Pr-end-dfu-004_inspeccion Ultrasonidonn.pdf

SISTEMA DE GESTION INTEGRADO

TIPO DE DOCUMENTO:

ÁREA:

Procedimiento

CÓDIGO:

ENSAYOS NO DESTRUCTIVO

PR-END-DFU-004

NOMBRE:

PROCEDIMIENTO GENERAL PARA LA DETECCIÓN DE FALLAS POR ULTRASONIDO

REVISIÓN

REV 0

FECHA VIGENCIA

07/01/2005

ELABORO

REVISIÓN

APROBO

CARGO:

CARGO:

CARGO:

JEFE DEPTO. CONTROL DE CALIDAD

GERENTE SGI

GERENTE GENERAL

FIRMA:

FIRMA:

FIRMA:

FECHA:

FECHA:

07/01/2005

FECHA:

07/01/2005

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INDICE

1.

OBJETIVO.

2.

ALCANCE

3.

DEFINICIONES.

4.

REFERENCIAS

5.

RESPONSABILIDADES

6.

PERSONAL

7.

EQUIPAMIENTO 7.1 Instrumento 7.2 Unidades de búsqueda 7.3 Medio de acoplamiento 7.4 Block de calibración

8.

PROCEDIMIENTO. 8.1 Generalidades 8.2 Preparación de las superficies a inspeccionar 8.2.1 Materiales: 8.2.2 Soldaduras 8.3 Cobertura del ensayo 8.4 Frecuencia

Procedimiento general para la detección de fallas por ultrasonido

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Página: 3 de 12 8.5 Materiales 8.5.1 Planchas 8.5.1.1 Calibración y examinación 8.5.2 Productos tubulares 8.5.2.1 Calibración y examinación 8.5.3 Soldaduras 8.5.3.1 Calibración 8.5.3.2 Medidas de Calibración 9.

TECNICA 9.1 Calibración Haz en ángulo 9.2 Calibración Haz Normal 9.3 Evaluación 9.3.1 Examinación usando el DAC. 9.3.2 Examinación usando otro método que no sea el DAC.

10.

Estándares de Aceptación de Ensayos por Ultrasonido 10.1 Estándares de Aceptación/Rechazo

11.

RECUBRIMIENTOS (CLADDING)

12.

MEDICIÓN DE ESPESORES

13.

RECUBRIMIENTOS (CLADDING)

14.

REGISTRO DE LOS RESULTADOS.

15.

ANEXOS

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1.

OBJETIVO.

El presente procedimiento establece los requisitos e instrucciones generales para la detección de fallas por el método de END ULTRASONIDO utilizando la técnica de Pulso-Eco por contacto directo y a temperaturas que no excedan los 200°F (93°C). 2.

ALCANCE

El procedimiento es aplicable a los equipos de proceso, sistemas asociados y materiales de las instalaciones del cliente., tales como Recipientes a presión, Equipos rotatorios, Estanques, Cañerías, Planchas metálicas, Estructuras, etc. Este procedimiento es aplicable a cualquier material en el cual las ondas ultrasónicas se propaguen a una velocidad constante y en que puedan ser obtenidas las reflexiones de fondo necesarias para evaluar las respuestas. 3.

DEFINICIONES. 3.1 Falla artificial Una imperfección intencional colocada en un material para representar un tipo de discontinuidad particular. 3.2 Unidades de búsqueda Refiérese al palpador o transductor y que es el dispositivo que tiene la capacidad de convertir la energía eléctrica en mecánica y viceversa para finalmente recoger la información del área bajo inspección 3.3 Linealidad horizontal Término empleado para referirse a la capacidad del instrumento de representar la medición las veces que sea necesario y manteniendo esta dentro de los rangos requeridos según la norma empleada y definida en términos porcentuales. 3.4 Representación tipo “A” El instrumento detector de fallas tiene la capacidad de representar en la pantalla el recorrido de la señal en la pantalla con ecos o picos. 3.5 Línea de retardo Elemento empleado para separar los ecos de respuesta en relación al eco inicial especialmente en espesores bajos. 3.6 Zona muerta Area ubicada inmediatamente delante del palpador y en la que no pueden ser detectadas las discontinuidades, debido a la formación del eco o impulso inicial. Procedimiento general para la detección de fallas por ultrasonido

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3.7 Cuña Dispositivo empleado para introducir ondas en un determinado ángulo, generalmente de material Plexiglas 3.8 DAC. Distance Amplitud Correction Curva de corrección de la disminución de la amplitud por la distancia, debido a pérdidas producto de la atenuación.

4.

REFERENCIAS

Para el desarrollo del presente procedimiento ha sido utilizada la siguiente documentación de referencia: 4.1 Código ASME sección V Nondestructive Examination, Article 4 Ultrasonic Examination Methos for Inservice Inspection- Edición 1998 4.2 Código ASME sección V Nondestructive Examination, Article 5 Ultrasonic Examination Methods for Materials and Fabrication- Edición 1998 4.3 Código ASME sección I Rules for Constructions of Power Boilers- Edición 1995 4.4 STD SA-388/SA-388M Standard Practice for Ultrasonic of Heavy Steel Forgings 4.5 STD SA-435/SA-435M Standard Specification for Straight-Beam Ultrasonic Examination of Steel Plates. 4.6 STD SA-577/SA-577M Standard Specification for Ultrasonic Angle-Beam Examination of Steel Plates. 4.7 STD SA-114 Recommended Practice for Ultrasonic Inspection of Metal Pipe and Tubing. 4.8 STD E-317 Recommended Practice for Evaluating Performance Characteristics of Pulse-Echo Ultrasonic Testing Systems. 4.9 Norma ISO 9002:94 Sistemas de la Calidad- Modelo para el Aseguramiento de la Calidad en la producción, la Instalación y el Servicio. 4.10 SNT-TC-1 A Recommended Practice, Personnel Qualification and Certification in Nondestructive Testing 4.11 Norma Chilena 2354 Ensayos No Destructivos, Calificación y Certificación del Personal. Procedimiento general para la detección de fallas por ultrasonido

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5.

RESPONSABILIDADES

El responsable de la correcta aplicación del presente procedimiento es el Inspector Nivel 2 calificado en Ultrasonido y asignado por el cliente. El operador Nivel 1 calificado en Ultrasonido es el responsable de efectuar las inspecciones ultrasónicas de materiales de acuerdo a este procedimiento 6.

PERSONAL El personal de Ensayos No Destructivos, a cargo de esta inspección deberá estar Entrenado, Calificado y Certificado en el método de Ultrasonido de acuerdo a la norma Chilena 2354, o SNT-TC-1 A en los niveles 1 para el Operador y 2 para el Inspector.

7.

EQUIPAMIENTO 7.1 Instrumento Para la ejecución del ensayo según este procedimiento deberá ser empleado un equipo tipo pulsoeco con representación tipo “A” capaz de generar ondas en un rango de 1 a 10 Mhz. 7.2 Unidades de búsqueda Para la detección de fallas en el material serán empleadas unidades de búsqueda de haz normal, con línea de retardo o de doble elemento lo que deberá quedar establecido en el procedimiento o instructivo específico.

7.3 Medio de acoplamiento Para un correcto acople entre el palpador y el material a inspeccionar será empleado un medio apropiado tal como: gel de acoplamiento ultrasónico, grasa para rodamientos, aceite tipo SAE-20, u otro con el cual pueda ser demostrado que es efectivo y que fundamentalmente no dañe al material a inspeccionar. 7.4 Block de calibración El block o patrón de calibración será según el procedimiento o instructivo específico y de acuerdo a este procedimiento utiliza el block básico recomendado por código ASME sección V Edición 1998 y de un material que sea acústicamente igual o equivalente al material a inspeccionar y de las mismas características de atenuación.

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8.

PROCEDIMIENTO. 8.1 Generalidades Para la ejecución de un ensayo particular serán generados los procedimientos o instructivos específicos de trabajo en los cuales deberán estar consignados entre otros lo siguiente: a.

Soldadura, tipo de material, geometría y proceso de fabricación de la pieza a ser examinada (si es forjada, fundida, planchas, etc.), incluyendo espesores. b. La (s) superficie (s) desde donde el examen será ejecutado. c. Condiciones de la superficie d. Marca o tipo de acoplante a emplear. e. Técnica: haz normal, haz en ángulo, contacto y/o inmersión. f. Ángulos y modos de propagación de la onda en el material. g. Tipo de unidad de búsqueda, frecuencia y tamaño del transductor. h. Unidades especiales de búsqueda: cuña o zapata. i. Tipo de instrumento ultrasónico j. Descripción de calibración, bloques y técnicas. k. Dirección y extensión de la búsqueda. l. Datos a ser registrados y métodos de registro (manual o mecanizado) m. Alarma automática y equipos de registro o ambos. n. Mecanismos de giro, rotación o mecanismos de búsqueda. o. Limpieza post ensayo. 8.2 Preparación de las superficies a inspeccionar 8.2.1 Materiales Las superficies del material bajo inspección deben satisfacer fundamentalmente los requerimientos de las especificaciones de los materiales en cuanto a espesor mínimo de pared y acabado superficial. Si existen irregularidades superficiales que afecten a la inspección ultrasónica, especialmente en cuanto al desplazamiento del palpador deberán ser removidas. El proceso de remoción o preparación básicamente consiste en emplear medios mecánicos tales como esmeril, grata o lima, teniendo aquí la precaución de no crear falsas indicaciones. Para materiales especiales como acero inoxidable u otro serán preparados procedimientos específicos o instructivos por parte del cliente. 8.2.2 Soldaduras Los pliegues de soldadura o irregularidades superficiales de las soldaduras que interfieran con el desplazamiento o la zona de interés para la inspección deberán ser removidos por un proceso mecánico adecuado. El proceso de remoción a emplear consiste, al igual que el párrafo anterior. Para materiales especiales como acero inoxidable u otro serán preparados procedimientos específicos o instructivos por parte del cliente.

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8.2.3 La superficie terminada de todas las soldaduras a tope pueden estar a un mismo nivel con el material base o pueden haber razonablemente coronas uniformes, donde el reforzamiento no debe exceder lo que especifica el Código en referencia . 8.3 Cobertura del ensayo La pieza debe ser examinada moviendo la unidad de búsqueda sobre la superficie en ensayo, de manera de cubrir completamente el volumen solicitado a inspeccionar. Cada paso con la unidad de búsqueda debe traslapar un mínimo del 10% del transductor (elemento piezoeléctrico) en dirección perpendicular a la dirección de la búsqueda 8.4 Frecuencia Para la ejecución del examen será empleado un palpador ultrasónico capaz de generar frecuencias en un rango de 1 a 5 MHz. Instrumentos que operen en otras frecuencias pueden ser usados si igualan o mejoran la sensibilidad, a condición que sea demostrado y documentado. 8.5 Materiales 8.5.1 Planchas Los procedimientos usados para el Ensayo por Ultrasonido de planchas deben conformarse a los siguientes estándares aplicables según el Art. 23 del ASME Sección V Ed. 1998.
SA-435/SA-535M Especificación para haz normal en ensayo ultrasónico de planchas de acero.
SA-577/SA-577M Especificación para haz angular en ensayo ultrasónico de planchas de acero. 8.5.1.1 Calibración y examinación Los requerimientos de calibración y examinación deben estar de acuerdo con el estándar aplicable descrito en el párrafo 10.1.1 ó como complemento de la sección del Código en referencia y según el procedimiento o instructivo específico. 8.5.2 Productos tubulares Los procedimientos usados para Ensayos Ultrasónicos de cañerías, tubos y fittings deben conformarse a los estándares aplicables en el Art. 23 del Código ASME Sección V Ed. 1998.
SE-213 Método estándar para inspección ultrasónica de cañerías y tubos de metal para discontinuidades longitudinales.
SE-273 Método estándar para inspección ultrasónica de soldaduras espirales y longitudinales de tubos y cañerías soldados.

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Página: 9 de 12 8.5.2.1 Calibración y examinación Los requerimientos de calibración y examinación deben ser seleccionados de acuerdo con el estándar aplicable descrito en el párrafo10.2 así como también según lo que sigue: a) El block de calibración debe ser del mismo diámetro nominal y espesor y de la misma composición nominal y condición de tratamiento térmico que el producto que está siendo ensayado. Los reflectores de calibración deben ser ranuras axiales al interior y al exterior del block de superficie de calibración y debe tener un largo de aproximadamente 1" o menos, el ancho no debe exceder un 1/16"y la profundidad no debe ser mayor que el ancho de 0.004" ó 5% del valor nominal del espesor de la pared. El block de calibración puede ser del producto que está siendo ensayado verificando que esté libre de discontinuidades y que tenga un acabado que permita la transmisión del ultrasonido. b) El block de calibración debe ser de un largo suficiente como para simular la manipulación del producto en ensayo, a través del equipo de examinación. Cuando más de un reflector de calibración se coloca en el block, cada reflector debe ser localizado de tal manera que las indicaciones de cada uno sean separadas y distintas sin interferencia mutua. 8.5.3 Soldaduras Este párrafo describe los requerimientos para los ensayos por ultrasonido de soldaduras a penetración completa en materiales laminados, estampados, forjados, extruídos y fundidos. Estos requerimientos están establecidos para la detección ultrasónica, localización y evaluación de reflectores ultrasónicos al interior de soldaduras, zonas afectadas térmicamente y material adyacente. Las dos clasificaciones generales de ensayo son: a) Soldaduras en productos ferrosos que no sean cañerías. b) Soldaduras ferrosas en cañerías ferrosas.

8.5.3.1 Calibración Bloque básico de calibración. Reflectores básicos de calibración deben ser usados para establecer como referencia una respuesta básica del equipo. Los reflectores de calibración básica pueden ser localizados en el material base o en el block de calibración. El block de calibración básico está representado en la figura siguiente

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8.5.3.2 Medidas de Calibración Cada calibración debe ser efectuada desde la superficie recubierta o no recubierta (clad or unclad) correspondiente a la superficie del componente desde el cual el ensayo se hace y según el procedimiento o instructivo específico. 9.

TECNICA Las técnicas presentadas a continuación son generales y cubren los requisitos y recomendaciones mínimas del código ASME Sección V Ed. 1998 Art. 4. Otras técnicas puede ser usadas las que deberán demostrar su capacidad en la detección de las discontinuidades específicas buscadas y documentadas a través del procedimiento o instructivo específico. 9.1 Calibración Haz en ángulo La calibración específica a considerar en el procedimiento debe proporcionar las siguientes medidas: a) b) c) d)

Rango de barrido de calibración Curva de Corrección Amplitud - Distancia Posición de calibración Medidas de la amplitud del eco desde la ranura en la superficie del bloque básico de calibración.

Al emplear la curva DAC, la respuesta de referencia primaria desde el bloque básico de calibración debe ser igualada sobre el rango de distancia a ser empleado en el ensayo. La línea de respuesta de igualación debe tener un alto de un 40% a un 80% de altura total de pantalla. La forma de interpretación y evaluación empleando la curva DAC será según sea especificado en el procedimiento o instructivo específico. 9.2 Calibración Haz Normal La calibración específica a considerar en el procedimiento debe proporcionar las siguientes medidas : Procedimiento general para la detección de fallas por ultrasonido

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a) Rango de Barrido b) Curva de Corrección Amplitud - Distancia Cuando una corrección Amplitud - Distancia electrónica es usada, la respuesta de referencia primaria debe ser igualada en el bloque básico de calibración en el alto de la pantalla entre 40% y 80% sobre el rango de distancia a ser empleado en el ensayo. La forma de interpretación y evaluación empleando la curva DAC será según sea especificado en el procedimiento o instructivo específico. 9.3 Evaluación 9.3.1 Examinación usando el DAC. Para examinar usando la curva de DAC, cualquier reflector que causa indicación en exceso de 20% de la DAC debe ser investigado en su extensión y puede ser evaluado en términos de la aceptación de los estándares del código en referencia. 9.3.2 Examinación usando otro método que no sea el DAC. Para examinar con otro método que no sea el DAC evaluar de acuerdo a los requerimientos del código en referencia. 10.

Estándares de Aceptación de Ensayos por Ultrasonido

Las técnicas y estándares del examen por Ultrasonido deberán ser según la Especificación referida. En el párrafo siguiente son indicados los criterios de aceptación o rechazo considerados en ASME sección 1 y podrán ser empleados en otros procesos o materiales solo si es autorizado por el cliente, lo que deberá estar documentado. 10.1 Estándares de Aceptación/Rechazo Las imperfecciones que causen una indicación mayor al 20% del nivel de referencia deberán ser investigadas de manera que el personal de ensayo por ultrasonido pueda determinar su forma, identidad y ubicación y evaluarlas en los términos indicados a continuación:
Grietas, defecto de fusión independientemente del largo.

o

penetración

incompleta

son

inaceptables


Otras imperfecciones son inaceptables si la indicación excede el nivel de referencia y su largo excede lo siguiente: ¼” para t hasta ¾” 1 /3” para t de ¾” a 2 ¼” ¾” para t sobre 2 ¼”

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donde t es el espesor de la soldadura que está siendo examinada. Si los dos miembros de la unión de soldadura tiene diferentes espesores, t es el más delgado de los dos espesores. 11.

RECUBRIMIENTOS (CLADDING)

Cuando sea requerido un ensayo ultrasónico en un recubrimiento metálico deberá ser generado un procedimiento o instructivo específico en el que se deberá demostrar su efectividad para la detección de las discontinuidades buscadas. 12. MEDICIÓN DE ESPESORES Para la medición de espesores por ultrasonido será de acuerdo al procedimiento PG-TM-001 13. RECUBRIMIENTOS (CLADDING) Cuando sea requerido un ensayo ultrasónico en un recubrimiento metálico deberá ser generado un procedimiento o instructivo específico en el que se deberá demostrar su efectividad para la detección de las discontinuidades buscadas. 14. REGISTRO DE LOS RESULTADOS. Para registrar el resultado del ensayo será empleado el formato de registro RI-XX:XXX indicado en el Anexo “A”. 15. ANEXO. No aplica.

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