API 687: Capítulo 0, Sección 11 Métodos de inspección y pruebas
- Fernando E. Romero, P.E.
- 29 ago 2024
- 7 Min. de lectura
La palabra método es una palabra maravillosa. Tiene origen griego y está compuesta por dos términos, meta : “en búsqueda” y hodos : “un camino”.
Método = “en busca de un camino”. Así que, como decimos de la vida, el método es el camino, no el destino.
Esta sección trata sobre ensayos no destructivas (END) y, al igual que la palabra método, es una sección excelente de API RP 687. Es directa, concisa y va al grano.
Esta sección es sumamente valiosa porque recomienda y establece referencias para:
Directrices para la calificación del personal para ensayos no destructivos
¿Qué componentes deben probarse de forma no destructiva?
Requisitos para los principales métodos de inspección utilizados para evaluar equipos rotatorios
Radiografía (RT)
Inspecciones ultrasónicas (UT)
Inspecciones por Partículas Magnéticas (MT)
Inspecciones con líquidos penetrantes (PT)
Criterios de aceptación
Cualificación de personal para ensayos no destructivos
La referencia normativa utilizada por API para los requisitos de calificación del personal es: SNT-TC-1A. Este es un documento publicado por la Sociedad Americana de Ensayos No Destructivo (ASNT).
Este y otros documentos relevantes de ASNT se pueden encontrar a través de este enlace: https://asnt.org/MajorSiteSections/Standards
El SNT-TC-1A les costará alrededor de $89, pero es dinero bien gastado si desean comprender el mundo del personal calificado que trabaja en END.
El documento incluye una “Declaración de Ética” que para mí es impactante, porque demuestra que END y quienes realizan estas evaluaciones tienen una gran responsabilidad.
Dice: El profesional de END tiene la responsabilidad de actuar éticamente en todas las actividades, incluida la recopilación, interpretación y presentación adecuadas de datos de END.
De la misma manera que deben actuar los médicos o las personas de confianza. Un profesional deshonesto o perezoso en END puede dejar pasar un fallo y ese, entonces, es el punto de inicio de un fracaso.
El documento explica a continuación los niveles de cualificación de los profesionales de END:
Ensayos no destructivos de Nivel I
Esta persona debe tener conocimientos suficientes y estar calificada para:
Realizar correctamente END específicos
Realizar Evaluaciones Específicas para la aceptación o rechazo de determinaciones, según instrucciones escritas, y registrar los resultados.
El Nivel I debe ser supervisado e instruido por un Nivel II o Nivel III certificado.
Ensayos no destructivos de Nivel II
Esta persona debe tener conocimientos suficientes y estar calificada para:
Instalar y estandarizar equipos.
Interpretar y evaluar resultados con respecto a los códigos, estándares y especificaciones aplicables.
Organizar e informar los resultados de las pruebas END.
El nivel II debe estar familiarizado con el alcance y las limitaciones de los métodos.
A los de nivel II generalmente se les asigna la responsabilidad de capacitar a los de Nivel I.
Ensayos no destructivos de nivel III
Esta persona debe tener conocimientos suficientes y estar calificada para:
Desarrollar, calificar y aprobar procedimientos y técnicas.
Interpretar códigos, normas, especificaciones y procedimientos.
Designar métodos y técnicas a utilizar.
Un Nivel III debe tener suficiente experiencia práctica en:
Materiales aplicables
Fabricación
Tecnología de productos
Los de Nivel III también establecen técnicas y ayudan a establecer criterios de aceptación para las inspecciones que deben realizarse.
Un Nivel III debe ser capaz de entrenar niveles I, II y III.
Y eso es todo. Esos son los tres niveles. Y la próxima vez que lean un informe de END, el nombre y el nivel del inspector deben estar incluidos en la documentación.
Además, la próxima vez que estén en un centro de reparación o en una instalación de END, tómense un tiempo para reunirse y conocer a los inspectores de END que trabajan en sus equipos.
¿Qué componentes debemos probar?
La norma RP 687 establece que se deben realizar pruebas no destructivas en todos los componentes mencionados en el documento, por lo que eso cubre todo.
Y en la práctica esto es cierto. En una instalación de reparación, durante la Fase I, la Fase II y las reparaciones, realizamos pruebas no destructivas de todos los componentes, tanto rotatorios como no rotatorios.
Dicho esto, se debe prestar especial atención a los componentes que han sido sometidos a un proceso de reparación, especialmente soldadura.
Componentes de límite de presión que han sido reparados mediante soldadura o mecanizados.
En una turbina de vapor, estos serían cofres o carcasas de vapor que han sido soldados, interna o externamente.
Y carcasas que han sido insertadas o que fueron mecanizadas para limpiar la erosión o restablecer ajustes o encastres.
Esto es importante porque las carcasas de presión están diseñadas para soportar una presión de diseño específica y la soldadura, como sabemos, introduce calor y puede alterar las propiedades mecánicas de los materiales.
Además, el mecanizado elimina material, lo que a su vez modifica el límite de presión y, por tanto, requiere el END de estos componentes.
Componentes rotativos que han sido reparados mediante soldadura.
Los componentes rotativos son piezas sometidas a un gran esfuerzo y, una vez más, la soldadura introduce calor que puede alterar la microestructura y el tratamiento térmico de los metales base. Por lo tanto, se requieren ensayos no destructivos para evaluar el estado de las piezas después de la reparación.
Requisitos para los principales métodos de inspección utilizados para evaluar equipos rotativos
API RT 687 establece que sólo se deben utilizar técnicas que proporcionen resultados cuantitativos.
Esta es una declaración poderosa porque asegura que las pruebas proporcionarán precisión, confiabilidad, una evaluación objetiva y se adherirán a un estándar de la industria.
Las técnicas cuantitativas proporcionan datos mensurables y repetibles. Los resultados cuantitativos eliminan las interpretaciones subjetivas que pueden variar entre inspectores y garantizan que se realice una evaluación consistente.
A continuación ampliaré un poco las cuatro técnicas principales enumeradas en 687.
Radiografía (RT)
Si utiliza rayos X para inspección, todas esas inspecciones deben cumplir con la norma ASTM E94: Guía estándar para el examen radiográfico utilizando película radiográfica industrial.
Seré franco. No sé mucho sobre radiografías. Creo que todos estamos familiarizados con este método; por lo menos, si alguna vez hemos ido al dentista para una limpieza, nos han disparado rayos X en la mandíbula para que un médico pueda ver una foto en blanco y negro de nuestro esqueleto.
Sé que si vas a tomar radiografías, el taller debe contar con un oficial de radiación y asegurarte de que se siga un estricto protocolo de seguridad.
El RT se utiliza con mayor frecuencia en la fabricación de nuevos componentes fundidos, como cajas de fundición, cofres de vapor o recipientes a presión fundidos.
En un taller de reparación, no todos los días se utiliza la radiografía. Yo diría que menos del 2 % de los proyectos de reparación de equipos requieren radiografía.
Inspecciones ultrasónicas (UT)
El método UT se utiliza con mucha frecuencia. Funciona como el sonar de un submarino, el sonar que utilizan los pescadores deportivos para ver los peces bajo el agua o el ultrasonido que utilizan los médicos para mirar a los bebés dentro del vientre de sus madres.
Un técnico no buscará submarinos o peces enemigos, sino discontinuidades o discontinuidades en el metal, también conocidas como grietas o indicaciones.
La UT se utiliza a menudo para inspeccionar piezas:
Carcasas y componentes estacionarios
Carcasas
Diafragmas
Componentes rotativos
Ejes
Impulsores
Discos
Inspección de piezas forjadas de materia prima:
Ejes
Alabes
Impulsores
Inspeccionar componentes soldados
UT también se puede utilizar para otras cosas útiles como:
Medición del espesor de las paredes de la carcasa
Detección de recubrimientos y su espesor.
Lo que es importante tener en cuenta con la ecografía ultrasónica es que existen algunas restricciones sobre cuándo y dónde es eficaz. La conclusión es que la geometría y las proporciones de los componentes que se inspeccionan mediante ecografía ultrasónica son importantes.
Imagínate que van a la sala de espejos de la feria del condado y encienden una linterna. Verán reflejos por todas partes y se confundirán.
Para mitigar estos desafíos, los astutos departamentos de END fabricarán bloques calibrados con “indicaciones conocidas” que simulan las diferentes geometrías o componentes que a menudo se inspeccionan para usar durante la capacitación de los inspectores o para garantizar que el equipo funcione correctamente.
Inspección por Partículas Magnéticas (MT)
¡Este es mi método END favorito porque utiliza campos electromagnéticos y luces negras!
Utilizamos este método en TODAS las piezas ferromagnéticas. Ferromagnético es una forma elegante de decir magnético.
Todo aquel que se autoproclama fanático de END posee una copia de ASTM E 709: Guía estándar para pruebas de partículas magnéticas.
Todo taller de reparación debería sin duda poseer esta referencia, ya que es el estándar a seguir para la técnica que se debe utilizar.
Este documento describe el método y las prácticas relacionadas con las inspecciones de partículas magnéticas húmedas, desde la preparación y limpieza de las piezas hasta los intervalos recomendados para el mantenimiento y la calibración del equipo.
Inspecciones con líquidos penetrantes (PT)
Esta es la última técnica enumerada en el documento.
Se realiza de una manera muy similar a MT, donde se rocía una solución de tinte sobre la pieza y el tinte se filtrará en cualquier grieta.
La principal diferencia es que la pieza que se está probando no tiene que ser magnética.
La PT es útil al inspeccionar recubrimientos de carburo de cromo o carburo de tungsteno o piezas hechas de superaleaciones o aleaciones de tipo cromo-níquel austenítico como:
Superaleaciones:
A-286: se utiliza a menudo en expansores de gas caliente y aplicaciones de alta temperatura.
Discaloy - en expansores de gas caliente
Estelita: se utiliza para revestir superficies o se instala en el borde de ataque de los alabes de las turbinas de vapor.
Nimonic - utilizado en ambientes corrosivos
Haynes 25, 188 - utilizado en la fabricación de paletas de expansores de gas caliente
Inconnel: se utiliza en aplicaciones de alta temperatura.
Y aleaciones que terminan en “oloy”
Aleaciones austeníticas de tipo cromo, níquel y manganeso:
Aceros de la serie 200
Aceros de la serie 300
Todas las inspecciones de UT deben cumplir con la norma ASTM E165: Práctica estándar para pruebas de líquidos penetrantes para la industria general.
Existen muchas otras referencias ASTM incluidas en API RP 687 que tienen prácticas y criterios específicos para el tipo de componente que se inspecciona. Solo he enumerado las principales que especifican los requisitos generales de la metodología.
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