Procedimiento Ut Phase Array

5/23/2018 Procedimiento Ut Phase Array

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PROCEDIMIENTO DEINSPECCIN MEDIANTEULTRASONIDO PHASEDARRAY PARA JUNTAS

SOLDADAS A TOPE

P-PR-UPA-55-0.0

PGINA 1-41

FECHA DE APROB 18-01-2013

CD PR 01/R-PROYECTO/PROCEDIMIENTO/P-PR-UPA-55-0.0

PROCEDIMIENTO DE INSPECCIN MEDIANTEULTRASONIDO PHASED ARRAY PARA JUNTAS SOLDADAS

A TOPE

VERSIN ELABORADO POR REVISADO POR APROBADO POR

4

PEDRO ANDRESALFONSO

JUAN CARLOS PRADANIDIA M. GIRADO

TAJAN

FECHA 29/04/13 30/04/13 03/05/2013

ESTADO DE REVISIN Y MODIFICACIONES

VERSIN FECHA DESCRIPCIN DE LA MODIFICACIN

0 28/02/11 EMISION INICIAL

1 16/01/13 ACTUALIZACIN

2 11/02/13 CORRECCION OBSERVACIONES

3 03/04/13 CORRECION NUEVAS OBSERVACIONES

4 29/04/13CORRECCION OBJETIVO Y DOCUMENTOS DE


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1. OBJETIVO

Este procedimiento establece los pasos y condiciones tcnicas necesarias pararealizar una inspeccin por Ultrasonido Phased Array en juntas soldadas a tope deacuerdo a lo establecido en el cdigo ASME Seccin V, VIII y B 31.3; con el fin deidentificar la presencia de discontinuidades internas (lineales y redondeadas) enmetales ferrosos y no ferrosos, asegurando la sanidad interna de la soldadura y suzona afectada trmicamente (ZAT).

2. ALCANCE

El alcance del presente procedimiento ser la bsqueda de discontinuidades tales comogrietas, porosidades, inclusiones y otras generadas en fabricacin dentro de las juntassoldadas en aceros al carbono o de baja aleacin (P No 1, 3, 4, 5A hasta 5C y 15Ahasta 15F), en tubera y lamina, con espesores mayores a 6 mm y en tuberas condimetros mayores a 3.

3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA

ASME Seccin V, Articulo 4Ultrasonic Examination Methods for Weld. ASME E-2491Standard Guide for Evaluating For Performance Characteristics

of Phased Array Ultrasonic Testing Instruments and Systems. ASTM E 114Ultrasonic straight beam examination. ASTM E 164 - Standard Practice for Ultrasonic Contact Examination of

Weldments. ASTM E-587- Ultrasonic angle beam contact testing. ASTM E-2700Standard Practice for Contact Ultrasonic Testing of Welds Using

Phased Arrays. ASME B 31.3Process Piping.

ASME Seccin VIIIDesign and Fabrication of Pressure Vessels. CODE CASE ASME BPVC 2541. CODE CASE ASEM BPVC 2557. Practica Escrita De Calificacin y Certificacin De Personal en END de Insercor

Ltda. ASNT TC 1A Recommended Practice for Personal Qualification and

certification in No Destructive Testing.


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4. PERSONAL

El personal que realiza la inspeccin ultrasnica e interpreta los resultados paracalificacin debe estar certificado y calificado como Inspector Nivel II o Inspector NivelI (siempre y cuando este sea supervisado por un Nivel II) de acuerdo a la norma ASNTTC 1A. El inspector debe haber recibido capacitacin en Phased Array con un mnimode intensidad de 80 horas segn la prctica escrita de INSERCOR LTDA y debe estardebidamente entrenado en el manejo del equipo utilizado para la inspeccin por mediode la tcnica descrita en el presente procedimiento, adems de haber participado en lademostracin del mismo.

Los datos de la inspeccin solo pueden ser interpretados por el Inspector Nivel II oNivel III con el fin de aplicar correctamente los criterios de aceptacin establecidos porlos diferentes cdigos de referencia.

5. DEFINICIONES

Ultrasonido: sonido de frecuencia en el rango de 0.5 - 10 Mhz. no audible por elodo humano.

Frecuencia: nmero de veces que se repite el ciclo de una onda en un segundo.

Decibel (dB): unidad de medida de la intensidad del sonido. Atenuacin: perdida de energa de la onda snica que viaja a travs de un

medio. Curva DAC: Distance Amplitude Correction. Grafica que expresa las prdidas de

energa ultrasnica debido a la atenuacin durante el desplazamiento de la onda. Curva TCG: Time Correction Gain. Grafica que corrige la amplitud de reflectores

de tamaos iguales a diferentes distancias. Por lo tanto, reflectores de tamaosiguales, tendrn la misma amplitud en la pantalla sin importar la distancia a la quese encuentren desde el punto de salida del haz.

Sensibilidad: capacidad del haz snico para distinguir varias indicacionescercanas a la vez en una sola pantalla.

Indicacin: reflector de la seal ultrasnica que se refleja en la pantalla LCD. Relevante: indicacin que debido a su tamao y amplitud debe ser evaluada. Defecto: indicacin relevante que supera los lmites en cuanto a criterios de

aceptacin. Palpador: elemento transductor que origina y/o recibe la seal ultrasnica. Zapata: Pieza de plstico unida al palpador y con determinado ngulo de

refraccin.


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Encoder: Sensor de posicin electromecnico usado para conocer la posicinlineal de un punto con respecto a otro punto de referencia (0).

Barrido Lineal: Barrido que se hace por un solo lado de la soldadura, por lo quela inspeccin se hace con un solo ngulo y una serie de elementos transductores.

Barrido Sectorial: Permite obtener una visualizacin tipo ecografa, con unbarrido que se hace desde un solo lado de la junta, y con un rango de ngulos.

Barrido azimutal:Es un tipo de barrido sectorial que se hace con una zapata decero grados, y es realizado desde la parte superior de la zona a inspeccionar.

TVG: Time Varied Gain, correccin de la atenuacin que lleva los picos de lapantalla hasta el 80% de la altura de la pantalla LCD.

Ganancia: potencia de la seal ultrasnica medida en dB .

6. ENSAYO DE ULTRASONIDO PHASED ARRAY.

A diferencia del ultrasonido convencional, el Phased Array es una tcnica en la cual elpalpador utiliza una serie de elementos (cristales piezoelctricos) conectados concables de forma individual que pueden ser programados con un retardo de tiempoentre pulsos que permiten controlar el haz ultrasnico en un rango o apertura dengulos, formando un haz que permite una mayor rea de inspeccin. El retardo detiempo entre los pulsos del arreglo de cristales, permite variar los parmetros como losngulos, distancia focal y forma del haz.

En todos los casos, la tcnica ultrasnica de arreglo de fase a ser utilizada, sertcnica de Phased Array pulso eco con incidencia angular, ubicada desde un lado de lasoldadura a ser analizada. Dependiendo del caso especfico, se utilizar barridosectorial (permite hacer inspeccin de la soldadura completa) o lineal (enfocado a unsolo sector, por ejemplo la raz de la soldadura o la superficie) o en su defecto ambos,dependiendo del anlisis logrado con la herramienta ES BeamTool.

La tcnica Phased Array permite diferentes formas de escaneo como se describen acontinuacin:

6.1. LINEAL SCAN O E-SCAN

La ley focal del palpador se desarrolla cuando una serie de elementos se orientan enun nico ngulo fijo. Esta tcnica es equivalente al haz de ultrasonido convencional.


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Figura 1.E-Scan o Lineal Scan

6.2. SECTORIAL SCAN O S-SCAN

La ley focal de una serie de elementos en el palpador emite haces snicos condistintos ngulos, formando una trayectoria cnica del haz. Esto permite observar laseccin transversal del rea inspeccionada en 2D.

Figura 2. S-Scan o Sectorial Scan.

6.3. C-SCAN

El C-SCAN es un escaneo que se hace paralelo al eje axial del cordn de soldaduraconfigurado para almacenar datos que permite observar la vista de planta del reainspeccionada en una imagen permanente. Antes de iniciar el escaneo se debe dar


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cumplimiento a las recomendaciones de ASME BPVC 2541, BPVC 2557, BPVC 2558,BPVC 2599 y BPVC 2600.

Figura 3. C Scan o Vista Superior del Cordn. Imagen C Scan o Vista superior delcordn de soldadura.

7. PREPARACION DE LA SUPERFICIE

Para todos los casos de inspeccin, el material a ser inspeccionado debe estar atemperatura ambiente, sin recubrimiento o pintura, sin salpicaduras de soldadura ytotalmente libre de cualquier tipo de material que pueda interferir en la veracidad de losresultados de la inspeccin. La superficie limpia, deber extenderse como mnimo 10centmetros desde la lnea central de la soldadura, en ambos lados de la misma.

8. MATERIALES Y EQUIPO

8.1. UNIDAD ULTRASNICA

De acuerdo al caso cdigo ASTM E 2700, el equipo que se utilizara debe generarfrecuencias entre 1 y 10 Mhz, este debe poseer un control de ganancia de 1 dB comomnimo, empleando el mtodo de ultrasonido en la tcnica pulso eco, el equipo debeser capaz de generar y mostrar imgenes de representacin B scan y S scan. Elsistema debe tener un medio de almacenamiento para archivar la informacin de los

scan (Flash Card, USB, memory stick). El sistema de Phased Array debe serestandarizado anualmente como mnimo para linealidad de amplitud y altura deacuerdo con la prctica ASTM E 2491.

El instrumento debe ser capaz de digitalizar los A-scans a una velocidad mnima de 5veces la frecuencia del palpador usado. La amplitud debe ser digitalizada a unaresolucin de al menos 8 bit (256 niveles).


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El equipo que ser utilizado para la aplicacin de este procedimiento es el OmniscanMX (Con sus diferentes mdulos) o un equipo similar. Este equipo cuenta con lascaractersticas requeridas como mdulos multicanal, software de generacin de leyesfocales, dispositivos de almacenamiento externo (flash USB), adems el equipopermite ver varios tipos de Scan a la vez. De esta forma tenemos A-Scan, S-Scan y CScan durante la inspeccin segn los requerimientos necesarios.

8.2. PALPADORES

Los palpadores que se utilizaran deben trabajar con frecuencias en un rango de 1 a 10Mhz y con diferente nmero de elementos; adems cuentan con zapatas angulares ynormales adecuados segn el tipo de sensor y la aplicacin que se requiera.

Para este procedimiento se utilizan palpadores compatibles con la unidad Ultrasnicausada, de 16, 32 o 64 elementos (no deben exceder la capacidad en elementos de laUnidad Ultrasnica empleada) con sus respectivas zapatas tanto normal como angular.Los palpadores a ser utilizados podrn contar con zapatas intercambiables, accesoriosde acople directo y dems que garanticen la estabilidad de la seal, para los dimetrosmenores se deben emplear zapatas contorneadas que se acoplen a la curvatura de latubera.

De acuerdo a ASTM E 2491 anexo A 1.2.6, la resolucin a lo largo del eje dedesplazamiento ser una funcin del tamao del paso del barrido electrnico, si seutiliza Encoder (instrumento que permite realizar el barrido lineal del reainspeccionada, guardando los datos permanentes en una imagen C-Scan) laresolucin depender del tamao del paso del Encoder usado para el ensayo.

8.3. MATERIALES

Flexmetro. Marcador de metal. Elementos de proteccin personal para los inspectores. Cinta magntica. Acoplante.

8.4. ACOPLANTE

De acuerdo con el cdigo ASME seccin V Articulo 4 numeral T 433, el medioacoplante utilizado entre la unidad de escaneo y la superficie a inspeccionar debeasegurar el paso de la onda hacia el interior del material, por lo que se requiere que


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est libre de impurezas o formacin de burbujas, adems se debe asegurar que nopresente elementos qumicos que puedan causar el deterioro del material en estudio.

8.5. BLOQUES DE CALIBRACIN

8.5.1. Bloque IIW Tipo 1 Y Tipo 2. Estos bloques se utilizan para la verificacin delrecorrido del sonido, ngulo y punto de salida del haz ultrasnico, adems se empleapara la calibracin de la velocidad y retardo del sonido en los palpadores.

Figura 4. Bloque de calibracin IIW Tipo 1.

La verificacin y calibracin tanto del equipo como de los palpadores se har con los

bloques certificados IIW tipo I y/o tipo II en los parmetros mencionados conanterioridad.

La verificacin de la sensibilidad y la elaboracin de la curva DAC deben ser realizadascon el bloque de calibracin de acuerdo al dimetro y al espesor de la tubera que sevan a inspeccionar, segn cdigo ASME Seccin V Art IV (numerales T 434.2.1. yT434.3; FIGURAS T-434.2.1 y T-434.3 BLOQUES DE CALIBRACION PARA PLATINAy TUBERIA RESPECTIVAMENTE).

Para tubera con dimetros mayores a 20 se utilizara un bloque plano bsico decalibracin (esquema en ASME Seccin V, Articulo IV Fig. T 434.2.1.), para tubera de

dimetro menor de 20 se utilizaran bloques curvos en un rango de 0.9 1.5 veces eldimetro requerido.

El material y acabado sobre la superficie de barrido del bloque deber serrepresentativo del acabado de la superficie de barrido sobre el material a serexaminado. Cuando dos o ms espesores componen una misma junta de soldadura,t debe corresponder a la de menor espesor. Los bloques debern estar libres dedefectos que interfieran con la calibracin de las curvas de referencia.


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8.5.2. Bloque de calibracin para tubera con dimetro exterior mayor a 20. Parapropsitos del pargrafo de ASME Seccin V Art. 5, T534, Los bloques de calibracindebern ser construidos en el mismo material o similar al que se va a inspeccionar.Para este caso se toman como materiales similares los materiales del grupo P No 1, 3,4, 5A hasta 5C y desde 15A hasta 15F, o materiales bajo especificacin API 5L.

Tabla 1. Dimensiones de bloques de calibracin para examinacin del haz angular.

Espesor nominaldel material (t) in.(mm)

Espesor del bloquede calibracin (t), in.(mm)

Dimetro del agujero(d), 1/32 in( 0.79mm)

Profundidadmnima (d), in.(mm)

1 (25) 1 (25) t 3/32 (2,4) 1 1/2 (40)

NOTA: La tolerancia para el dimetro de los agujeros debe ser de 1/32 in. Para cada incremento del espesor de 2, (50 mm), el dimetro del agujero debe

incrementarse en 1/16 (1.6mm).

Figura 5.Ilustracin de dimensiones de bloque de calibracin patrn


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NOTAS GENERALES:

(A) Los agujeros se perforan 1,5 pulgadas (38 mm) de profundidad mnima,esencialmente paralela a la superficie de examinacin.(B) Para los componentes iguales o inferiores a 20 pulgadas (500 mm) de dimetro, eldimetro de calibracin del bloque deber cumplir los requisitos de T-434.1.7.2. Dosconjuntos de reflectores de calibracin (agujeros, muescas) orientados a 90 gradosuno del otro. Alternativamente, dos bloques de calibracin curvos se pueden utilizar.(C) La tolerancia de dimetro del agujero ser de 1/32 de pulgada (0,8 mm). Latolerancia para la ubicacin del orificio a travs del espesor del bloque de calibracin(es decir, la distancia desde la superficie examinada) deber ser de 1/8 pulgadas (3mm).(D) Para los bloques de menos de 3/4 pulg (19 mm) de espesor, slo el agujerotaladrado lateral de 1/2T y unas muescas superficiales son necesarios. Calibracionesen el 1/4T y 1/2T y 3/4T profundidades.(F) de profundidad de muesca ser del 1,6% mnimo de T al 2,2% de espesor mximo.(G) El ancho mximo de la muesca no es crtico. Las muescas se pueden hacer porEDM o con fresa.

NOTA:

(1) Por cada aumento de espesor de la soldadura de 2 pulgadas (50 mm) o fraccin dems de 4 pulgadas (100 mm), el dimetro del agujero se incrementar 1/16 pulg (1,5mm).

8.5.3. Bloque De Calibracin Para Tubera. Los bloques de calibracin curvos seconstruyen de acuerdo a lo estipulado en ASME Seccin V, Articulo IV Fig. T 434.3. Elespesor que puede ser calibrado en estos bloques es de 25% del espesor nominal delequipo a inspeccionar. Como se especifica en ASME Seccin V, Articulo IV T-434.3.


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Figura 6. Ilustracin de dimensiones de bloque de calibracin patrn para tubera.

NOTAS GENERALES:

(a) La longitud de calibracin de bloque mnimo (L) ser de 8 pulgadas (200 mm) o 8T,el que sea mayor.(b) Para OD (Outside Diameter) de 4 pulgadas (100 mm) o menos, la longitud de arcomnima ser de 270 grados. Para dimetro exterior superior a 4 pulgadas (100 mm), la

longitud de arco mnima ser el 8 pulgadas (200 mm) o 3T, el que sea mayor.(c) La profundidad de las muescas ser mnimo del 8% y mximo del 11% del espesor.Cuando hay recubrimiento presente, la profundidad de las muscas sobre el lado delrecubrimiento del bloque deber ser incrementada por el espesor del recubrimiento, CT(por ejemplo, 8% del espesor + CT mnimo 11% del espesor + CT mximo). El anchode las muescas ser de 1/4 de pulgada (6.35 mm) como mximo. La longitud de lasmuescas deber ser de 1 pulgada (25 mm) como mnimo.(d) El ancho mximo de la muesca no es crtico. Las muescas se pueden hacer conEDM o con fresas hasta 1/4 pulg (6 mm) de dimetro.(e) La longitud de la muesca deber ser suficiente para proporcionar la calibracin conuna relacin de mnimo 3 a 1 de seal-ruido.

Fuente: ASME Seccin V, Articulo IV. Fig. T-4.3.4.3.

Tabla 2. Bloques de Calibracin Tubera Schedule Estndar.

DimetroTubo

EspesorNominal

Dimetrodel

Bloque

Longitudde Arco

Longitud deLa Entalla

Longitudde La

Entalla

Profundidadde La

Entalla3 5.49 mm 3 270 25 mm 6 mm 0.6 mm4 6.02 mm 6 270 25 mm 6 mm 0.7 mm


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6 7.11 mm 6 200 mm 25 mm 6 mm 0.8 mm8 8.18 mm 6 200 mm 25 mm 6 mm 0.9 mm

10 9.27 mm 12 200 mm 25 mm 6 mm 1 mm12 9.53 mm 12 200 mm 25 mm 6 mm 1.1 mm14 9.53 mm 12 200 mm 25 mm 6 mm 1.1 mm16 9.53 mm 18 200 mm 25 mm 6 mm 1.1 mm18 9.53 mm 18 200 mm 25 mm 6 mm 1.1 mm


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Figura 8. Parmetros requeridos para configurar la Ley Focal.

9. METODOLOGIA DE LA INSPECCION

9.1. CARACTERSTICAS DE LA JUNTA

Las especificaciones tcnicas y geometra de las juntas que sern inspeccionadasdeben ser facilitadas por el cliente, entre otras se deben conocer las siguientes:

Material Base. Dimetro de la tubera. Espesor nominal de la junta. Diseo del bisel de la junta.

Aunque tambin se verificar en campo los datos relevantes de la junta, incluyendo elespesor, ancho y longitud del cordn, entre otros, antes de seleccionar la memoriacalibrada con anterioridad en el equipo, la cual ser usada en la inspeccin.

9.2. SIMULACIN ES BEAMTOOL

Luego de conocer las dimensiones y geometra de la unin soldada se debe realizar lasimulacin mediante el software especializado ES BeamTool (diferentes versiones),

iniciando por un barrido sectorial, en el cual se configura el rango de ngulos a utilizar yla distancia del eje axial de la soldadura hasta el frente del palpador (Ley Focal)buscando que con ste se logre un cubrimiento del 100% de la junta y del HAZ, esteltimo se debe determinar de acuerdo .a las recomendaciones del caso cdigo ASME2235 numeral (a). Si no se logra tal cubrimiento, se puede realizar otro barrido ya seasectorial o lineal con ngulo para buscar el cubrimiento del 100% de la junta.

El programa imprime un formato con todos los datos de calibracin el cual se anexaraal reporte de inspeccin.


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9.3. CALIBRACIN DEL EQUIPO

9.3.1. Con los datos recolectados de ES BeamTool, se configura en el Omniscan:

Configuracin de la ley focal: esta configuracin se basa en los datos arrojadospor la simulacin del ES BeamTool. En este paso se introduce en el equipo losdatos arrojados por el programa: Angulo mximo, ngulo mnimo, paso entrengulos, ndex Offset, que permite al equipo configurar el haz snico que sedebe utilizar para una junta soldada especfica.

9.3.2. Se debe verificar y calibrar:

Verificacin de la linealidad de la altura de la pantalla segn ASTM E 2491.

a) Con el equipo de Phased Array conectado a un palpador (longitudinal otransversal) y acoplado a un bloque que producir dos seales como se muestraen la figura 10, se debe ajustar el palpador de forma que la amplitud de las dosseales est en 80% y 40% de la altura de la pantalla mostrada. Si el equipo dePhased Array tiene disposicin para hacer frente a un palpador de un soloelemento en el modo de pulso eco entonces los dos agujeros de fondo plano coninsertos ajustables de impedancia acstica en el bloque de linealidad tradicionalse muestran en la figura 9 y ofrece estas seales.

Figura 9.Bloques de linealidad tradicional para evaluacin de equipos y palpadores dePhased Array.


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Figura 10.Linealidad de la altura de la pantalla.

b) Se debe aumentar la ganancia mediante el ajuste de la ganancia del receptorpara obtener el 100% de la altura de la pantalla completa (FSH) del eco msgrande. La altura del eco ms bajo se registra en este ajuste de ganancia comoun porcentaje de la altura de la pantalla completa.

c) La altura del eco ms grande se reduce en pasos de 10% hasta llegar al 10% dela altura de la pantalla completa y la altura de la segunda respuesta se deberegistrar para cada paso.

d) Luego se debe devolver la seal del eco ms grande al 80% para asegurar que laseal del eco ms pequeo no se ha desviado de su nivel original del 40% debidoa la variacin de acoplamiento. Repetir el ensayo si la variacin de la segundaseal es mayor que 41% o menor al 39% de la altura de la pantalla completa(FSH).

e) Para una tolerancia aceptable, las respuestas de los dos reflectores deben teneruna relacin de 2-a 1 dentro de 3% de la altura de pantalla completa en todo elrango de 10% a 100% (99% si es 100% de saturacin) de altura de la pantallacompleta.

f) Los resultados deben ser grabados en un formato de linealidad del equipo.

Control de Linealidad y Amplitud segn ASTM E 2491.

a) Un equipo de Phased Array 16/64 tiene 16 emisores y receptores que se utilizanpara hacer frente a un mximo de 64 elementos. Cada uno de los componentesdel emisor- receptor es comprobado para determinar la linealidad de lascapacidades de amplificacin del instrumento.


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b) Se debe seleccionar un palpador de Phased Array con arreglo lineal plano(incidencia normal) que tenga al menos tantos elementos como el equipo deultrasonido Phased Array tiene pulsadores.

c) Utilizando este palpador, configurar el equipo de Phased Array de Ultrasonido paratener un barrido electrnico raster. Cada ley focal consistir de un elemento y elbarrido comenzara en el elemento nmero 1 y terminara en el nmero deelemento que corresponde al nmero de emisores en el equipo de Phased Array.

d) Se debe acoplar el palpador a una superficie adecuada para obtener unarespuesta de pulso eco de cada ley focal. Los ecos de la pared de fondo delespesor de 25mm del bloque IIW o de la pared de fondo del espesor de 20mmdel bloque tradicional de linealidad mostrados en la figura 9, pueden ofrecerobjetivos adecuados.

e) Seleccione el canal 1 de los receptores emisores del equipo de Phased Array.Usando la pantalla A-scan, se debe monitorear la respuesta del objetivoseleccionado. Ajustar la ganancia para llevar la altura de la seal al 40% de lapantalla. Esto se ilustra en la figura 11.

Figura 11. PantallaA-Scan del eco de la pared de fondo en el canal 1 del equipo dePhased Array.

f) Aadir a la ganancia del receptor incrementos de 1 dB, luego 2 dB, luego 4 dB ypor ultimo 6 dB. Eliminar la ganancia aadida despus de cada incremento paraasegurar que la seal ha vuelto al 40% de la altura de la pantalla. Registrar laaltura actual de la seal como un porcentaje de la altura de la pantalla.

g) Ajustar la seal al 100% de la altura de la pantalla, eliminar 6 dB de ganancia yregistrar la altura actual de la seal como un porcentaje de la altura de la pantalla.


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h) Las amplitudes de la seal deben estar dentro de un rango de 3% de la alturade la pantalla requerida en el rango de altura permitido de la Tabla 3.

Tabla 3.Formato de reporte de verificacion de linealidad.

i) Se deben repetir los pasos de los numerales e, f y g para todos los dems canales

emisores receptores.

Linealidad Base-Tiempo (Linealidad Horizontal) segn ASTM E 2491.

a) Se debe configurar el equipo de Phased Array para visualizar una presentacinde pantalla A-scan.


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b) Seleccionar un palpador de ondas longitudinales y configurar el equipo de PhasedArray para mostrar un rango adecuado y as obtener por lo menos 10 reflexionesmltiples del fondo de un bloque de espesor conocido. El espesor de pared de 25mm del bloque IIW es una opcin conveniente para esta prueba.

c) Ajuste el equipo de Phased Array de analgico a digital a una tasa de conversinde al menos 80 MHz.

d) Con el palpador acoplado al bloque y los 10 mltiplos claramente definidos comose muestra en el A-scan de la figura 12, se debe utilizar el software de la pantallapara evaluar el intervalo entre las seales de la pared de fondo adyacentes.

Figura 12.Linealidad Horizontal A-scan.

e) La velocidad acstica en el bloque de prueba, determinado segn los mtodosdescritos en E 494, se introduce en el software de la pantalla y se configura lapantalla para leer en distancia (espesor).

f) Usando la referencia y los cursores de medicin se determina el intervalo entrecada mltiplo y se registra el intervalo de los primeros 10 mltiplos.

g) Una linealidad aceptable puede ser establecida por un error de tolerancia basada

en la tasa de conversin de analgico a digital, convertida a una distanciaequivalente. Por ejemplo, en 100 MHz cada muestra de base tiempo es de 10ns.Para el acero a 5900 m/s cada muestra a lo largo de base tiempo (10ns) en modopulso-eco representa 30m. Se debe tener en cuenta que para la determinacinde velocidad el error puede ser (~ 1%). Tpicamente, los errores en los mltiplosno deben exceder de 0,5 mm para cada placa de acero.


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9.3.2.1. Calibracin del palpador con zapata normal. De acuerdo al cdigoASME seccin V art 4 numeral T 472 se debe realizar un barrido con haz recto en elvolumen del material base a travs del cual viajaran los haces angulares con el fin delocalizar reflectores (laminaciones) que puedan limitar la capacidad del haz angular queexaminara el volumen de la soldadura. Para realizar este barrido se debe realizar unacalibracin de la siguiente manera:

Colocar un palpador con zapata normal previamente seleccionado sobre la cara delmaterial, de tal manera que la distancia horizontal (barrido en la pantalla) debeajustarse a una distancia de calibracin que represente el equivalente en dosespesores.

Tabla 4. Calibracin palpador normal.

Figura 13.Calibracin del equipo con zapata normal.

La sensibilidad debe estar ajustada en la indicacin libre del primer eco de reflexin defondo, correspondiente al lado lejano de la placa y estar entre un 50% a un 80% deltotal de la altura de la pantalla.

ECO NORECORRIDODEL SONIDO

SI (MM)

ESCALA FACTOR K(mm /ESCALA

GRAD.)

POSICIN(ESCALA GRAD.)

1 25 10 2.52 50 10 5.03 75 10 7.54 100 10 10.0


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Figura 14.Calibracin de la sensibilidad del equipo con zapata normal.

9.3.2.2. Calibracin Del Equipo Y Palpador Con Zapata Angular

Calibracin en distancia y velocidad.

Para la calibracin de distancia se pueden utilizar los bloques IIW tipo 1 o IIW tipo 2colocando el palpador con la zapata angular en cualquier ngulo en la posicin (verFig. No 15) y ubicar las seales de las distancias (radios de curvatura) del bloque sobrelas divisiones de la lnea base seleccionadas en la escala apropiada para las distanciasa ensayar de acuerdo a la soldadura y el espesor, para los cuales se toma comoreferencia los nodos I y II del recorrido del haz de las distancias de los radios de

acuerdo al bloque IIW (tipo 1: 100mm y 225mm; tipo 2: 25mm y 100mm), comoposicin uno y posicin dos respectivamente.

Figura 15. Calibracin recorrido del sonido.


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Figura 16. Calibracin en distancia y velocidad.

El recorrido de sonido horizontal en la pantalla del equipo (LCD) se debe ajustar paraque represente el recorrido del sonido, usando el IIW-1 o IIW -V2 o bloque alternativo.

La distancia de calibracin ser definida usando una escala entre 0 (0mm) a 10 (254mm) en la horizontal del LCD y/o cualquiera que sea apropiada y no menor que laconfiguracin o espesor previstos para su total examinacin o para la inspeccin de lassoldaduras, y/o en cualquier caso sern usadas escalas de 4 hasta 20 si son

requeridas.

Calibracin Retardo de la zapata (Wedge Delay).

La calibracin del retardo de la zapata permite definir la cara de la zapata en contactocon la pieza bajo ensayo y establecer la posicin cero de la zona de entrada de laseal en la pieza para todas las leyes focales. Esta calibracin se realiza por medio deun reflector de referencia a una distancia conocida sobre el bloque IIW Tipo I, haciendoque la seal del reflector coincida con la amplitud para todos los elementos de la leyfocal configurada.

Esta calibracin se puede realizar empleando un reflector como el radio de curvaturadel bloque IIW tipo 1 o tipo 2, tambin se puede emplear el agujero de 1/16del bloqueIIW tipo 1, en cualquiera de estos casos es importante que el rango de calibracin dela lnea base se ajuste al recorrido de la onda hasta llegar al reflector en todas lasleyes focales en el equipo.

Reflector 1 Reflector 2


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Figura 17. Calibracin del retardo de zapata.

Calibracin de la sensibilidad (Sensitivity).

En esta etapa se normaliza la ganancia de todas las leyes focales para que produzcanuna seal de similar amplitud para el reflector de referencia. Esta calibracin se realizapor medio de un reflector conocido en el bloque IIW Tipo 1, se modifica la ganancia delequipo haciendo que la seal llegue a la amplitud de la pantalla seleccionada(sensibilidad) para cada todos los ngulos del haz.

En esta calibracin se emplea un reflector de +/- 1/16 y todas las leyes focales deben

reconocer este reflector con una tolerancia no mayor al 5% de la amplitud seleccionada(entre el 50 y 80%) en la pantalla del equipo.

Figura 18. Calibracin de la sensibilidad.

Envolvente de

reflector de

referencia,

ingresando en la

zona de inters.

Envolvente del prime

reflector de referencia


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Calibracin Curva DAC (Distance Amplitude Correction) TCG (TimeCorrection Gain).

La calibracin de las curvas de referencia DAC y TCG, se realizaran por medio debloques de referencia dados en ASME V, Art. 4 Fig. T-434.2.1 y Fig. T-434.3. para laelaboracin de la curva se debe tomar mnimo tres puntos de referencia a diferentesdistancias. Los reflectores bsicos de calibracin debern ser usados para establecerel nivel de referencia primario del equipo.

La calibracin de la curva se realizara ubicando el palpador sobre el reflector mscercano y se lleva la ganancia hasta el 80% de la altura completa de la pantalla, conesa ganancia de referencia se ubican los dems puntos y se traza la curva tomandomnimo tres puntos de referencia aumentando la distancia del viaje de la onda snica.

Cuando se cambie cualquier parte del sistema del ensayo, un chequeo en losreflectores usados para la calibracin deber ser realizado para verificar la calibracindel campo y los valores de correccin de la amplitud. S un punto de la DAC se hamovido en eleje horizontal ms del 10% de su lectura o ms del 5% del campo, el quesea mayor, la calibracin deber ser corregida y registrada en los reportes. Si un puntode la DACdecrece el 20% o 2dB en su amplitud, toda la calibracin debe ser anuladay una nueva calibracin deber ser efectuada, s el punto se incremente en 20% o 2 dBtodo el examen desde la ltima verificacin de la calibracin debe ser repetido.

Calibracin del encoderDe acuerdo con ASME Seccin V Art 4 Apndice Mandatorio V se debe realizar unarevisin de la calibracin a intervalos que no excedan de un mes o antes de la primeray a partir de entonces, moviendo el encoder a una distancia mnima de 20 pulgadas(500 mm), la diferencia de la distancia no debe variar en ms del 1%. Segn ASTM E2491 anexo A1.2.6 la resolucin depender del tamao de paso del encoder usadopara la inspeccin.

Chequeo de variables de inspeccin:

La verificacin de las variables de inspeccin del equipo se realizar mediante uno delos bloques especificados en el cdigo ASME V, Art. 4 T-434.2.1 y T-434.3.; omediante el bloque tipo IIW tipo 1. En todo caso, siempre al inicio del trabajo, deberhacerse la verificacin del instrumento ultrasnico de acuerdo con los lineamientos delcdigo ASME seccin V, artculo 4, anexos I y II. Para verificar la sensibilidad delequipo, se tiene en cuenta los lineamientos dados por el cdigo ASME seccin V,artculo 4 T464.1.2. En todo caso se verificara la calibracin del equipo en cada turnode trabajo y despus de cada 10 juntas inspeccionadas en forma consecutiva.


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10. ESPECIFICACIN DEL ESCANEO

10.1 SUPERFICIES DE INSPECCIN

La superficie de inspeccin siempre que sea posible ser la externa, referenciandocada lado por separado por ejemplo: Cara A y Cara B (ver Fig. 19).

Figura 19.Superficies de inspeccin.

.

10.2. ESCANEO

El escaneo se realiza partiendo de un punto de inicio (0) sobre la soldadura yrealizando el movimiento del palpador paralelo al cordn y a una distancia fija desde eleje axial con registro de posicin o Encoder (dispositivo de medicin de distancia),logrando que todos los puntos del escaneo queden registrados en el equipo. Se marcael punto de inicio de la soldadura y se inicia el barrido siempre en direccin de lasmanecillas del reloj. Si la soldadura es de un tamao considerable, es posible realizarvarios barridos en la misma direccin, siempre dejando registro y marcando en lamisma el punto de inicio. Se recomienda que se repita el escaneo en los puntos dondese encuentren indicaciones relevantes, con el objetivo de determinar si esasindicaciones deben ser catalogadas como defectos.

El escaneo en una junta de acero al carbono debe realizarse por los dos lados (en loscasos en que la geometra no lo permita se debe inspeccionar por un solo lado de lasoldadura, lo cual debe quedar registrado en el reporte de inspeccin), para lamarcacin en campo de la junta deben consignarse los siguientes datos: fecha deinspeccin, nombre de la junta, punto inicial y sentido del escaneo, defectosencontrados (proyectada, longitud y profundidad), y evaluacin final (aceptada orechazada).

Marca 0

Marca

Sentido


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Figura 20. Localizacin de discontinuidades.

Una vez hecho esto, se verifica si existen discontinuidades y se evala de acuerdo alos criterios de las normas ASME seccin VIII y ASME B 31.3.

Si se hace necesario se repite el barrido desde otra posicin y se repiten los demspasos del procedimiento. Siempre que sea posible se real izara el barr ido porambos lados de la soldadura.

El barrido se hace de forma manual con encoder, la direccin y tcnica de escaneo seharn cumpliendo lo estipulado en ASME Seccin V, Art. 4 pargrafo T-470 y laextensin del escaneo ser en la totalidad de la superficie a ser inspeccionada, deacuerdo con ASTM E 2700 se pueden emplear mecanismos de gua tales comomarcos de sostenimiento del palpador o tiras magnticas para asegurar que elpalpador se mueva a una distancia fija de la lnea central de la soldadura.

Los diferentes tipos de barrido, cumplirn con los requerimientos consignados acontinuacin:

10.2.1. Escaneo Lineal (ngulo Fijo). En el caso de la realizacin de un barrido lineal(ngulo fijo), o llamado linear scan o E-scanse tendrn en cuenta los requerimientosconsignados en el Caso Cdigo ASME BPVC 2541 y ASME BPVC 2558 en adicin alartculo 4 del cdigo ASME, seccin V como lo son:

Se deber chequear el control de linealidad de la amplitud

La misma ley focal usada durante la calibracin ser usada durante laexaminacin. Adicional a ello, las siguiente variables se consideran esenciales:

Tipo de palpador, tamao y cantidad de los elementos, dimensiones deapertura y vaco.

Rango de focalizacin. Angulo de inspeccin usado para la inspeccin.

Igualmente, los siguientes datos sern registrados


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Tipo de palpador, tamao y cantidad de los elementos, dimensiones deapertura y vaco.

Datos de la ley focal, incluyendo ngulo, profundidad de focalizacin yelementos usados.

Patrn de barrido para asegurar el cubrimiento. Nombrar el Caso Cdigo 2541.

10.2.2. Escaneo Sectorial (ngulo variable). En el caso de la realizacin de barridocon ngulo variable o sectorial, tambin llamado sectorial scan o S-Scan, se tendr encuenta los requerimientos consignados en el Caso Cdigo ASME BPVC 2557 enadicin con el artculo 4 del cdigo ASME Seccin V, como lo son:

Se deber chequear el control de linealidad de la amplitud Se deber corroborar la calibracin de cada uno de los haces usados durante la

examinacin, esto debe incluir correcciones en velocidad, atenuacin y retardopor la zapata.

Esta calibracin puede ser realizada con bloques de calibracin permitidos enotros cdigos.

La misma ley focal usada durante la calibracin ser usada durante laexaminacin.

Adicional a ello, las siguiente variables se consideran esenciales: Tipo de palpador, tamao y cantidad de los elementos, dimensiones de

apertura y vaco. Rango de focalizacin. Apertura virtual (cantidad de elementos usados) Rango angular del S-Scan Documentacin sobre la mxima apertura angular permitida por el

fabricante. Documentacin de la calibracin, TCG y compensacin angular. Patrn de barrido para asegurar el cubrimiento.

Nombrar el caso cdigo en el reporte.

11. CRITERIOS PARA EL REGISTRO Y EVALUACIN DE LAS INDICACIONES.

11.1. IDENTIFICACIN DE LAS SOLDADURAS

Las soldaduras inspeccionadas, sern identificadas con marcador de metal, deacuerdo con la nomenclatura del documento W09 Piping Class. En el caso donde seencuentre una indicacin, la zona donde se encuentre la misma ser indicada con


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marcador de metal tambin, indicando la profundidad a la cual se ha encontrado lamisma.

11.2. ADQUISICIN DE DATOS

La adquisicin de datos en el barrido, ser realizada de manera manual con sensor deposicin (encoder), dejando registro del 100% de la soldadura para ser analizada unavez terminado el barrido.

11.3. MTODOS DE DISCRIMINACIN GEOMTRICA PARA LA INDICACIN DEDISCONTINUIDADES

Las indicaciones relevantes halladas sern discriminadas geomtricamente de acuerdoa los pasos descritos en ASME V, Art.4 T-481.

Las indicaciones producidas por el ensayo de Ultrasonido no son necesariamentedefectos. Cambios en la geometra de la soldadura debido a los empalmes en el finalde la tubera, cambios en el refuerzo de raz y varios pases, al bisel interno, y el modode conversin de una onda de ultrasonido causadas por indicaciones similares a las desu propia geometra que pueden ser confundidas como un defecto pero no sonrelevantes para su aceptabilidad.

Los siguientes pasos deben tomarse en cuenta para clasificar una indicacin comogeomtrica:

a) Interpretar el rea donde est contenido el reflector de acuerdo al procedimientode inspeccin.

b) Medir y verificar las coordenadas del reflector. Preparar la visualizacin de laseccin transversal donde se muestra la posicin del reflector comodiscontinuidades que estn entre la raz y la presentacin de la junta.

c) Revisar los parmetros de preparacin de la soldadura.

En todo caso, se utiliza el grfico del barrido C-Scan, y S-Scan con el fin de

aproximarse geomtricamente a la morfologa de los defectos encontrados

11.4. DIMENSIONAMIENTO DE INDICACIONES

El tamao y longitud de las indicaciones encontradas ser evaluado de acuerdo a losdatos arrojados del anlisis de las imgenes obtenidas por el equipo, ya que para estefin ser utilizado un sistema de posicionamiento (Encoder) el cual registra el valor del


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recorrido de escaneo en mm. La longitud de las indicaciones es evaluada con el criteriode los 6 dB, es decir, buscando la mayor amplitud del eco de la indicacin, ybuscando hacia la derecha e izquierda de la pantalla del equipo, cuando la amplitud dela misma se reduzca a la mitad.

Despus de establecerse la geometra aproximada de la indicacin relevante, sedetermina si es o no un defecto, de acuerdo a los criterios de aceptacin que dicta elcdigo aplicable.

11.5. CRITERIOS DE ACEPTACIN Y RECHAZO.

Despus de realizado el escaneo e interpretado los resultados, se debe proceder aevaluar las indicaciones relevantes encontradas para determinar si son o noconsiderados como defectos.Esta evaluacin debe estar basada en los criterios de aceptacin y rechazo de lanorma que se aplicar.

11.5.1. Criterios De Aceptacin Y Rechazo Segn ASME Seccin VIII,Apndice 12.

Las indicaciones que reflejen una amplitud mayor al 20% de la altura de la pantalla seconsiderarn como indicaciones relevantes y deben ser evaluadas para determinar suforma, localizacin, y tamao.Indicaciones tales como grietas, falta de fusin, y falta de penetracin sernrechazadas sin importar su longitud.Indicaciones que superen el 20% de amplitud en la altura de la pantalla se rechazan sisu longitud sobrepasa:

(6 mm) para espesores (t) hasta (19 mm). 1/3t para espesores (t) desde (19 mm) hasta 2 (57 mm). (19 mm) para espesores mayores a 2 (57 mm).

t hace referencia al espesor de la junta (sin sobremonta). Para una junta de piezas

con diferentes espesores, t se considera el espesor menor. Si una junta de penetracincompleta lleva una soldadura de filete, t debe contener tambin el espesor de lagarganta del filete.

11.5.2. Criterios De Aceptacin Y Rechazo Segn ASME B31.3 Numeral3.44.6.2

Una discontinuidad lineal se considera con defecto si supera las siguientes longitudes:


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(6 mm) para espesores (t) hasta (19 mm).

1/3t para espesores (t) desde (19 mm) hasta 2 (57 mm). (19 mm) para espesores mayores a 2 (57 mm).

12. REGISTRO

El reporte de las evaluaciones ultrasnicas cumple con los requerimientos del cdigoASME seccin V, artculo 4 T-492 y anexo IV-492. El Formato de registro F-PR-UD-08,es el indicado para la realizacin del reporte de inspeccin por cada junta. Dentro delreporte sern anexadas las imgenes C-scan completas, S-Scan y A-Scan, generadas

por el equipo. En el caso de encontrar discontinuidades, se sealar con el cursor lazona de la discontinuidad con mayor amplitud, para visualizar el A-Scan y S-Scanrespectivo.

Reparaciones: Se debern inspeccionar las juntas a reparar por la misma tcnica porla que ellas fueron detectadas, para nuestro caso las juntas a reparar deben ser re-inspeccionadas por UT Phased Array. Es recomendable que la junta seainspeccionada nuevamente en toda su longitud.

13. CONTEMPLACIONES HSE

Antes de iniciar la labor se debe diligenciar el respectivo permiso de trabajo. Elpersonal que realice la inspeccin deber utilizar los elementos de proteccinadecuados y mantendr el equipo y las instalaciones en las condiciones adecuadas deorden y aseo para realizar la inspeccin.

Adems el lder del grupo de inspeccin deber encargarse de realizar charlas diariascon el objetivo de concientizar y motivar a los dems integrantes del grupo sobre losriesgos de la labor y la mejor forma de minimizarlos. Se anexa el anlisis de trabajoseguro que contempla riesgos de la labor y los respectivos controles establecidos.

13.1. ANLISIS DE RIESGO

Antes de ejecutar cualquier actividad se debe diligenciar y verificar el permiso detrabajo requerido de acuerdo al rea y condiciones.

Se debe utilizar los elementos de proteccin personal. Inspeccin de herramientas y equipos a utilizar. Realizar la charla de cinco minutos diaria.


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Tabla 4.Anlisis de riesgos para la inspeccin por Phased ArrayTarea Peligro Consecuencias Controles

Alistamiento deherramientas yequipos.

Inadecuadamanipulacin deequipos ycondicionessubestndar deherramientas.

Golpes ymachucones.

Cadas.

Uso permanente de EPP. Verificar buen estado de

equipos y herramientas. Suspensin de actividades

en caso de emergencia.

Desplazamiento alsitio detrabajo yreconocimiento delmismo.

Situacionesadversas deorden pblico.

Hostigamiento, fuegocruzado.

Autorizacin autoridades. Esperar mejoramiento de

la situacin.

Situacionesclimticasadversas.

Accidentes por malestado de las vas deacceso al sitio detrabajo.

Retrasos en laprogramacin.

Uso de ruta segura. Cumplir normas viales. Reporte permanente del

clima. Espera de mejores

condiciones.

Ausencia decontrol tcnico-mecnico o malacomunicacin.

Accidentes.

Inspeccin tcnico-mecnica.

Verificar comunicaciones. No ir al sitio sin

autorizacin.

Inspecciones porPhased

Array

Situacionesclimticasadversas.

Alteracin del sistemacardiovascular.

Insolacin,quemaduras de piel yenfermedadesrespiratorias.

Uso permanente de EPP. Charla de salud

ocupacional. Proteccin solar.

Desplazamientosy maniobras o

accionesinseguras

Golpes, fracturas,luxaciones otraumatismosmusculares

producidos porcadas, golpes enescaleras, pisos lisos,etc.

Uso permanente de EPP. Mantener concentracin. Atencin en primeros

auxilios. Reporte de incidentes yatencin mdica.


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ANEXOS


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Documents

Procedimiento Ut Phase Array