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• Wilson Jaime Padilla

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API 579 PARTE 13 Evaluación de Laminaciones Ing. Esteban Rubertis

INTRODUCCIÓN Ejemplos de aplicación • La Parte 13 provee procedimientos para la evaluación de componentes presurizados con laminaciones. • Las chapas utilizadas en la construcción de cañerías y recipientes presentan “bandeado” o direccionamiento de las inclusiones no metálicas alargadas en forma paralela a la superficie. Cuando estas inclusiones se hacen muy grandes, dan lugar a las exfoliaduras o laminaciones, las cuales son defectos planares, paralelos a la superficie del equipamiento, que en algunos casos se encuentran levemente inclinadas. Las laminaciones son entonces definidas como una no-fusión plana en el interior de la chapa de acero que resulta durante el proceso de fabricación del componente. Las laminaciones son detectadas usualmente mediante ultrasonido.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

EJEMPLOS DE APLICACIÓN Las siguientes condiciones deben ser satisfechas para poder realizar una evaluación de laminaciones por Nivel 1 ó 2: 1. Diseño del componente de acuerdo con un Código ó Standard reconocido. 2. El material es considerado como dúctil y no está sujeto a fragilización durante la operación debido a la temperatura de proceso. 3. El componente no se encuentra en servicio cíclico. 4. El componente tiene un diseño que relaciona la presión y otras cargas aplicadas con el espesor de pared requerido. 5. Los componentes no se encuentran en rango de creep.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

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El Nivel 3 debe ser aplicado en el caso que los niveles 1 y 2 no sean satisfechos ó la laminación se ubica próxima a una discontinuidad estructural mayor o un concentrador de tensiones.

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El Nivel 3 requiere la utilización de Stress Analysis detallado.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Laminaciones – Nivel 1 1) Si existe un curveado (physical bulging) en la zona de la laminación, entonces evaluar como ampolla mediante Parte 7. 2) Caracterizar la ampolla.(según párrafo 13.3.3.1) c lamination dimension in the circumferential direction. s lamination dimension in the longitudinal direction lamination height. lamination-to-lamination spacing.(*) minimum measured thickness. spacing to the nearest weld joint. spacing to the nearest major structural discontinuity. Adicionalmente se debe verificar que no haya fisuras que se desvíen en la dirección del espesor.

EVALUACIÓN • Laminaciones – Nivel 1 según 13.3.3.1 a) criterio de interacción

Ejemplos de aplicación

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Laminaciones – Nivel 1 3) Verificar la relación siguiente si la misma no se verifica tanto para laminaciones en el mismo plano, entonces se debe aplicar el criterio de interacción de según 13.3.3.1 a). Si la misma no se verifica en planos paralelos (en el sentido del espesor) se debe analizar por parte 7 nivel 1. 4) El componente tiene un diseño que relaciona la presión y otras cargas aplicadas con el espesor de pared requerido si la ecuación siguiente se verifica, pase directamente al paso 5 sino debe evaluar por parte 9 la componente de laminación que se halla desviado en el sentido del espesor. Para esta evolución debe considerar y 5) Luego, se debe determinar el espesor de pared para el cálculo (tc).

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Laminaciones – Nivel 1 6) Si se cumplen los siguientes requerimientos entonces seguir con el Paso 7, sino el componente no se encuentra apto para el servicio por Nivel 1: 6.1 no hay presencia de fisuras periféricas dirigidas hacia la superficie interior o exterior del componente. Fisuras en el sentido del espesor. 6.2 la laminación no es “superficial”, tal que se cumple que tmm es mayor o igual al 10% de tc. 6.3 la distancia del borde de la ampolla a la soldadura longitudinal más cercana (Lw) debe verificar la siguiente ecuación: 6.4 la distancia a cualquier discontinuidad estructural mayor (Lmsd) verifica la siguiente ecuación: 6.5 si la laminación se encuentra en servicio con carga de hidrógeno, las dimensiones (s y c) deben ser menores o iguales que 0,6.(D.tc)^1/2

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Laminaciones – Nivel 1 7) Recalcule la MAPO (MAWP) usando el espesor del paso 5 (ver anexo A parrafo A.2) el componente es apto para seguir trabajando a esa MAWP o menor. 8) En caso de no cumplir con alguno o algunos de los requerimientos, se puede seguir con alguna de las siguientes actividades: 8.1 Reparar, reemplazar o retirar el componente. 8.2 Un Nivel 2 ó 3 puede ser ejecutado.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 1

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 1 Se realizó además la detección de fallas en las soldaduras longitudinales en donde limitan las laminaciones de la figura 7. La presencia de laminaciones en la zona de la soldadura es particularmente crítica ya que cualquier tipo de discontinuidad en la misma puede resultar en una propagación de la laminación hacia la superficie produciendo la falla del recipiente. Se inspeccionaron mediante ultrasonido con palpadores angulares las soldaduras longitudinales identificadas en las Figuras 9 y 10.

Figura 9

Figura 10

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 1 STEP 1: Se verificó que la laminación no se encuentra ampollada ni posee protuberancias fuera de la superficie del metal. STEP 2: Se relevaron las características geométricas de la laminación de acuerdo con 13.3.3.1 STEP 3: No aplica la combinación con otras laminaciones STEP 4: Se satisface la Ecuación Lh < 0.09 * Maximo (s,c) Donde Lh: proyección de la altura de la laminación = 0 s, dimensión longitudinal de la laminación = aprox 2220 mm c, dimensión circunferencial de la laminación = aprox 1300 mm

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 1 STEP 5: El espesor a ser utilizado en la evaluación es: Tc= Tnom – LOSS – FCA = 76.2 mm – 0 – 3 mm = 73.2 mm Donde Tc: Espesor corroido Tnom= Espesor Nominal = 76.2 mm (Plano DR-APD-2017802-M-133) LOSS = Cantidad de espesor perdido (=0) FCA = Espesor de corrosión futura (se adopta = 3mm)

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 1 STEP 6: Si todas las siguientes condiciones se cumplen proceder al STEP 7, sino la laminación no resulta apta para el servicio por Nivel 1. 1) No se detectaron indicaciones de fisuras a través del espesor, OK 2) La laminación no está próxima a la superficie: Tmm > 0.1 * Tc , OK Donde : Tmm = espesor mínimo medido (24.15 mm) 3) La distancia entre cualquier borde de la laminación se encuentra alejada de las soldaduras Lw > max (2Tc, 25 mm), FALSO Donde : Lw: espaciado entre el borde de la laminación y la soldadura mas cercana = 0 (se encuentra limitada por la soldadura (figura 9)

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 1 4) La distancia entre cualquier borde de la laminación se encuentra alejada de una discontinuidad estructural mayor: Lmsd > 1.8 (D · Tc ) ½ = 820 mm, FALSO Donde D = Diametro 2828 mm Lmsd = distancia menor desde un borde de la laminación a una discontinuidad estructural mayor (Ej acometidas, soportes, etc) Lmsd 1 = 0 (la laminación atravieza una acometida de 2”) Lmsd 2 = 560 mm (distancia a acometida GAS INLET 24”) 5) No Aplica, La laminación no se encuentra en servicio de hidrogeno. Conclusión: la Laminación no resulta Apta por el Nivel 1, de API 579 Parte 13. Las opciones recomendadas por API 579 son: reparar, reemplazar o realizar un Nivel 2, por tal motivo a continuación se desarrolla la evaluación por Nivel 2:

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 2 STEP 1 al 5, idem Nivel 1 STEP 6: Si todas las siguientes condiciones se cumplen proceder al STEP 7, sino la laminación no resulta apta para el servicio por Nivel 2. 1) No se detectaron indicaciones de fisuras a través del espesor, OK 2) La laminación no está próxima a la superficie: Tmm > 0.1 * Tc , OK Donde : Tmm = espesor mínimo medido (24.15 mm) 3) La distancia entre cualquier borde de la laminación se encuentra alejada de las soldaduras Lw > max (2Tc, 25 mm), FALSO Donde : Lw: espaciado entre el borde de la laminación y la soldadura mas cercana = 0 (se encuentra limitada por la soldadura (figura 9)

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 2 Las laminaciones que no cumplen con la ecuación anterior son aceptables si se determina que no existen fisuras a través del espesor y no hay indicaciones de fisuras hacia la superficie interna o externa del material. Los ensayos realizados por GIE e Inspecciones previas demuestran que no existe fisuración interna a través del espesor y hacia dentro y fuera del material, por lo tanto se verifica este punto en el Nivel 2. OK 4) La distancia entre cualquier borde de la laminación se encuentra alejada de una discontinuidad estructural mayor: Lmsd > 1.8 (D · Tc ) ½ = 820 mm, FALSO Donde D = Diametro 2828 mm Lmsd = distancia menor desde un borde de la laminación a una discontinuidad estructural mayor (Ej acometidas, soportes, etc) Lmsd 1 = 0 (la laminación atravieza una acometida de 2”) Lmsd 2 = 560 mm (distancia a acometida GAS INLET 24”)

EJEMPLOS DE APLICACIÓN • Ejemplo – Nivel 2 5) No Aplica, La laminación no se encuentra en servicio de hidrogeno. Conclusión: la Laminación no resulta Apta por el Nivel 2, de API 579 Parte 13. Las opciones recomendadas por API 579 son: reparar, reemplazar o realizar un Nivel 3.

FIN