Descubrimiento de defectos de fabricación con el método Eddy Current Array

Con un énfasis tan fuerte puesto en la integridad de las tuberías, rara vez discutimos las pruebas no destructivas (NDT) requeridas para las tuberías y placas de acero nuevas que salen de la planta. Los defectos de fabricación son inevitables y, a menudo, invisibles a simple vista. Es importante implementar un proceso de inspección eficaz ya que estos defectos pueden reducir la longevidad de la tubería y presentar riesgos importantes para la ecología y la vida humana en caso de que ocurra una falla.

En los aceros al carbono, un punto duro es el resultado de un enfriamiento no uniforme y localizado durante la fabricación. Los puntos duros tienen una fase de grano y una microestructura denominada martensita, que es más dura que la bainita y la ferrita normalmente presentes en el acero. Si bien una microestructura más dura significa una mayor resistencia a la tracción, también significa una disminución de la ductilidad y un aumento de la fragilidad. Con la tendencia de las tuberías de acero al carbono a desarrollar agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) cuando operan en un entorno susceptible, su integridad en presencia de un área frágil se está poniendo a prueba. Las grietas que se desarrollan dentro de un punto duro representan una gran amenaza para los operadores de tuberías de todo el mundo.

Entonces, ¿cómo podrían los fabricantes de acero en la década de 1950 asegurarse de que sus tuberías producidas no incluyeran algunas de esas anomalías metalúrgicas? La respuesta corta es que no pudieron. Esto resultó en importantes puntos duros que no se detectaron y aún están presentes hasta el día de hoy en tuberías enterradas. Afortunadamente, con las tecnologías actuales, una primera detección con herramientas de inspección en línea (ILI) que emplean fugas de flujo magnético (MFL) puede identificar áreas con mayor dureza metalúrgica a lo largo de la tubería. Una vez encontrados, la evaluación directa a través de excavaciones de integridad permite una mayor investigación para evaluar con mayor precisión los puntos difíciles.

Tradicionalmente, el grabado con nital se ha utilizado y se sigue utilizando para detectar variaciones superficiales relacionadas con puntos duros. Este método resalta las áreas templadas más suaves al quemarlas y, por lo tanto, oscurecerlas más rápido que las regiones más duras. Para que sea efectivo, el grabado de nital requiere una preparación intensiva de la superficie, hasta el punto de casi requerir una tubería completamente pulida. Una vez que se encuentra, la dureza se puede medir con mayor precisión con diferentes métodos de prueba de dureza como Brinell y Rockwell (indentación) y la prueba de dureza Leeb Rebound (no destructiva). Dado el largo proceso de preparación de la superficie, grabado nital y medición de la dureza, los técnicos se centrarán únicamente en las regiones con indicaciones de la herramienta ILI. Este seguimiento selectivo pone la tubería en riesgo de volver a enterrar con puntos duros perdidos ubicados a solo pulgadas del área inspeccionada.

Introduzca la sonda de matriz Spyne™. Esta herramienta de detección de matriz de corrientes de Foucault (ECA) de superficie adaptable es la solución para una mejor y más rápida detección de puntos duros. Debido a su muy alta sensibilidad a la permeabilidad magnética y los cambios de conductividad en las aleaciones, la técnica de corrientes de Foucault se ha utilizado ampliamente en la industria para la clasificación de materiales. Coincidentemente, esto también convierte a ECA en la herramienta de elección para la detección de puntos duros debido a los importantes cambios en la microestructura que se producen durante el endurecimiento localizado del acero, lo que afectará fuertemente a sus propiedades locales.

Independientemente de la aleación de acero al carbono, con sus 200 milímetros (8 pulgadas) de cobertura y una velocidad de escaneo de hasta 600 milímetros (24 pulgadas) por segundo, Spyne detectará fácilmente los puntos difíciles informados por las herramientas ILI, y probablemente más en el mismo para que no quede ningún punto duro sin detectar. Para escanear una tubería con el Spyne, no se requiere preparación adicional de la superficie, aparte del pulido con chorro de arena.

Más importante aún, esta tecnología se ha utilizado ampliamente para la detección rápida de SCC. Como se muestra a continuación, mientras que los puntos duros están asociados con una indicación de color azul brillante en el mapa de color del C-scan de corrientes de Foucault, las indicaciones de grietas se vuelven a mostrar en naranja. En general, en cuestión de minutos, Spyne puede entregar un mapa completo de 360 grados de una junta de tubería, que muestra todas las indicaciones de grietas y puntos duros a la vez: una mejora significativa de la detectabilidad y la eficiencia sobre el grabado nital y la inspección visual.

a) Sin ninguna preparación superficial, los puntos duros son invisibles a simple vista;

b) Indicación de puntos duros después del pulido y grabado nital;

c) Indicación de Spyne de un punto duro, en azul brillante;

d) Indicación de Spyne de una colonia de grietas, en naranja;

e) Indicación de Spyne de una grieta en medio de un punto duro.

Pero volvamos a nuestra pregunta inicial: ¿podemos abordar la amenaza de los puntos duros en su origen empleando el Spyne directamente en las acerías? Gracias a la alta personalización de la herramienta, la respuesta es sí. Ya sea que necesite detectar dureza en tuberías, placas o vigas grandes, el Spyne se puede acoplar a una amplia gama de escáneres, postes, bogeys o incluso a un rastreador controlado a distancia que facilitará la inspección de grandes superficies inmediatamente después de ser fabricado, conservando una buena ergonomía para los operadores. La siguiente imagen muestra un poste simple que se puede conectar directamente al Spyne para facilitar el escaneo manual de placas grandes. También se pueden usar varias sondas Spyne en paralelo para crear una gama aún más amplia de sensores y acelerar la inspección de grandes superficies. En ese sentido, la tecnología Spyne podría representar un cambio de juego no solo para los programas de integridad de tuberías en zanjas, sino también dentro de los procesos industriales donde se originan los puntos difíciles.

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