Los Ensayos No Destructivos para un mantenimiento confiable, seguro y rentable

Transcripción

1 Lo Enayo No Detructivo para un mantenimiento confiable, eguro y rentable 2do Congreo Uruguayo de Mantenimiento, Getión de Activo y Confiabilidad URUMAN al 18 de agoto de 2006 Ing. Silvia Infanzón Ing. Alejandro Fernández Aociación Uruguaya de Enayo No Detructivo 1

2 Qué on lo Enayo No Detructivo? (END) Non Detructive Teting,, NDT Son enayo que e aplican a objeto, equipo y componente bucando conocer u propiedade, verificar u calidad o u etado in que reulten dañado y in afectar u uo poterior. Etán baado en principio fíico que al er aplicado mediante técnica epecífica muetran en forma indirecta la propiedade del objeto. Se aplican en lo ámbito muy diferente: indutria petroquímica, térmica, naval, automotriz, aeronáutica, etructura civile, parque de diverione, etc. 2

3 Alguna caracterítica de lo END Se aplican durante la fabricación, en ervicio y en parada para mantenimiento. E neceario interpretar la indicacione propia de cada método en relación con lo principio fíico aplicado, la naturaleza del material y lo proceo de fabricación. Eto depende en gran medida de la formación, experiencia y calificación de lo operadore. Permiten detectar dicontinuidade, caracterizar el etado y la naturaleza de lo materiale, determinar tamaño, forma, ituación y caracterítica de la dicontinuidade detectada. Son complementario entre i. 3

4 Alguno método de END Radiología indutrial Ultraonido indutrial Enayo magnético Enayo penetrante Enayo viual Corriente Inducida Enayo de etanqueidad Termografía infrarroja Análii de vibracione Análii de aceite Réplica metalográfica Análii químico no detructivo Emiión acútica Pérdida de flujo magnético (MFL) 4 magnético (MFL)

5 Utilidad y neceidad de lo END Optimización del dieño y uo de recuro Control de calidad de fabricación Control de equipo en operación Programación de parada Operación confiable y egura Evaluación de integridad de equipo Extenión de vida de equipo 5

6 Cómo e relacionan lo END con el Mantenimiento? El Mantenimiento buca aegurar que lo activo fíico continúen deempeñando la función deeada en forma confiable, egura y rentable. Para eto e neceario: Aegurar una buena condición de lo equipo ante de ponerlo en ervicio, que implica un adecuado dieño y controle de calidad en la fabricación Realizar adecuado diagnótico ante divera ituacione Monitorear cierto componente durante la operación Realizar eguimiento de parámetro que pueden ocaionar falla Poder conocer el etado de componente y equipo en forma periódica 6

7 Cómo e relacionan lo END con el Mantenimiento? Lo END deben vere como herramienta báica de inpección de lo equipamiento: Aunque e difícil de lograr, la meta de cualquier programa de inpección e no tener falla imprevita. Cuando e dearrolla un problema, éte debería er detectado en una etapa temprana, evaluado, y reparado durante una parada programada. 7 a

8 Cómo e relacionan lo END con el Mantenimiento? BENEFICIOS MAYORES: Reducción de riego (probabilidade / conecuencia) Reducción de incidente ambientale Reducción de coto operativo en general, y por eliminación de alida de producción no programada en particular Reducción de prima de eguro (por baja inietrabilidad y por demotración de confiabilidad de la intalacione) 8 a

9 Por ejemplo, una oldadura puede nacer aí: 9 a

10 100 % de inpección viual en toda la oldadura, comienza por el oldador Enayo radiográfico, magnético, penetrante, ultraónico, egún el cao Enayo de etanqueidad, prueba de preión Otro Ejemplo: Inpección de oldadura Depende de la aplicación Se ditinguen enayo de fabricación y en ervicio Lo END de por í olo NO podrán garantizar la calidad de la oldadura (e requiere procedimiento calificado, etc) 10 a

11 Lo END permiten obtener información obre la condición de lo materiale, componente y equipo in la cual no e puede realizar un adecuado mantenimiento de lo activo fíico; no e pueden tomar deciione adecuada, garantizar la confiabilidad en la operación, la eguridad de la intalacione, la perona y el medio ambiente y e incurrirá en coto globale mayore 11 a

12 Ejemplo de aplicación: END y Mantenimiento Mantenimiento a la falla o correctivo Mantenimiento Preventivo a tiempo fijo: retitución de la condición y utitución Mantenimiento Predictivo o Monitoreo de la Condición Mantenimiento de mejora Lo END mejoran la relación: Mantenimiento planificado / de emergencia 12

13 Ejemplo de mantenimiento correctivo: Falla debido a pérdida de etanqueidad Cao 1: Fiura en cañería en una unidad de Reforming Catalítico Cao 2: Fiura en una cañería de GLP 13

14 Cao 1a Circuito de acero al carbono con 37 año de ervicio 14

15 15

16 Próximo a uperficie interior Próximo a uperficie exterior 16

17 17

18 Cao 1b También circuito de acero al carbono Condicione imilare al cao anterior Línea introducida en la modificacione de la planta 5 año de ervicio 18

19 19

20 20

21 Cao 1c en circuito O.5 Mo Material: acero al carbono con 0.5 % Mo Preión parcial de hidrógeno = 1.5 MPa Temperatura de operación = 410 ºC 39 año en ervicio 21

22 22

23 Decarburización y fiuración del metal bae 23

24 Reumen Cao 1: Ataque por hidrógeno (HTHA) Se comprobó la influencia de divero factore que hacen que un material ea má uceptible al ataque por hidrógeno: etructura metalográfica procedimiento de oldadura dicontinuidade en la raíz concentradore de tenione El alivio de tenione de la oldadura e favorable En cao de HTHA en que no e pudo utituir el material, la inpección mediante VT, RT, MT complementando con UT, permitió diminuir la probabilidad de parada no programada y aumentar la confiabilidad de la operación 24

25 Cao 2 Cañería de GLP 25

26 La fiura comienza en el interior Se ubica entre la oldadura y la ZAT del codo 26

27 Dureza Metal bae del caño: 123 HB Metal bae del codo: 222 HB Máximo epecificado por ASTM A 234 WPB: 197 HB 27

28 Microdureza Metal bae del caño ZAT del caño Soldadura ZAT del codo Metal bae del codo Microdureza HV

29 Metal bae del caño Microcopía ZAT del caño Raíz (lado interior) Soldadura Fiura ZAT del codo Metal bae del codo 29

30 30

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32 END y alguna técnica de Mantenimiento Inpección Baada en Riego (RBI) Extenión de vida útil Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM) Mantenimiento Productivo Total (TPM) Evaluación de integridad Análii de falla Otro:Diagrama Caua y Efecto, Análii PM (Phenomena( Mechanim), Método Porqué-Porqué, Porqué, Ciclo Deming,, etc 32

33 Ejemplo: Inpección baada en riego (RBI): Matriz de ANCAP 33

34 Ejemplo: Inpección baada en riego (RBI): Matriz de API 581 P r o b a b i l i d a d Riego Conecuencia 34

35 Ejemplo: Extenión de vida útil Horno de nafta reformada En tarea de mantenimiento programado e realiza eguimiento de la condición: Inpección viual, medición de epeore, control de diámetro exterior de tubo, réplica metalográfica Se detectó degradación metalúrgica de lo tubo debido a creep (fluencia lenta a alta temperatura) 35

36 Extenión de vida útil de un horno Gracia a etudio realizado combinando enayo mecánico y no detructivo y al poterior eguimiento mediante enayo no detructivo e logra extender u vida útil hata u utitución in poner en riego la diponibilidad ni la eguridad de la planta 36

37 Extenión de vida útil de un horno Se logró un ahorro neto de U$S , un aumento de la confiabilidad y prevenir una falla que podría er catatrófica Material en tock Material del horno 37

38 Coto comparado Coto (mile U$S) Etudio Trabajo upendido Ahorro lucro ceante Trabajo programado Ahorro neto = U$S mínimo (Comparando la extenión de vida con la retitución de la condición ión del horno, in coniderar que ocurriee una falla) horno, in coniderar que ocurriee 38 una falla)

39 Etapa báica al aplicar END: Qué e buca detectar? (tipo de daño poible, dicontinuidade y tamaño) Cuándo e aplicará el enayo? Con qué frecuencia? Qué zona o punto e enayarán? Cuál e el método (o lo método) má conveniente? Cuál e la técnica má indicada? 39

40 Etapa báica al aplicar END: Elección del método, la técnica, etc. Obtención de una indicación Interpretación Evaluación Aplicar enayo en forma arbitraria no neceariamente reulta en un aumento de la confiabilidad, eguridad y rentabilidad 40

41 El Objeto a enayar El método y la técnica deben etar adecuado al objeto y a lo que e pretende detectar E muy importante conocer: La norma de dieño El método de fabricación Lo controle realizado durante la fabricación e intalación Lo dato operativo Lo devío de la operación normal La hitoria Lo antecedente en cao imilare 41

42 La dicontinuidade pueden etar aociada a lo proceo de fabricación Accione primaria: Fundir Colar Enfriar Proceo de conformación: Fundido Soldadura Forjado Rolado Tratamiento térmico Maquinado Otro 42

43 Corroión: La dicontinuidade pueden etar vinculada a la Operación Generalizada: atmoférica, galvánica, biológica, etc. Localizada: picadura, corroión en rendija, biológica, etc. Bajo tenione Fragilización por metal líquido Daño por hidrógeno Otra Sobrecarga Ditorión dimenional o de forma Fatiga Cavitación Eroión Creep Fragilización Decarburización Grafitización Otro 43

44 Dicontinuidad Defecto? No exite pieza perfecta, toda pieza tiene dicontinuidade DISCONTINUIDAD e la PÉRDIDA de la HOMOGENEIDAD del MATERIAL DEFECTO e una DISCONTINUIDAD INACEPTABLE, que debe er REPARADA 44

45 ? Dicontinuidad Defecto Todo defecto e una dicontinuidad, no toda dicontinuidad repreenta un defecto Mediante END e obtienen indicacione que pueden er interpretada como dicontinuidade Para determinar qué dicontinuidade on defecto e requiere de un criterio de aceptación 45

46 Criterio de aceptación Etablece lo límite entre dicontinuidade aceptable y rechazable (defecto, a reparar) Depende del objeto a enayar y de u ervicio Debe etar claramente etablecido Puede er un criterio propio de la emprea, pero en general e baa en NORMAS TÉCNICAS La norma técnica recogen experiencia y etán en continua reviión 46

47 Definición del problema: Elección del método y técnica Información general Objeto a enayar Propóito del enayo Otro: momento del enayo, regitro, etc. Obtención de una Indicación Aplicación de un campo de Energía Interacción con el material Detección de la modificacione Interpretación Caracterización: Forma, tamaño, orientación, ubicación, etc. Evaluación Criiterio de aceptación Dicontinuidad Relevante Aceptable No Aceptable 47 No relevante Fala indicación Defecto

48 Caua de error: Confiabilidad de lo END Definición del problema Selección de lo método Selección de la técnica Determinación del alcance Ejecución Interpretación Regitro Evaluación Un enayo mal realizado puede llegar a tener peore conecuencia que un enayo no realizado 48

49 CONFIABILIDAD en END CONFIABILIDAD (definición n genérica): probabilidad que lo equipo, máquina m o itema realizarán atifactoriamente la funcione requerida bajo condicione epecífica y dentro de un cierto período de tiempo. Se puede medir mediante el MTBF (Tiempo Medio Entre Falla). Hablando de END,, la confiabilidad e puede definir como: A) la habilidad para detectar una determinada dicontinuidad en forma conitente y egura en alguna ituación particular de inpección B) la mayor dicontinuidad (de un tipo) que puede no er detectada C) la menor dicontinuidad (de un tipo) que puede er detectada 49 a

50 CONFIABILIDAD en END Cuando e trata de cuantificar la confiabilidad e habla de tamaño crítico de dicontinuidad y e requiere de hablar de probabilidad de detección (POD) y de probabilidad de identificación (POI). Ejemplo: en el método MFL para detección de corroión en oleoducto e exige que el operador del enayo etablezca cuál e la profundidad de corroión que detecta para un 90% de POD,, tanto para análii manual como para análii automático. También e exige que el operador del enayo etablezca qué tipo de dicontinuidade detecta (POI > 90 %), o no detecta (POI < 50 %). 50 a

51 CONFIABILIDAD en END Tema: Factore Humano Dado un método de END y un tipo de dicontinuidad, e reconoce que hay vario parámetro que impactan en la confiabilidad del enayo: Tamaño de la dicontinuidad Selección del criterio de aceptación Técnica de inpección utilizada Ambiente donde e realiza la inpección Calidad del equipamiento de inpección Operador (FH), uno de lo má importante 51 a

52 CONFIABILIDAD en END Tema: Factore Humano Eto parámetro e pueden reagrupar diciendo que la confiabilidad de lo END decana en tre pilare: Peronal operador de END (FH) Procedimiento de END Equipo (intrumental) utilizado para ejecutar lo END 52 a

53 CONFIABILIDAD en END Tema: Factore Humano Etudio reciente demuetran que en varia aplicacione de END e logran capacidade de detección de dicontinuidade relativamente baja (50 % o meno). Todavía e abe poco obre lo por qué, pero e reconoce la importancia de lo FH interactuando con cada método y técnica de END. Pero y qué on lo FH? 53 a

54 El término F H engloba: capacitación experiencia CONFIABILIDAD en END Tema: Factore Humano caracterítica fíica (motricidad, agilidad, coordinación viión / mano, campo viual) caracterítica mentale (concentración, abtracción, manejo imultáneo de información cruzada) alguno autore incluyen también la condicione ambientale bajo la cuale el operador debe trabajar 54 a

55 CONFIABILIDAD en END Tema: Factore Humano CONCLUSIONES: lo operadore de END deben er cuidadoamente capacitado, no iendo uficiente la experiencia. debemo facilitar el camino a lo operadore de END para que puedan hacer uo de u conocimiento y experiencia. para la tarea crítica / delicada, elegir a lo operadore de END con mejor percepción, capacidad, madurez, juicio, capacitación y buena experiencia. 55 a

56 Cómo garantizar la confiabilidad del enayo? Sitema de trabajo Buena definición del objetivo del enayo Capacitación y experiencia epecífica Calificación y Certificación del peronal Conocimiento de lo alcance y limitacione Norma técnica y procedimiento ecrito epecífico Control de calidad de lo END Auditoría de lo END Acreditación 56 a

57 Efecto de lo END en lo coto Optimización de lo proceo de fabricación Reducción del lucro ceante: Diminución de parada de emergencia Menor duración de parada programada Menor inverión en equipo Diminución de coto de accidente: Poibilita la operación egura y continua Evita accidente con coto materiale, humano y comerciale 57 a

58 Se debe comparar el coto de lo END y la eventual interferencia en la operación con lo beneficio del uo eficiente de lo equipo 58 a

59 Confiabilidad, Seguridad y Rentabilidad Lo END,, al igual que lo enayo mecánico, el eguimiento de lo parámetro operativo, etc, on herramienta indipenable para un mantenimiento Confiable: Mejora la diponibilidad de lo equipo Seguro: Diminuye la probabilidad de falla que ocaionen daño a la perona, la intalacione y el medio ambiente Rentable: Permite optimizar el coto global y diminuye lo coto oculto (por ejemplo lo coto de la no calidad) 59 a

60 Cuándo on beneficioo lo Enayo No Detructivo? Se deben uar como una herramienta, dentro de un equema global coherente Lo END utilizado e deben ajutar a la neceidade y antecedente del cao Se deben eguir procedimiento ecrito, acorde con norma técnica reconocida y validado para la aplicación en particular El peronal debe etar adecuadamente capacitado, calificado y certificado y contar con la experiencia epecífica para ee trabajo 60 a

61 Cuál e la realidad en el Uruguay? No exite ninguna intitución que forme operadore de END en forma regular No exite entidad certificadora Exite una norma epecífica, nunca aplicada Lo cliente no cuentan con uficiente información para definir u neceidade, contratar, controlar e interpretar lo END El Uruguay etá en peore condicione que el reto de la región (alvo excepcione) y que buena parte del mundo 61 a

62 Cuále on lo deafío de la AENDUR? Mejorar la calidad en relación a lo END Colaborar con la tarea de capacitación, calificación y certificación del peronal Difundir lo END y propiciar u buen uo Propiciar la formación báica en END de la perona que on actuale y potenciale cliente Aeorar a lo organimo e intitucione que epecifican la neceidad legal de realizar END Etablecer contacto con u pare en la región y el mundo 62 a

63 pregunta? The E.N.D. 63