferencia tres, espesores de calibracin cubriendo el rango de espesores a ser medido. Antes de iniciar la inspeccin, se debe contar con la siguiente informacin proporcionada por el cliente: Localizacin del material. Nmero o identificacin. Dimetro nominal. Espesor nominal. Tipo de material o aleacin y grado. Como paso preliminar se realizar la inspeccin visual del material y se registrar lo encontrado en el formato de Reporte de Inspeccin, tal inspeccin incluir pero no estar limitada a: corrosin exterior, golpes, grietas, enterrones de material, socavaduras, reparaciones, etc.

5.3 ETAPAS Y REAS DE EXAMEN. La medicin indirecta de espesores de pared de recipientes a presin y recipientes porttiles utilizando la tcnica ultrasnica de pulso eco se llevar a cabo cuando el cliente as lo solicite. Se deber realizar la localizacin de los puntos donde se tomarn las lecturas de la siguiente forma: Antes y despus de cada cordn de soldadura de campo o de fbrica, ya sea horizontal o vertical, a distancias no menores de 50 mm. de cualquier soldadura. Para casquetes y envolventes, el nmero de lecturas por punto de inspeccin depender del dimetro del recipiente:

DIAMETRO DEL RECIPIENTENo. DE LECTURAS (MINIMO)

Hasta 304

Mayores de 30 hasta 808

Mayores de 8012

Tabla n1 Lecturas por punto de inspeccion

En la periferia de las solapas de refuerzo, interconexiones y uniones con los soportes, as como en los carretes hasta las bridas, el nmero de lecturas por punto de inspeccin depender del dimetro de los disparos:

DIAMETRO DE DISPARONo. DE LECTURAS (MINIMO)

Hasta 84

Mayores de 88

Tabla n2 Lecturas por punto de inspeccin, depender del dimetro de los disparos

Debe realizarse la localizacin de reduccin de espesor, indicaciones puntuales y discontinuidades, sobre el componente y en el dibujo o croquis complementario del reporte de resultados.

6. PROCEDIMIENTOS6.1 PREPARACIN DE LA SUPERFICIE Hasta donde sea prcticamente posible se deber eliminar la pintura suelta en los puntos de inspeccin; en este caso realizar la calibracin como se establece en la seccin 8.4 y proceder a hacer la medicin de espesores. Sin embargo si de la inspeccin visual se considera que la pintura tiene buena adherencia, entonces no ser necesario eliminar la pintura y se seguir el procedimiento que se menciona en la seccin 8.5. Se deber eliminar cualquier material extrao que pudiera interferir con el examen, tal como grasa de inspecciones anteriores, suciedad, grumos de pintura, grumos de soldadura, aceite, etc.

6.2 CONDICIONES DE OPERACINComo son: acabado superficial, frecuencia, calibracin del instrumento ultrasnico, tipo de palpador y acoplante empleado, deben ser las mismas durante la calibracin y la inspeccin.

6.3 PUNTOS DE ANALISIS DE INSPECCIONEl 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.

6.4 CALIBRACION DEL INSTRUMENTO DE ULTRASONIDOLa calibracin y el ajuste de los instrumentos ultrasnicos por pulso eco para la medicin de espesores deben realizarse de acuerdo al procedimiento descrito en el manual o instructivo del fabricante del equipo. Condiciones: La salida del despliegue se sincroniza al pulso inicial. Todos los elementos que despliegan son lineales. El espesor completo se despliega en CRT. Bajo estas condiciones, nosotros podemos asumir que la lnea de conversin de velocidad sobre el origen de los pivotes (fig n3) puede ser necesario substraer el tiempo del desgaste-placa, mientras requerimos menor uso del mando de retraso. Se recomienda que los bloques de prueba que proporcionan un minimo de dos espesores que miden por palmos el rango gureso que se usen para verificar la exactitud del rango-completo.

Figura n3 tiempo de transito/relacin de espesores

Coloque la unidad de bsqueda en un bloque de prueba de espesor conocido con el acoplante apropiado y ajuste el control del instrumento (calibrar material, rango, barrido o velocidad) hasta que despliegue la lectura actual del espesro apropiado Las lecturas entonces deben verificarse y deben ajustarse en los bloques de prueba conel espesor del valor menor para mejorar en conjunto la exactitud del sistema

6.5 REGISTRO DE LECTURASDespus de efectuar la calibracin del instrumento como se, se proceder a tomar las lecturas sobre los puntos marcados en los recipientes a presin y recipientes porttiles. Se registrar la lectura obtenida despus que sta se ha estabilizado en la pantalla digital. Cuando por razones de la estructura de los recipientes a presin y recipientes porttiles existan localizaciones que no puedan ser registradas, el espacio correspondiente a la lectura se marcar vaca. Cuando se encuentre una lectura fuera de la tolerancia mnima o mxima, se rastrear una zona de 10 cm. x 10 cm. alrededor del punto, para asegurar si se trata de una indicacin puntual. Si se determina que la lectura es una indicacin puntual entonces se tomarn cinco lecturas alrededor del punto y se registrar la lectura de la indicacin puntual y la lectura mnima obtenida fuera de la indicacin puntual. Nota 1: Una indicacin puntual es aquella que est contenida en un rea menor al rea del transductor y que desaparece al mover el palpador una distancia igual al radio del transductor. En caso de que durante la inspeccin para medicin de espesores sea detectada una discontinuidad o lecturas de espesores dudosas, se deber efectuar una inspeccin adicional para evaluar sanidad mediante el empleo de un instrumento detector de fallas ultrasnico y/o una inspeccin radiogrfica, si es prctico.

7. ESTANDAR DE ACEPTACION La reduccin mxima permitida en el espesor de pared no debe ser mayor al espesor correspondiente, en funcin de los parmetros aplicables a los recipientes a presin o recipientes porttiles. El espesor de pared en cualquier punto en que se determine que existen discontinuidades en la superficie interna tales como cazuelas o picaduras, debe estar dentro de las tolerancias especificadas para el recipiente a presin o recipiente porttil.

8. LIMPIEZA POSTERIORCuando se requiera o cuando se ocasionen problemas con algn proceso subsecuente, las superficies inspeccionadas deben limpiarse para eliminar los residuos del acoplante utilizado en la inspeccin, esto puede hacerse realizando un lavado con agua y detergente, con vapor desengrasante, con solventes, etc.

9. REPORTE DE RESULTADOSLos resultados de cada medicin de espesores deben ser reportados por el Nivel II o III en el formato de reporte de inspeccin adjunto, al cual se le anexar cualquier documentacin, informacin croquis o dibujo necesario que permita el seguimiento del reporte al (los) recipiente(s) inspeccionado(s). La localizacin de reduccin de espesor, indicaciones puntuales y discontinuidades ser documentada, en un croquis dentro del formato de reporte o en un croquis anexo, dimensionando aproximadamente a escala la zona o recipiente inspeccionado. Los datos mencionados, se registrarn en el formato de ultrasonido por cada componente inspeccionado.

10. CONCLUSIONES Si bien hay equipos comerciales que resuelven este problema, es importante su desarrollo local, no slo para, en lo posible abaratar los costos, sino tambin para manejar esa tecnologa. Este conocimiento seguramente posibilitar un mejor aprovechamiento de los transductores desarrollados en el pas. El parmetro t1, puede eliminarse en un equipo donde se cuente con una apropiada seal de disparo que garantice el tiempo 0 esto es, no habr diferencias entre el pulso medido y el utilizado como referencia. La incertidumbre en el conocimiento de la velocidad del sonido en el material bajo ensayo incide directamente en la medicin. Se hace necesaria una calibracin con placas de espesores bien conocidos. Esto puede explicar la diferencia de 25 m encontrada, Adems de posibles inhomogeneidades en el espesor de la placa. El error de menos de 7% es halageo para esta etapa del desarrollo. Trabajar con la superposicin permite, dentro de ciertos lmites, independizarse de la frecuencia del transductor. Dicho de otra forma, permite extender el rango de utilizacin de un determinado transductor.

11. BIBLIOGRAFIAhttps://www.google.com.co/search?newwindow=1&safe=active&biw=1278&bih=683&tbm=isch&sa=1&q=ULTRASONIDO+INDUSTRIAL+PALPADORES&oq=ULTRASONIDO+INDUSTRIAL+PALPADORES&gs_l=img.3...8921.12374.0.12543.11.11.0.0.0.0.219.1177.4j5j1.10.0....0...1c.1.42.img..9.2.395.DWDZJHYi0pg#facrc=_&imgdii=_&imgrc=oVtJVu6nON4_dM%253A%3Bwvx6wtry_ICfTM%3Bhttp%253A%252F%252Fimg.directindustry.es%252Fimages_di%252Fphoto-g%252Ftransductores-ultrasonidos-17434-5875089.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.directindustry.es%252Fprod%252Folympus-industrial%252Ftransductores-ultrasonidos-17434-482211.html%3B404%3B200

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