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Interpretacion Norma

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Academic year: 2017

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Interpretación- ASTM E277-11 Standard Practice for

Guided Wave Testing of Above Ground Steel Pipework

Using Piezoelectric Effect Transduction

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería- Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica

Buitrago Lamy Andrés Julián, ajbuitragol@unal.edu.co

Alcance

La norma se encarga de proporcionar un procedimiento para el uso de pruebas por ondas guiadas (por sus siglas en ingles GWT) también conocido como ultrasonido de largo alcance (por sus siglas en ingles LRUT) o prueba de ultrasonido por ondas guiadas (GWUT), estas pruebas envían ondas ultrasónicas en la dirección axial de la tubería, y de forma no destructiva pueden evaluar los defectos u otras características en la misma, detectando cambios de espesor o rigidez en la tubería. Esta norma está enfocada a tuberías de tamaños NPS (Normal Pipe Size) de 2 a 48 es decir de diámetros nominales de 50 mm a 1200 mm, con espesor de pared entre 3.81 y 25.4 mm. El procedimiento tiene el objetivo de mostrar aspectos relevantes para dar validez a los resultados, mas no presenta ningún criterio de aceptación ni medidas directas de la prueba de ultrasonido, pero si proporciona un estimado de la severidad de los defectos.

Información de la norma

Esta norma está bajo la jurisdicción del Comité E07 de ASTM sobre Ensayos No Destructivos y es responsabilidad directa del Subcomité E07.10 sobre Métodos especializados de END. Edición actual aprobada el 15 de julio de 2011. Publicado en julio de 2011.

Normas ASTM complementarias

• 2E543: especificación para entidades de realización de pruebas no destructivas. • E1316 Terminología para ensayos no destructivos.

• E1065 Guía para la evaluación de las características de las unidades de búsqueda por ultrasonido. • E1324 Guía para medir algunas características de los instrumentos de prueba por ultrasonido.

Consideraciones y limitaciones

1. El método se emplea en tubería aislada, enterrada, cruce de carreteras y en donde el acceso es limitado. 2. Se debe tener en cuenta las características de la tubería para asa calibrar los equipos y tener un reporte

acertado.

3. Se deben analizar las reflexiones tanto de las características de la tubería como de los accesorios, para así tener claro cuáles son las reflexiones que indiquen un defecto verdadero y así discriminar los ecos falsos (reflexiones que no son defectos).

4. La norma no aborda aplicaciones especiales, en las cuales se desee analizar tuberías con varios ramales.

Unidades de ingeniería

La norma define que el aparato que se usa debe componerse de los siguientes elementos y con esas características:

1. transductor transmisor de anillo: Es un sistema de transducción usando los efectos piezoeléctricos para la generación de modos de ondas guiadas con propagación axial sobre la tubería.

2. Transductor receptor de anillo: Es el sistema para detectar la señal reflejada por las características de la tubería, el cual puede ser igual al transductor transmisor o un sistema análogo de transducción.

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Definiciones

Las definiciones abarcan conceptos que son tratados a lo largo de la norma y que se vuelven muy específicos en este procedimiento.

 Cambio de área de sección transversal (CSC)- CSC es calculado asumiendo que hay reflexiones que son causadas puramente por un cambio en la sección transversal- Esto es dado como un porcentaje del total de la sección.

 Curva de Corrección de la amplitud (DAC- Distance Amplitude Correction )- una curva de referencia es trazada utilizando reflexiones de referencia (Por ejemplo las reflexiones de la soldadura) a diferentes distancias desde la posición de prueba. Esta curva corrige por atenuación y amplitud y caída de amplitud cuando estima que cambia la sección transversal desde una reflexión a cierta distancia.

 Ruido incoherente: son indicaciones aleatorias causadas por la electricidad y contaminación del ambiente de la señal, dando lugar a un ruido medio constante de fondo. Los términos de “ruido ambiental” y “ruido aleatorio” son también usados.

 Orientación del reflector: es la posición circunferencial de la característica sobre la tubería. Esta es reportada como posición horaria o grados con respecto a la orientación del anillo transductor.

 Modo de onda: modo particular de propagación de la onda y movimientos generados dentro de la tubería, tales como de flexión, torsional o longitudinal.

 Reflexiones: Son la indicación que existe un defecto o alguna característica particular que hace que cambie el espesor o la forma de la tubería.

Descripción del método y consideraciones generales

El propósito del método es generar un esquema para el uso de GWT en tuberías en las cuales la perdida de espesor de pared ha ocurrido debido a la erosión u corrosión. El método no proporciona la medida directa del espesor de pared pero si una clasificación de la severidad pero si la longitud axial del defecto, es por eso que es necesario si se quiere saber información detallada sobre el espesor, emplear conjuntamente métodos de ultrasonido u otros métodos no destructivos. El análisis con ondas guiadas (GWT) debe ser desarrollado por personal calificado y certificado. Las cualificaciones deben incluir entrenamiento específico para el uso del equipo empleado. Interpretación de los resultados de la prueba y de la tecnología de ondas guiadas.

Organización de la norma

1. Marco general del método: Se definen algunos términos específicos de método, también se describen las características del aparato y de sus accesorios, y que información debe estar en capacidad de proporcionar.

2. Previo a la inspección: Describe los preparativos para la inspección (la cual se debe efectuar por personal totalmente calificado y entrenado para este procedimiento). Dentro de los preparativos se recomienda hacer una lista de control, para verificar la disponibilidad de todos los elementos adicionales, suministros (electricidad), verificación de las condiciones técnicas de los equipos de inspección y sistemas de procesamiento de información. Finalmente todos los requerimientos de seguridad para efectuar el trabajo se deben verificar.

3. Preparación de la prueba: Da algunas indicaciones para la preparación del sitio de prueba, en donde es necesario verificar que el espacio en donde se va a ubicar el anillo transductor del equipo de ondas guiadas, se encuentre en una superficie libre de imperfecciones superficiales y que tampoco que haya disminución del espesor. Además indica como necesario una inspección visual y una inspección de las condiciones de temperatura y humedad que sean acordes con las especificaciones de funcionamiento del equipo.

4. Condiciones del montaje del equipo: Describe cuales deben ser las condiciones de montaje para obtener información valida y que cosas son necesarias hacer en el montaje para que se pueda reproducir y validar esa información. Además da una lista de la información que sería necesario registrar sobre la prueba. Luego define cuales son las zonas y condiciones de la prueba que se deben identificar para la inspección, dentro de las cuales esta: La zona muerta, la zona cercana, rango esperado de inspección, resonancias, reflejos, ecos falsos y ruido modal.

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6. Elementos a considerar en los resultados: Describe un tipo de curvas que son usadas para corregir la relevancia de los defectos la cual se denomina curva de Corrección de la Distancia de la Amplitud (DAC), además define algunos conceptos que interfieren en los resultados observados y que es necesario entender, como: la detección del umbral, el ruido ambiente, rango de inspección y la normalización de la distancia.

Figura 1 Muestra de resultados típicos de una inspección. Fuente: (ASTM International, 2011) 7. Interpretación de los datos: Describe la características que permiten dar una correcta interpretación a los

datos, y como así se pueden identificar reflectores relevantes (son los defectos) o reflectores irrelevantes que son accesorios sobre la tubería y características de la misma. También describe todas las indicaciones que se pueden observar en los resultados y como debe ser su interpretación.

8. Clasificación de la información: Otorga un tipo de clasificación en la cual se ubican las indicaciones en tres tipos: minor, médium y severe según su amplitud frente a la curva DAC.

Figura 2 Clasificación de daños. Fuente: (ASTM International, 2011)

9. Reporte: Da algunas recomendaciones de que datos debería incluirse en el reporte final, entre los cuales está todo lo observado en la preparación de la prueba y durante la ejecución. Además recomienda que datos de los resultados son necesarios registrar en ese reporte, pensando en la reproducibilidad de la prueba y su posterior validación.

Principio de la norma

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Ejemplo de aplicación (Inspección de un tubo)

Se desea inspeccionar la integridad y el estado de un tubo que atraviesa un talud. Por tal motivo no se puede remover material sobre. El objetivo es saber qué grado de corrosión existe sobre la tubería, si existe algún defecto o alguna zona de reducción del área transversal.

Solución

Para este caso, como es una inspección cualitativa, y es difícil tener acceso a la tubería, lo adecuado es el uso de inspección por Ondas Guiada (GWT).

El protocolo a seguir es el siguiente:

1. Planeación y preparativos de la inspección: Se debe diseñar la manera en la que se va a efectuar la inspección y ya en el sitio de prueba se debe preparar todas las condiciones logísticas necesarias.

Figura 3 Disposición de la tubería en el talud. Fuente: (GIE S.A, 2012)

2. Luego se hace una preparación específica en el sitio de prueba y además de verificación de las condiciones para ubicación del equipo de ondas guiadas.

Figura 4 Preparación de la prueba. Fuente: (GIE S.A, 2012)

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Figura 5 Montaje del equipo sobre la tubería. Fuente: (GIE S.A, 2012)

4. Se genera el reporte de la prueba, habiendo registrado todos los datos previos y durante la inspección y los resultados correspondientes.

Figura 6 Resultados de inspección por GWT. Tomado de: (GIE S.A, 2012)

Referencias

ASTM International. (2011). Standard Practice for Guided Wave Testing of Above Ground Steel Pipework Using Piezoelectric Effect Transduction. West Conshohocken,: ASTM International,.

Gambar

Figura 1 Muestra de resultados típicos de una inspección. Fuente: (ASTM International, 2011)
Figura 3 Disposición de la tubería en el talud. Fuente: (GIE S.A, 2012)
Figura 5 Montaje del equipo sobre la tubería. Fuente: (GIE S.A, 2012)

Referensi

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