Presentación - mecanica-cdl.orgmecanica-cdl.org/eventos/Ademinsa Presentación CALDEROS.pdf · • Sistema de última generación, con multielementos ultrasónicos ... Ondas Guiadas

Presentación

ADEMINSA GROUP

www.ademinsa.com

ADEMINSA nace en 1985 en Perú,

luego se expande a:

Ecuador 2003.

Venezuela 2004.

Colombia 2005.

Panamá 2008.

USA 2008.

Chile 2009.

Rep. Dominicana 2011

Bolivia 2012

→ Reseña Histórica

ADEMINSA Group Of Companies

Venezuela

Colombia

Ecuador

Perú

Chile Bolivia

USA

Panamá •Centro América

República Dominicana •Caribe

APLICACION DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN LA

INSPECCION DE CALDERAS

Ing. Alberto F. Reyna O. ASNT NDT Level III N. 121763

SCWI-AWS N. 13050018 Inspector Autorizado API 653, 570, 510 y 580

CIP N. 34856

La ASNT

• ASNT (American Society for Non Destructive Testing).

• Dos grandes áreas : Los END / NDT (Ensayos No Destructivos) y el MPd / PdM (Manteni-miento Predictivo).

• END / PdM : Ensayos de materiales, compo-nentes, ensambles y/o máquinas para detec-tar la presencia discontinuidades o limitacio-nes, sin necesidad de destruir o afectar el servicio de las mismas.

Ensayo No Destructivo

• EL ENSAYO NO DESTRUCTIVO ES HOY UNA DE LAS TECNOLOGÍAS DE MÁS RÁPIDO DESARROLLO.

• El ensayo no destructivo puede adoptar otras denominaciones tales como:

NDI / INSPECCIÓN NDT / PRUEBA

NDE / EVALUACIÓN

¿Qué entidades piden personal certificado?

• ASME SECCIÓN I • ASME SECCIÓN III Div. I • ASME SECCIÓN V • ASME VIII Div. I • ASME SECCIÓN IX • ANSI/AWS D1.1 • API 1104 • Los fabricantes y empresas aseguradoras. • Las empresas transnacionales.

Los Ensayos No Destructivos (NDT)

- Prueba Visual (VT). - Tintes Penetrantes (PT). - Partículas Magnéticas (MT). - Ultrasonido (UT). - Radiografía (RT) - Radiografía Neutrónica (NRT). - Electromagnetismo (ET).

Los Ensayos No Destructivos (NDT)

- Emisión Acústica (AET). - Prueba de Flujo Magnético (MFL). - Métodos Láser. - Métodos de Fuga (LT). - Ondas Guiadas (Guided Waves). - GPR (Grounding Penetrant Radar).

Mantenimiento Predictivo (MPd)

- Análisis de Vibraciones (VA). - Prueba Térmica / Infrarroja (IR).

EVITEMOS ESTOS ACCIDENTES - SISTEMAS QA /QC ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Y MTO. PREDICTIVO

www.ademinsa.com

Explosión Refinería Amuay, Falcón, Venezuela 2012

Herramientas de Inspección Visual

INSPECCION VISUAL ENDOSCOPICA

TURBINA A GAS

Enero 2012

PUERTOS DE INSPECCION

Puerto de inspección posición N°9

Las desviaciones fueron observadas por el puerto J, en las posiciones 3 y 9 horas visto de conductor a conducido

CAMARA DE COMBUSTION Adicionalmente se observaron 5 segmentos del inyector con erosión y perdida de material no observados en inspección anterior, obteniendo como resultado un total de 11 segmentos del inyector con desviación

Tintes Penetrantes Visibles y Fluorescentes

Tintes Penetrantes Discontinuidades superficiales

Revelador succiona el penetrante por acción capilar.

Partículas Magnéticas

Equipos y productos para MT

Gammagrafia Industrial - RT

Ultrasonido - UT

F P S C

F : Frecuencia

P : Penetración

S : Sensibilidad

C : Cristal (espesor)

Equipo Phased Array – TOFD Wheel Probe UT

Detección de Ampollamiento por Hidrogeno

Scans – RF – TOFD – Phased Array

PHASED ARRAY - UT- UT

• Sistema de última generación, con multielementos ultrasónicos (de 32 a 128).

• Cubre todos los ángulos de inspección de soldaduras a la vez.

• Mide directamente las características de la discontinuidad (profundidad, distancia desde el transductor y el camino de la señal acústica).

• Graba la inspección y registra la posición (encoder), para su posterior análisis en gabinete.

PHASED ARRAY - UTUT

PHASED ARRAY - UT - UT

V VIPER CRAWLER UT / LFET– UT / LF Robot a control remoto UT / LFETUT / LFET

Inspección Shell Racing VIPER CRAWLER UT

B - Scan

PRINCIPIOS DE AET

APLICACIONES PRACTICAS AET

• TANQUES ATMOSFERICOS DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS Y PRODUCTOS QUIMICOS.

• RECIPIENTES A PRESION. • TUBERIAS. • ESTRUCTURAS. • GRUAS. • TRANSFORMADORES ELECTRICOS. • TUBE TRAILERS. • REEMPLAZO DE PRUEBAS HIDROSTATICAS.

TANQUES ATMOSFERICOS DE ALMACENAMIENTO

DETECCION DE FUGAS Y DISCONTINUIDADES EN EL FONDO DE UN TANQUE

DETECCION DE FUGA EN 3D

MMAGNETIC FLUX LEAKAGE (MFL)

• Detecta y evalúa la fuga del flujo magnético proveniente de alguna discontinuidad, utilizando bobinas de detección o sensores de efecto Hall.

Falla

Sensores Hall

Sensores Hall

APLICACIONES COMPUTARIZADAS MFL MFL

• Inspección de fondos de tanques. • Evaluación de fajas transportadoras. • Inspección de tuberías. • Evaluación de cables de acero.

Aplicaciones computarizadas de MFL Inspec MFL – Inspección de fondos de tanques de tanques

Reportes MFL – Fondos de Tanques MFL – Fondo de Tanques

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Inspección de Tuberías por MFLde tuberías por MFL

17,416 X

14 Y12,1

10,2

8,3

6,4

5 X

3 Y

1,1

A0,001,002,003,004,005,006,00

7,00

8,00

9,00

10,00

AnguloTRAMO

ESPESO

R EN

mm

Expansion en 3D de la superficie de la Tuberia

9,00-10,00

8,00-9,00

7,00-8,00

6,00-7,00

5,00-6,00

4,00-5,00

3,00-4,00

2,00-3,00

1,00-2,00

0,00-1,00

Lado Mar

Lado patio de Bombas

Inspección MFL – Fajas TransportadorasMFL-Fajas Transportadoras

Corrientes Eddy - ET

F P S

F : Frecuencia.

P : Penetración.

S : Sensibilidad.

RADIOGRAFIA INDUSTRIAL - RT

Corrientes Eddy - LFET Eddy - LFET

• Utiliza bobinas de corriente alterna, dirigidas a evaluar materiales “conductores eléctricos”.

• Método inicialmente desarrollado para inspeccionar materiales “no ferromagnéticos”.

• Aplicable a “materiales ferromagnéticos” previamente saturados con DC (Efecto Barkhaussen).

• Cubre técnicas como ET (Electromagnetic Testing), Remote Field Electromagnetic Testing (RFET), Alternating Current Field Measurement (ACFM), Potential Drop (PD), Balanced Field (BF).

Electromagnetic Testing Inspección de tubos no ferromagnéticos spección de tubos no ferromagnéticos

• El sistema está basado en los principios de las corrientes de Foucault para inspeccionar en forma rápida, eficiente y con gran precisión tubos de metales no ferromagnéticos desde el interior de los tubos.

ELECTROMAGNETIC TESTING Reporte de tubos no ferromagneticos Tsting

Inspección de tubos no ferromagnéticos

Inspeccion de tubos ferromagneticos Remote Field Electromagnetic Testing) Remote Field Electromagnetic Testing

Potential Drop Caracterizar fisuras (tamaño / dirección)PD)

Caracterizar fisuras (tamaño / dirección)

• Se aplica a cualquier tipo de material ferromagnético y no ferromagnético.

• Las características de la fisura depende de la caída de voltaje, generada por el paso de la corriente y la resistencia generada por la fisura (profundidad y permeabilidad magnética.

Potential Drop Caracterizar fisuras (tamaño / dirección)P (PD)

Caracterizar fisuras (tamaño / dirección)

Balanced Field – Hawkeye Inspección de soldaduras sobre pintura

Inspección de soldaduras sobre pintura • El sistema Hawkeye está basado en los principios

del campo balanceado de corriente de Foucault. Es utilizado para detectar grietas y fisuras en la superficie y debajo de la superficie de una soldadura, inclusive debajo de pintura.

http://www.testex-ndt.com/hawkeye2000.html

Balanced Field (BF) – Hawkeye Inspección de alabes de turbina

Inspección de Alabes de Turbina • Igualmente el sistema Hawkeye

se emplea exitosamente en la inspeccion de alabes de turbomaquinas y es utilizado para detectar grietas y fisuras en la superficie y debajo de la superficie.

• Para la deteccion se emplean sensores con frecuencias de 10 KHz de manera de lograr mayor penetracion

CALIBRACIÓN EQUIPO - DISCONTINUIDAD EN LA SUPERFICIE EXTERNA DE LA PLANCHA PATRON

COMPARACIÓN AMPLITUD - FASE COMPARACIÓN AMPLITUD - FASE

La discontinuidad mostrada se encuentra en la superficie lado exterior de la plancha (al observar el scan “C” no se diferencia claramente.

Para hacer una clara distinción se debe recurrir a la comparación Max Acos – Max Asin.

La escala de colores en el scan “C” nos indica la gravedad de la discontinuidad.

Análisis Vibracional

Termografía infraroja

Conexión caliente - Transformador Anomalías en cojinete

`Ultrasonido Aerotransportado

Ondas Guiadas (GW)

Inspección en Calderos

Sistema de Inspección de tubos por RFET

Principio básico de la técnica: • En una sonda básica de RFET, el campo electromagnético emitido por el

excitador, viaja a través de la pared del tubo, hacia el exterior del mismo para luego transportarse longitudinalmente al sentido de la sonda, y nuevamente hacia el interior del tubo, hacia el receptor.

Tipos de Fallas Comunes

Corrosión generalizada

Corrosión generalizada junto con pitting

aislado

Pitting y fallas puntuales aisladas

Existen distintos tipos de sondas que permiten inspeccionar tubos desde 1/8” hasta 8” de diámetro

Reporte (RFET)

SERVICIO DE INSPECCION POR INSPECCIÓN

VISUAL REMOTA

Alcances de Inspección Calderas Pirotubulares

• Inspección visual a los cordones de soldadura y elementos presurizados, incluyendo la chimenea y damper. De tener accesibilidad, usar inspección visual remota (videoscopio)

• Calibración de espesores por UT de elementos a presión, tubos, casco, flue y placas portatubos.

• Control de dureza (Brinell) por resilencia (rebote, no impacto) a Flue, Placas Portatubos

• Replicas metalográficas (Spot) a Flue, Placas Portatubos y tubos (zona adyacente a Placas Portatubos.

Alcances de Inspección Calderas Pirotubulares

• Revisión de la bitácora del operador de calde-ras, incluyendo el control de la variables operativas, programa de purgas, etc.

• Revisión de los resultados de análisis del agua, su tratamiento y químicos usados.

• Análisis de gases y eficiencia de la combustión. • Inspección por MT, PT o campos balanceados ET (hawkeye)

a cordones de soldadura. • Inspección, mantenimiento y calibración de válvulas de

seguridad. • Inspección interna de tubos por RFET (Remote Field

Electromagnetic Testing). • Con fines de monitoreo se puede incluir la inspección por

Emisión Acustica.

Alcances de Inspección Calderas Acuotubulares

• Inspección visual de cordones de soldadura y de superficies expuestas al fuego (tubos, acu-muladores, sobrecalentador, economizador, calentador de aire, sopladores de hollin, etc); inspección interna de tubos con videoscopia , inspección interna de acumuladores, inspección de refractario, quemadores, chimenea y damper.

• Calibración de espesores por UT a tubos de agua / vapor, acumuladores, sobrecalentador, econo-mizador y calentador de aire (estos últimos en las zonas sin aletas).


• Inspección interna al 100 % de los tubos desde los acumuladores con la técnica RFET (Remote Field Electromagnetic Testing) para acero al carbono, que definirá el espesor remanente de cada tubo y definición de ser necesario de su taponamiento.

• De encontrarse tubos de aleación no ferro-magnética, se usara el método Electromagetic Testing (ET)


• Control de dureza (Brinell) por resilencia (rebote, no impacto) a tubos de agua, vapor, sobrecalen-tador , acumulador, sopladores de hollin y zonas sin aletas de economizador y calentador de aire.

• Replicas metalográficas a las mismas zonas donde se efectuó el control de dureza.

• Inspección por PT, MT o por Campos Balanceados ET (Hawkeye) a cordones de soldadura.

• Inspección de cordones de soldadura por Phased Array UT semiautomático.

• Para fines de monitoreo, Emisión Acústica.

Equipos conexos y accesorios Calderas Acuotubulares

• Inspección visual de componentes internos del deareador (demister, bandejas, etc).

• Calibración de espesores UT del casco del deareador.

• Inspección , mantenimiento y calibración de válvulas de seguridad

• Inspección y mantenimiento de válvulas de entrada de agua y salida de vapor.

• Inspección de tanques de agua y combustible por calibración de espesores UT con el robot Viper Crawler (Cilindro) y escaneo al 100% del fondo del tanque por MFL o LFET computarizado.

Conclusiones de la inspección

• Con los resultados de las inspecciones realizadas, se puede definir las reparaciones, reemplazos y previsiones necesarias.

• Juntamente con el historial operativo del equipo, se puede determinar la vida remanen-te, con metodologías como Larson-Miller u otras equivalente.

• Asimismo, programar las frecuencias de inspección.

APARTE PRACTICO INSPECCION NO DESTRUCTIVA EN CALDERAS ACUOTUBULARES Y SUS EQUIPOS AUXILIARES

INSPECCION DE SOLDADURAS CON EQUIPO AVANZADO (UTPA)

INSPECCION DE CONDENSADORES CON SISTEMAS AUTOMATIZADOS CORRIENTES EDDY

INSPECCION DE RECIPIENTES A PRESION SERVICIOS

TECNICAS DE INSPECCION PARA GARANTIZAR LA INTEGRIDAD MECANICA DE CALDERAS DE VAPOR EN PLANTAS DE

GENERACION.

REPLICAS METALOGRAFICAS Y MEDICION DE DUREZA

INSPECCION DE SOLDADURAS CON EQUIPO DE

ULTRASONIDO AVANZADO

BLOQUE DE CALIBRACION PARA TUBOS DE CALDERA

MONTAJE DE BRACELET SCANNER

DETALLE DEL MONTAJE DE TRANSDUCTORES Y ENCODER

PASOS EN LA CALIBRACION Y MONTAJE DE LA INSTRUMENTACION

INSPECCION DE SOLDADURAS CON EQUIPO DE ULTRASONIDO AVANZADO

DISPOSICION DE TUBOS EN SERPENTINES DE SOBRECALENTADOR Y RECALENTADOR………SON MAS DE 3.000 JUNTAS SOLDADAS A INSPECCIONAR.

PROCESO DE MONTAJE Y VISTA FINAL DE LOS TUBOS.

INSPECCION DE SOLDADURAS CON EQUIPO DE ULTRASONIDO AVANZADO

RESULTADOS OBTENIDOS Y VENTAJAS. VENTAJAS DE LA INSPECCION ULTRASONICA vs. RADIOGRAFIA -No se require despejar el area para las inspecciones -Inmediatez en la Evaluacion de resultados . -Alta probabilidad de Deteccion empleando los procedimientos y la instrumentacion adecuada.

INSPECCION DE CONDENSADORES CON SISTEMA AUTOMATIZADO EMPLEANDO EL

METODO ELECTROMAGNETICO (CORRIENTES EDDY)

CONDENSADOR CON DOBLE CIRCUITO INDEPENDIENTE DE ENFRIAMIENTO. DISPOSICION CONDENSADOR EN LA NAVE DE

GENERACION.

CONDENSADOR

TURBINA DE VAPOR



DISPOSICION DE TUBOS EN CAJAS DE CONDENSADOR (VISTA EN PLACA).

CADA CONDENSADOR TIENE GENERALMENTE ENTRE 6 MIL Y 12 MIL TUBOS PARA TURBINAS DE GENERACION QUE VAN DESDE 30 a 75 MW -La inspeccion de los tubos con Corrientes eddy es critica para detector desgaste y roturas que puedan contaminar el condensado que se re inyecta a la caldera, LA FRECUENTE INSPECCION DE LOS CONDENSADORES ES PRACTICA FRECUENTE EN MANTENIMIENTO DE CALDERAS.



SONDA CON BOBINAS DIFERENCIALES EMPLEADA

EN LA INSPECCION.



CURVA DE CALIBRACION

PATRON DE CALIBRACION CON DEFECTOS ARTIFICIALES



PRESENTACION DE RESULTADOS DE LA

INSPECCION. CADA CAJA DEL CONDENSADOR. SE inspeccionan en un 100% y en toda la longitud de los tubos. -Los resultados se presentan en un grafico con codigo de colores para identificar la criticidad de cada tubo, que permita tomar acciones inmediatas para proteger a la caldera.

INSPECCION DE CONDENSADORES CON SISTEMA AUTOMATIZADO EMPLEANDO EL METODO

ELECTROMAGNETICO (CORRIENTES EDDY)

PRESENTACION DE RESULTADOS

DE LA INSPECCION. .

-Ejemplo de Caja de Condensador de 2.900. Tubos. Ests equipo contaba con 4 cajas de agua para unn total de 11.600 Tubos.

INSPECCION DE CONDENSADORES CON SISTEMA AUTOMATIZADO EMPLEANDO EL METODO

ELECTROMAGNETICO (CORRIENTES EDDY)

Analisis Estadistico de Tubos con Problemas.

Evaluacion de las señales para

detector perdidas locales y

generalizadas.

INSPECCION DE RECIPIENTES A PRESION SERVICIOS CALDERA

INTEGRIDAD DE RECIPIENTES A PRESION PARA EL MANEJO DE

CONDENSADO Y SERVICIOS AUXILIARES CALDERA

-Se desarrolla un plan de inspeccion para los recipientes de manejo de condensado, desaereadores, calentadores, etc, que prestan servicio en la operacion de la caldera. -Las inspecciones recomendadas son: Medicion de Espesores por UT, Inspeccion Visual, Particulas Magneticas a cordones de soldadura

INSPECCION DE RECIPIENTES A PRESION SERVICIOS CALDERA

INSPECCION EXTERNA Y CORROSION BAJO AISLAMIENTO -El mecanismo de deterioro mas comun en estos recipients es el CUI (Corosion bajo aislamiento), estos procesos se aceleran cuando las temperaturas de operacion estan en rangos que permitan la acumulacion de humedad bajo el aislante.

Corrosion oculta bajo el aislante

INSPECCION DE RECIPIENTES A PRESION SERVICIOS CALDERO

INSPECCION VISUAL EXTERNA -La inspeccion visual se documenta con el reporte fotografico y la medicion de los defectos en contrados con galgas calibradas.


MEDICION DE ESPESORES POR ULTRASONIDO -Con los datos obtenidos de espesores y el calculo de espesor minimo para la presion de operacion se determina si el recipiente puede seguir operando o require reemplazo o reparaciones


REPORTE DE INSPECCION


EVALUACION DE LA CONDICION METALURGICA DE TUBOS DE CALDEROS CON FINES DE EVALUACION DE INTEGRIDAD

O ANALISIS DE FALLAS


CASO DE ANALISIS DE FALLO Replicas Metalograficas y Dureza en tubos de Sobrecatentador. Analisis de Falla


CASO DE ANALISIS DE FALLO Replicas Metalograficas y Dureza en tubos de Sobrecatentador. Analisis de Falla

Tubo que exploto ASTM 213 Gr T22


Tubo que exploto ASTM 213 Gr T22 Las características microestructurales observadas en los tubos evaluados indican que el material ha perdido su integridad microestructural, se evidenció un estado avanzado de degradación caracterizado por descomposición de las colonias de carburos de cromo y por la coalescencia de estos carburos en los límites de grano de la ferrita.

ANALISIS DE FALLO EN TUBO DE CALDERO


Tubo afectado por vapor ASTM A213 Gr 12

ANALISIS DE FALLO EN TUBO DE CALDERA

Tubos evaluados con Replicas Metalograficas y medicion de Dureza. Superficie Preparada para la evaluacion metalografica


Tubo afectado por vapor ASTM A213 Gr 12 Se observa la presencia de una matriz de granos de ferrita con carburos de cromo dispersos. Sin embargo al detallar las características microestructurales (500X imagen derecha) se observó un grado moderado de deterioro caracterizado por descomposición de las colonias de carburos, coaslencencia de carburos en los límites de grano de ferrita y engrosamiento de carburos en los bordes de granos, lo que permite determinar que el materiales evaluado estuvo expuestos a la incidencia directa de elevadas temperaturas.

ANALISIS DE FALLO EN TUBO DE CALDERA

Fisura en Placa Porta - Tubos

RECOMENDACIONES

API RP-941 (GRÁFICA DE NELSON)

El comportamiento del material debe estar por debajo de la curva para asegurar un correcto

funcionamiento.

AUBT

• Cuando nos encontremos por debajo de la curva de Nelson y si se tratan de calderas de baja presión, entonces es conveniente la aplicación de técnicas avanzadas de dispersión ultrasónica (BackScatter).

• Bastante aplicable en el sector petroquímico debido a la exposión del ácido sulfhídrico (H2S)

Limpieza de tubos - Mejora la eficiencia de la caldera. - Permite una mejor inspección. - Evita ocultar ciertos defectos. - Existen artículos ASME que respaldan esta limpieza.

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