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• Omar Ivan Paredes Chacón

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación

API RP 579 FITNESS-FOR-SERVICE ENFOQUE A DAÑO PRESENTA :

M en C. DAVID A. SÁNCHEZ MORENO ESPECIALISTA METALURGICO INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO INGENIERIA DE PROCESO INSPECCION Y ANALISIS DE FALLAS TEL. +52 (55) 91 75 74 05 MICRO. 816 2 7405

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QUE ES FITNESS-FOR-SERVICE O ADECUADO PARA EL SERVICIO ? ES UNA EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE INGENIERIA CON UN ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO PARA DETERMINAR,

COMO SU NOMBRE INDICA, LA INTEGRIDAD ESTRCTURAL DE UN EQUIPO QUE CONTENGA DEFECTOS O DAÑOS SEA APTO PARA CONTINUAR EN SERVICIO.

EN EL AÑO 2000, EL AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE (API) PUBLICÓ API RP 579, QUE ES UNA PRÁCTICA RECOMENDADA PARA LA EVALUACIÓN DE APTITD PARA EL SERVICIO – FFS,

AUNQUE ESTE DOCUMENTO IBA

DIRIGIDO PRINCIPALMENTE A LOS ACTIVOS DE REFINACIÓN Y PETROQUÍMICA, SU UTILIZACION HA PRESENTADO UN AMPLIO USO EN DIVERSAS INDUSTRIAS QUE UTILIZAN RECIPIENTES A PRESIÓN, TUBERÍAS Y TANQUES DE

ALMACENAMIENTO. EN 2007, LA API SE UNIÓ A LA SOCIEDAD AMERICANA DE INGENIEROS MECÁNICOS (ASME) PARA

PRODUCIR UN DOCUMENTO ACTUALIZADO CON LA DESIGNACIÓN DE LA API 579-1/ASME FFS-1. ESTE DOCUMENTO ESTÁ DISEÑADO PARA COMPLEMENTAR Y AMPLIAR LOS REQUISITOS DE LOS CÓDIGOS INSPECCIÓN NBIC, NB-23 , API

510 , API 570 , Y API 653 .

CUYOS

OBJETIVOS SON GARANTIZAR UN NIVEL ACEPTABLE DE SEGURIDAD,

PROPORCIONAR INFORMACIÓN PRECISA PARA DETERMINAR LA VIDA REMANENTE, REALIZAR UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO Y AYUDAR A OPTIMIZAR LA INSPECCIÓN DE LOS EQUIPOS DAÑADOS PARA

FUNCIONAMIENTO.

QUE SIGAN EN

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CUAL ES EL CONTENIDO DE API RP 579 ? CONTENIDO PARTE 1 - INTRODUCCION

SUS 1,280 PAGINAS SE DIVIDEN EN 13 PARTES Y 10 ANEXOS

PARTE 2 - PROCEDIMIENTO DE EVALUACION PARA ADECUACION PARA EL SERVICIO

PARTE 3 – EVALUACION DE EQUIPOS QUE PRESENTEN FRACTURA FRAGIL

PARTE 4 – EVALUACION DE PERDIDA GENERAL DE METAL

PARTE 5 – EVALUACION DE PERDIDA LOCAL DE METAL

PARTE 6 – EVALUACION DE CORROSION POR PICADURAS

PARTE 7 – EVALUACION DE AMPOLLAS DE HIDROGENO Y DAÑO POR HIDROGENO ASOCIADO CON HIC Y SOHIC

PARTE 8 – EVALUACION DE DESALINEAMIENTO DE SOLDADRURAS Y DISTORCION DE PARED PARTE 9 – EVALUACION DE DEFECTOS COMO GRIETAS

PARTE 10- EVALUACION DE COMPONENTES QUE OPERAN EN EL RANGO DE TERMOFLUENCIA

PARTE 11 – EVALUACION DE DAÑO POR FUEGO

PARTE 12 – EVALUACION DE RANURAS, ABOLLADURAS Y COMBINACION DE AMBAS

PARTE 13 – EVALUACION DE LAMINACIONES

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CUAL ES EL CONTENIDO DE API RP 579 ? CONTENIDO ANEXO A - ECUACIONES PARA LA EVALUACION DE FFS ESPESOR , PRESION MAXIMA DE TRABAJO PERMISIBLE Y ESFUERZOS ANEXO B1 – ANALISIS GENERAL DE ESFUERZOS PARA LA EVALUACION DE FFS

ANEXO B2 - RECOMENDACIONES ALINEAR LOS RESULTADOS DE ESFERZOS PARA LA CLASIFICACIÓN ESFUERZOS

ANEXO B3 - DESARROLLO DE HISTOGRAMA Y CONTEO DE CICLOS PARA ANALISIS DE FATIGA

ANEXO B4 – AJUSTES ALTERNATIVOS PARA FACTORES DE PLASTICIDAD Y ESFUERZOS ALTERNATIVOS EFECTIVOS PARA EL ANALISIS ELASTICO A LA FATIGA

ANEXO C - COMPENDIO DE SOLUCIONES A FACTORES DE INTENSIDAD DE ESFUERZOS

ANEXO D - COMPENDIO DE S OLUCIONES A ESFUERZOS DE REFERENCIA PARA DEFECTOS COMO GRIETAS

ANEXO E – ESFUERZOS RESIDUALES EN UNA EVALUACION DE ADECACION PARA EL SERVICIO FFS ANEXO F – PROPIEDADES DEL MATERIAL PARA UNA EVALUACION FFS ANEXO G – MECANISMOS DE DAÑO

ANEXO H – BASES TECNICAS Y VALIDACION

ANEXO I – GLOSARIO DE TERMINOS Y DEFINICIONES ANEXO J – ACTUALMENTE NO USADO

ANEXO K – GRIETAS CON AREAS ABIERTAS

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación DEFECTOS O MECANISMOS DE DAÑO

PARTE

FRACTURA FRAGIL

PARTE 3

PERDIDA GENERAL DE METAL

PARTE 4

PERDIDA LOCAL DE METAL

PARTE 5

CORROSION POR PICADRAS

PARTE 6

AMPOLLAS DE HIC/DAÑO SOHIC

PARTE 7

INFORMACION GENERAL

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR LA RESISTENCIA A UNA FRACTURA FRÁGIL EXISTENTE EN ACEROS CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN UTILIZADOS EN LA FABRICACION DE RECIPIENTES A PRESIÓN, TUBERÍAS Y TANQUES DE ALMACENAMIENTO. LOS CRITERIOS SON PROPORCIONADOS PARA EVALUAR LA OPERACIÓN NORMAL, PUESTA EN MARCHA, FALLA O DAÑO , Y LA CONDICIONES DE SACAR DE OPERACIÓN AL EQUIPO.

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR LA PERDIDA DE ESPESOR POR CORROSIÓN GENERAL. LOS DATOS UTILIZADOS PARA LA EVALUACIÓN PUEDEN SER TANTO LAS LECTURAS DE ESPESOR DE PUNTO O PERFILES DETALLADOS DE ESPESOR. UNA METODOLOGÍA SE PROPORCIONA PARA UTILIZAR LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN DE LA PARTE 5 CUANDO EL ESPESOR DE LOS DATOS INDICA QUE LA PÉRDIDA DE METAL PUEDE SER TRATADO COMO LOCALIZADA.

LAS TÉCNICAS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR INDIVIDUAL Y REDES DE ÁREAS LOCALES DELGADAS Y DEFECTOS EN FORMA DE RANURA EN COMPONENTES PRESURIZADOS. PERFILES DETALLADOS DE ESPESOR SON NECESARIOS PARA LA EVALUACIÓN. LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN TAMBIÉN PUEDE SER UTILIZADOS PARA EVALUAR PICADURAS INDIVIDUALES O AMPOLLAS CONFORME A LO DISPUESTO EN LA PARTE 6 Y PARTE 7, RESPECTIVAMENTE.

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR AMPLIAMENTE PICADURAS DISPERSAS, PICADURAS, LOCALIZADAS, PICADURAS QUE OCURREN DENTRO DE UNA REGIÓN DE LA PÉRDIDA DE METAL LOCAL, Y UNA REGIÓN DE LA PÉRDIDA DE METAL LOCALIZADA DENTRO DE UNA REGIÓN DE PICADURAS MUY DISPERSOS. LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN TAMBIÉN SE PUEDE UTILIZAR PARA EVALUAR UNA RED DE AMPOLLAS ESTRECHAMENTE ESPACIADOS CONFORME A LO DISPUESTO EN LA PARTE 7.

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR AMPOLLAS AGRUPADAS U AISLADAS Y DAÑOS POR HIC / SOHIC. LAS GUIAS PARA LA EVALUACIÓN INCLUYEN DISPOSICIONES PARA LAS AMPOLLAS Y EL DAÑO DE HIC / SOHIC UBICADA EN LAS JUNTAS DE SOLDADURA Y DISCONTINUIDADES ESTRUCTURALES, COMO LAS TRANSICIONES DE PARED, ANILLOS DE REFUERZO, Y LAS BOQUILLAS.

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DESALINEAMIENTO DE SOLDADURAS Y DISTORCION DE PARED

PARTE 8

DEFECTOS COMO GRIETAS

PARTE 9

OPERACIÓN A ALTAS TEMPERATRAS Y TERMOFLUENCIA

PARTE 10

DAÑO POR FUEGO

PARTE 11

ABOLLADURAS, RAYONES, Y COMBINACIONES

PARTE 12

LAMINACIONES

PARTE13

PROCEDIMIENTO DE EVALUACION SON PROPORCIONADOS PARA EVALUAR EL ESFUERZO RESULTANTE DE DISCONTINUIDADES GEOMETRICAS EN EL TIPO ESTRUCTURAS INCLUYENDO DESALINEAMIENTO DE SOLDADURAS Y DISTORCIONES DE PARED (EJ. OVALAMIENTO Y ABOLLADURAS)

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR DEFECTOS COMO GRIETAS. LA SOLUCION PARA LOS FACTORES DE INTENSIDAD DE ESFUERZOS Y ELESFUERZO DE REFERENCIA (CARGA LÍMITE) SE INCLUYEN EN EL ANEXO C Y EL ANEXO D, RESPECTIVAMENTE. MÉTODOS PARA EVALUAR LOS ESFUERZOS RESIDUALES COMO LO EXIGE EL PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN SE DESCRIBEN EN LAS PROPIEDADES INCLUIDAS EN EL ANEXO E. PROPIEDADES DEL MATERIALES NECESARIOS PARA LA EVALUACIÓN SON PRESENTADOS EN EL ANEXO F. RECOMENDACIONES PARA LA EVALUACIÓN DE CRECIMIENTO DE LA GRIETA INCLUYENDO CONDICIONES AMBIENTALES TAMBIÉN ESTÁN CUBIERTOS.

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA DETERMINAR LA VIDA ÚTIL REMANENTE DE COMPONENTES QUE OPERAN EN EL RÉGIMEN DE FLUENCIA. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES NECESARIOS PARA LA EVALUACIÓN SE ENCUENTRAN EN LOS MÉTODOS DE ANÁLISIS INCLUIDAS EN EL ANEXO F. PARA LA EVALUACIÓN DE CRECIMIENTO DE LA GRIETA COMO LAS PREOCUPACIONES AMBIENTALES TAMBIÉN ESTÁN CUBIERTOS.

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR LOS EQUIPOS SOMETIDOS A DAÑO DE FUEGO. UNA METODOLOGÍA SE PROPORCIONA A LOS COMPONENTES DE RANGO Y DE LA PANTALLA PARA LA EVALUACIÓN SOBRE LA BASE DE LA EXPOSICIÓN AL CALOR EXPERIMENTADO DURANTE EL INCENDIO. LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN DE LAS DEMÁS PARTES DE ESTA PUBLICACIÓN SE UTILIZAN PARA EVALUAR LOS DAÑOS EN LOS COMPONENTES. SE PROPORCIONAN TÉCNICAS DE EVALUACIÓN PARA EVALUAR LA ABOLLADURA, RAYADURAS Y COMBINACIONES EN COMPONENTES.

LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SE PROPORCIONAN PARA EVALUAR LAS LAMINACIONES. LAS DIRECTRICES INCLUYEN DISPOSICIONES PARA LA EVALUACIÓN DE LÁMINACIONES UBICADAS EN LAS UNIONES SOLDADAS Y DISCONTINUIDADES ESTRUCTURALES, COMO LAS TRANSICIONES DE PARED, ANILLOS DE REFUERZO, Y LAS BOQUILLAS

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CLASES DE DEGRADACION

FRACTURA FRAGIL

CORROSION / EROSION

DEFECTOS DE AGRIETAMIENTO

DAÑO POR INCENDIO

DAÑO POR TERMOFLUENCIA

DAÑO MECANICO

SECCION 3 EVALUACION DE FRACTURA FRAGIL

SECCION 4 EVALUACION DE PERDIDAD GENERAL DE METAL

SECCION 9 EVALUACION DE DEFECTOS DE AGRIETAMIENTO

SECCION 11 EVALUACION DE DAÑO POR INCENDIO

SECCION 10 EVALUACION DE DAÑO POR TERMOFLUENCIA

SECCION 5 EVALUACION DE PERDIDA DE METAL LOCALIZADA

SECCION 9 EVALUACION DE DEFECTOS DE AGRIETAMIENTO POR DEBAJO DEL REGIMEN DE TERMOFLUENCIA

SECCION 5 EVALUACION DE PERDIDA DE METAL LOCALIZADA

SECCION 4 EVALUACION DE PERDIDA DE METAL GENERAL

SECCION 8 EVALUACION DE DESALINEAMIENTO DE S0LDADURA Y DISTORCION DEL ELEMENTO

SECCION 6 EVALUACION DE DAÑO POR PICADURA

SECCION 5 EVALUACION DE PERDIDA DE METAL LOCALIZADA

SECCION 9 EVALUACION DE DEFECTOS DE AGRIETAMIENTO

SECCION 7 EVALUACION DE EMBOLLADURAS

SECCION 8 EVALUACION DE SOLDADURA DESALIDEADA Y DISTORCIONES DEL ELEMENTO

SECCION 9 EVALUACION DE DEFECTOS DE FRACTURA

SECCCION 10 EVALUACION DE DAÑO POR TERMOFLUENCIA

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LOS NIVELES DE EVALUACIÓN DE FFS: LA API / ASME APTITUD PARA EL SERVICIO ESTÁNDAR OFRECE TRES NIVELES DE EVALUACIÓN:

NIVEL 1. ESTA ES UNA EVALUACIÓN BÁSICA QUE PUEDE SER REALIZADA POR UNA FORMACIÓN ADECUADA INSPECTORES O INGENIEROS DE PLANTA. UNA EVALUACIÓN DE NIVEL 1 PUEDE IMPLICAR SIMPLES CÁLCULOS A MANO.

NIVEL 2. ESTE NIVEL DE EVALUACIÓN ES MÁS COMPLEJA QUE EL NIVEL 1, Y DEBE SER REALIZADA ÚNICAMENTE POR INGENIEROS FORMADOS EN LA NORMA API / ASME FFS. LA MAYORÍA DE LOS CÁLCULOS PARA EL NIVEL 2 PUEDEN REALIZARSE CON UNA HOJA DE CÁLCULO. NIVEL 3. ESTE ES EL NIVEL DE EVALUACIÓN ES EL MÁS AVANZADO, Y DEBE REALIZARSE SÓLO POR LOS INGENIEROS CON UN ALTO NIVEL DE CONOCIMIENTOS Y EXPERIENCIAS. UN NIVEL 3 EVALUACIÓN PUEDE INCLUIR SIMULACIÓN POR COMPUTADORA, COMO EL ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS (FEA) O DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL (CFD).

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación ESTOS TRES NIVELES DE EVALUACIÓN REPRESENTAN UN EQUILIBRIO ENTRE SIMPLICIDAD Y PRECISIÓN. LA SIMPLIFICACIÓN DE LOS

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN SON NECESARIAMENTE MÁS CONSERVADORA QUE MÁS SOFISTICADOS ANÁLISIS DE INGENIERÍA. EN ALGUNOS CASOS, EL COMPONENTE QUE SE EVALÚA PUEDE NO PASAR UN EVALUACIÓN DE NIVEL 1, PERO SI UN NIVEL 2 O NIVEL 3 DE

COMPONENTES DEBIDO QUE SON MENOS CONSERVADORES, LA SIMPLIFICACIÓN DE LOS SUPUESTOS EN LOS PRIMEROS. EN CIERTAS

SITUACIONES, LA NORMA API / ASME NO PERMITE UNA EVALUACIÓN DE NIVEL 1. POR EJEMPLO, LAS EVALUACIONES DE NIVEL 1 NO SON APLICABLE A LOS EQUIPOS A PRESIÓN A IMPORTANTES CARGAS ADICIONALES, COMO LOS PESOS MUERTOS, CARGAS DE VIENTO, CARGAS DE EXPANSIÓN TÉRMICA, Y LAS CARGAS SÍSMICAS.

CON LAS EVALUACIONES DE NIVEL 1, LOS PROCEDIMIENTOS ESPECIFICADOS SE DEBEN SEGUIR EXACTAMENTE, Y NO ES POCO O NINGÚN ESPACIO PARA LA INTERPRETACIÓN. LOS PROCEDIMIENTOS NIVEL 2 PROPORCIONAN CIERTO MARGEN PARA EJERCITAR EL BUEN JUICIO DE

INGENIERÍA. PARA LAS EVALUACIONES DE NIVEL 3, LA API / NORMA ASME PROPORCIONA UNOS POCOS DIRECTRICES GENERALES, PERO LOS

DETALLES DE LA EVALUACIÓN SE DEJA AL USUARIO. LA FALTA DE ESPECIFICIDAD EN EL NIVEL 3 ES POR DISEÑO. NO HAY NINGUNA MANERA

PRÁCTICA DE CODIFICAR PASOS PARA INTENSIFICAR LOS PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS DE INGENIERÍA AVANZADA, PORQUE CADA SITUACIÓN

ES DIFERENTE, Y HAY UNA AMPLIA GAMA DE ENFOQUES QUE PUEDEN SER ADECUADOS PARA UNA SITUACIÓN DADA.

UNA EVALUACIÓN FFS TÍPICA PUEDE IMPLICAR DIVERSAS DISCIPLINAS DE INGENIERÍA, Y AUNQUE UNA PERSONA PUEDE ASUMIR UN PAPEL PROTAGÓNICO EN LA REALIZACIÓN DE LA EVALUACIÓN, ÉL / ELLA DEBE DEPENDER DE OTROS PARA APORTAR DATOS CRUCIALES Y

EXPERIENCIA. ALGUNAS DE LAS ÁREAS DE EXPERIENCIA QUE PUEDEN SER PARTE DE UNA EVALUACIÓN DE LA CONTINUACIÓN.

FFS SE DESCRIBEN A

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación ANÁLISIS DE ESFUERZOS. UNA ESTIMACIÓN EXACTA DE LOS ESFUERZOS QUE ACTÚA SOBRE EL COMPONENTE DE INTERÉS PARA EVALUAR LA INTEGRIDAD ESTRUCTURAL Y LA VIDA ÚTIL RESTANTE.

METALURGIA / INGENIERÍA DE MATERIALES. UNA COMPRENSIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE DIVERSOS MATERIALES SOMETIDOS A

AMBIENTES ESPECÍFICOS, TEMPERATURAS Y NIVELES DE ESTRÉS ES ESENCIAL PARA GARANTIZAR UNA OPERACIÓN SEGURA Y CONFIABLE.

EL EXAMEN NO DESTRUCTIVOS (END). LOS DEFECTOS DEBEN SER DETECTADOS Y DIMENSIONADOS ANTES DE PUEDEN SER EVALUADOS. LA

TECNOLOGÍA DE INSPECCIÓN MÁS ADECUADA DEPENDE DE UN VARIEDAD DE FACTORES, INCLUYENDO EL TIPO DE LOS DEFECTOS O DAÑOS

PRESENTES Y EL ACCESIBILIDAD DE LA REGIÓN DE INTERÉS.

CORROSIÓN. UNA COMPRENSIÓN DEL MECANISMO DE LA DEGRADACIÓN AMBIENTAL (S) QUE LLEVÓ A LOS DAÑOS OBSERVADOS, ES UN

REQUISITO PREVIO PARA LA EVALUACIÓN DE LA FFS. POR OTRA PARTE EXPERIENCIA EN LA CORROSIÓN ES ÚTIL PARA LA PRESCRIPCIÓN DE MEDIDAS ADECUADAS DE REMEDIACIÓN.

LAS OPERACIONES DE LA PLANTA. LA INTERACCIÓN CON PERSONAL DE LA PLANTA ES GENERALMENTE NECESARIO ENTENDER LOS

PARÁMETROS DE FUNCIONAMIENTO PARA EL EQUIPO DE SU INTERÉS. INFORMACIÓN TALES COMO LA TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO Y PRESIÓN, ENTORNO DEL PROCESO, INICIO / APAGADO PROCEDIMIENTOS SON ELEMENTOS ESENCIALES PARA UNA EVALUACIÓN DE LA FFF.

MECÁNICA DE LA FRACTURA. ESTA DISCIPLINA SE UTILIZA PARA ANALIZAR LAS GRIETAS Y OTROS PLANOS DEFECTOS.

PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA. ESTA DISCIPLINA ES ÚTIL PARA EL ANÁLISIS DE DATOS Y PARA LAS EVALUACIONES PROBABILÍSTICAS DE

RIESGO.

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UNA EVALUACIÓN DE APTITUD PARA EL SERVICIO - FFS Ó “ANÁLISIS DE INTEGRIDAD”, PUEDE SER LA HERRAMIENTA QUE NOS PROPORCIONE SOLUCIONES INGENIERILES ÓPTIMAS, AL EVITAR COSTOS POR PRODUCCIÓN DIFERIDA POR PARO DE LÍNEAS O EQUIPOS Y REPARACIONES COSTOSAS O INNECESARIAS.

PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN (PEP), INCORPORO EN LAS NORMAS DE REFERENCIA DE PEMEX; ANEXO B EN LA NORMA NRF-014-PEMEX-2006 Y EN EL ANEXO 1 DE LA NORMA NRF-227-PEMEX-2009, QUE SON LA BASE PARA LA RECOLECCIÓN DE LAS DIMENSIONES SIGNIFICATIVAS PARA REALIZAR UNA EVALUACIÓN CUANTITATIVA CONFIABLE. ASÍ MISMO EN EL AÑO 2007, EL API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE), PUBLICÓ EL DOCUMENTO: “API 579-1/ASME FFS-1, JUNE 5, 2007”, EMPLEADO PARA LA EVALUACIÓN DE APTITUD PARA EL SERVICIO. LAS PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS (PND), SON EL MÉTODO MÁS APLICADO PARA CONOCER EL ESTADO FÍSICO DE LOS ELEMENTOS EMPLEADOS EN LAS DISTINTAS RAMAS DE LA INDUSTRIA, CON GRANDES VENTAJAS, POR EL VALOR DE LA INFORMACIÓN QUE PUEDE SER OBTENIDA EN ESTUDIOS Y ANÁLISIS INGENIERILES PARA LA TOMA DE DECISIONES. SIN EMBARGO ACTUALMENTE LA MAYORÍA DE LAS EVALUACIONES DE LAS INDICACIONES DETECTADAS SON REALIZADAS DE ACUERDO A CRITERIOS ESTABLECIDOS EN DOCUMENTOS EXTRANJEROS, EMPLEADOS DURANTE LA FABRICACIÓN RESULTANDO EN CRITERIOS CONSERVADORES PARA LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN A LAS QUE ESTÁ EXPUESTO EL COMPONENTE. LA EVALUACIÓN DE APTITUD PARA EL SERVICIO - FFS, ES LA HERRAMIENTA QUE PROPORCIONA LAS CONDICIONES BAJO LAS CUALES LOS COMPONENTES QUE CONTIENEN INDICACIONES PUEDEN OPERAR DE FORMA CONFIABLE Y SEGURA; LA PRECISIÓN DE LAS EVALUACIONES ESTÁ SUJETA SENSIBLEMENTE, A LA EXACTITUD DE LA INFORMACIÓN RECOPILADA EN CAMPO.

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PEP RESPONDIÓ A ESTA NECESIDAD INCORPORANDO EL ANEXO B EN LA NORMA NRF-014-PEMEX-2006 Y EN EL ANEXO 1 EN LA NORMA NRF-227-PEMEX-2009, DONDE SE ESPECIFICAN LOS REQUERIMIENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN DE LAS INDICACIONES DETECTADAS, HOMOLOGANDO LOS CRITERIOS ENTRE LOS DIFERENTES RESTADORES DE SERVICIOS DE INSPECCIÓN.

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PROCEDIMIENTO GENERAL DE EVALUACIÓN

LA METODOLOGÍA GENERAL DE EVALUACIÓN POR FITNESS FOR SERVICE (API 579-1/ASME FFS-1), CONTEMPLA LOS SIGUIENTES PUNTOS QUE SE DEBEN SEGUIR EN EL ORDEN MARCADO PARA DESARROLLAR UNA EVALUACIÓN:

IDENTIFICACIÓN DEL DEFECTO Y/O MECANISMO DE DAÑO. EL PRIMER PASO EN UNA EVALUACIÓN DE FITNESS FOR SERVICE ES LA IDENTIFICACIÓN DEL TIPO DE DAÑO Y CAUSA QUE LO ORIGINA. EL DISEÑO Y PRÁCTICAS DE FABRICACIÓN, ASÍ COMO TAMBIÉN EL HISTORIAL DE SERVICIO Y CONDICIONES AMBIENTALES SE PUEDEN UTILIZAR PARA DETERMINAR LAS CAUSAS PROBABLES DEL DAÑO. LA IDENTIFICACIÓN DEL DEFECTO Y/O MECANISMO DE DAÑO LLEVA A LA SELECCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN. APLICABILIDAD Y LIMITACIONES DE CADA PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN. LA METODOLOGÍA DE FITNESS FOR SERVICE ES APLICABLE PARA EVALUAR EQUIPOS QUE SE ENCUENTRAN EN SERVICIO COMO RECIPIENTES A PRESIÓN, TUBERÍAS, CALDERAS, TANQUES DE ALMACENAMIENTOS Y COMPONENTES COMO BRIDAS Y BOQUILLAS. CADA PROCEDIMIENTO TIENE UN ÁMBITO DE APLICACIÓN QUE EL ANALISTA DE FFS DEBE TENER CLARO PARA DETERMINAR LA APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA.

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REQUERIMIENTOS DE DATOS. LOS DATOS REQUERIDOS PARA UNA EVALUACIÓN POR FITNESS FOR SERVICE DEPENDEN SOBRE EL TIPO DE DEFECTO O MECANISMO DE DAÑO QUE ESTÁ SIENDO EVALUADO. LOS DATOS REQUERIDOS PODRÍAN INCLUIR: DISEÑO ORIGINAL DEL EQUIPO, INFORMACIÓN PERTINENTE A MANTENIMIENTO E HISTORIAL OPERACIONAL DEL EQUIPO, OPERACIÓN FUTURA ESPERADA E INFORMACIÓN ESPECÍFICA COMO DIMENSIONAMIENTO DEL DEFECTO, ESTADO DE ESFUERZO Y PROPIEDADES DEL MATERIAL. PARA LA INTERPRETACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DEL DEFECTO O DAÑO SE DEBEN APLICAR LAS TÉCNICAS DE INSPECCIÓN NECESARIAS QUE PRESENTEN LA MAYOR INFORMACIÓN POSIBLE PARA LA EVALUACIÓN. PARA DETECTAR DAÑOS O DEFECTOS SUPERFICIALES O SUBSUPERFICIALES TÉCNICAS COMO INSPECCIÓN VISUAL, LÍQUIDOS PENETRANTES, PARTÍCULAS MAGNÉTICAS, ENTRE OTROS, PUEDEN SER UTILIZADOS. PARA CARACTERIZAR LA PROFUNDIDAD Y CONFIGURACIÓN A TRAVÉS DEL ESPESOR DEL DEFECTO O DAÑO SE PUEDE APLICAR ULTRASONIDO INDUSTRIAL, RADIOGRAFÍA U OTRAS TÉCNICAS DE INSPECCIÓN VOLUMÉTRICA. EL PERSONAL QUE REALIZA ESTAS CARACTERIZACIONES DEBE TENER AMPLIA EXPERIENCIA EN IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE DAÑOS.

NIVEL DE EVALUACIÓN Y CRITERIOS DE ACEPTACIÓN. LA METODOLOGÍA DE FITNESS FOR SERVICE POR API 579-1/ASME FFS-1 INCLUYE TRES NIVELES DE EVALUACIÓN PARA DEFECTOS O DAÑOS. CADA NIVEL DE EVALUACIÓN PROPORCIONA UN EQUILIBRIO ENTRE UN ANÁLISIS CONSERVADOR Y OTRO NO CONSERVADOR, LA CANTIDAD DE INFORMACIÓN REQUERIDA PARA LA EVALUACIÓN, LA HABILIDAD DEL PERSONAL QUE REALIZA LA EVALUACIÓN Y LA COMPLEJIDAD DEL ANÁLISIS QUE SE REALIZA. EL NIVEL DE COMPLEJIDAD ASÍ COMO TAMBIÉN LA CANTIDAD DE INFORMACIÓN Y HABILIDAD DEL PERSONAL REQUERIDA PARA LA EVALUACIÓN INCREMENTA CON EL AUMENTO DEL NIVEL DE EVALUACIÓN. LA METODOLOGÍA DE FITNESS FOR SERVICE UTILIZA PARA CADA PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN UNO O MÁS DE LOS SIGUIENTES CRITERIOS DE ACEPTACIÓN.

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CALCULO DEL ESFUERZO PERMISIBLE. ESTE CRITERIO ESTÁ BASADO EN EL CÁLCULO DE ESFUERZOS RESULTANTES DE DIFERENTES CONDICIONES DE CARGA Y SUPERPOSICIÓN DE RESULTADOS DE ESFUERZOS COMPARADOS CON UNA CATEGORÍA O CLASES DE ESFUERZOS ASIGNADAS. DETERMINAR EL FACTOR DE RESISTENCIA REMANENTE. LA NORMA API/ASME UTILIZA EL CONCEPTO DE FACTOR DE RESISTENCIA REMANENTE (RSF) EN UN GRAN NUMERO DE PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION . EL FACTOR ES DEFINIDO POR LA SIGUIENTE RELACION: DONDE: LDC = LIMITE O CARGA A COLAPSO PLASTICO DEL COMPONENTE DAÑADO. LUC = LIMITE O CARGA A COLAPSO PLASTICO DEL COMPONENTE SIN DAÑO.

UNA VEZ QUE DETERMINAMOS ESTE FACTOR, CALCULAMOS LA PRESION MAXIMA DE OPERACION PERMISIBLE PARA EL COMPONENTE QUE PRESENTA EL DAÑO MAOPr: EL COMPONENTE PUEDE SER RECLASIFICADO, REPARADO O REEMPLAZADO PUEDE CONTINUAR O SER PUESTO EN SERVICIO.

EL FACTOR DE RESISTENCIA REMANENTE PERMISIBLE RSFa GENERALMENTE ES = 0.90 CUYO VALOR ES TOMADO DEL CODIGO DE DISEÑO VER TABLA 2.3 DE API 579.

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DIAGRAMA DE EVALUACIÓN DE FALLA (FAD). EL FAD (FAILURE ASSESSMENT DIAGRAM) PROVEE UN MÉTODO CONVENIENTE PARA PROPORCIONAR UNA MEDIDA DE LA ACEPTABILIDAD DE UN COMPONENTE CON UN DEFECTO DE GRIETA CUANDO EL MECANISMO DE FALLA SE MIDE POR DOS CRITERIOS DISTINTOS: FRACTURA INESTABLE Y CARGA LIMITE. EN UN ANÁLISIS DE FITNESS FOR SERVICE DE UNA GRIETA COMO FALLA, EL RESULTADO DE UNA ANÁLISIS DE ESFUERZO, FACTOR DE INTENSIDAD DE ESFUERZO Y SOLUCIÓN DE CARGA LIMITE Y RESISTENCIA A LA FRACTURA SON COMBINADOS PARA CALCULAR LA RAZÓN DE DUREZA KR Y RAZÓN DE CARGA LR. ESTAS DOS CANTIDADES REPRESENTAN LAS COORDENADAS DE UN PUNTO QUE ES GRAFICADO EN UN DIAGRAMA DE EVALUACIÓN DE FALLA PARA DETERMINAR LA ACEPTABILIDAD.

ESTIMACION DE LA EVALUACIÓN DE VIDA REMANENTE. LA VIDA REMANENTE SE ESTABLECE UNA VEZ QUE SE HA DETERMINADO EL COMPONENTE CON DEFECTO COMO ACEPTABLE DESPUÉS DE LA EVALUACIÓN POR FITNESS FOR SERVICE Y ES USADA PARA ESTABLECER UN APROPIADO INTERVALO DE INSPECCIÓN, UN PLAN DE MONITOREO EN SERVICIO O LA NECESIDAD DE UNA REMEDIACIÓN. NO PRETENDE PROVEER UN TIEMPO ESTIMADO PRECISO DE FALLA DEL COMPONENTE CON EL DEFECTO.

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REMEDIACIÓN. EN ALGUNAS CIRCUNSTANCIAS QUE EL COMPONENTE NO SEA ACEPTADO EN LA ACTUAL CONDICIÓN, O QUE SEA DIFÍCIL DE ESTIMAR UNA VIDA REMANENTE O COMO MEDIO PARA MITIGAR EL CRECIMIENTO DE UN DAÑO ES NECESARIO CONTAR CON ALTERNATIVAS DE REMEDIACIÓN QUE PUEDAN MANTENER O RESTABLECER EL COMPONENTE EN SERVICIO. LA ALTERNATIVA DE REMEDICIÓN DEPENDERÁ DEL TIPO DE DAÑO PRESENTE QUE PODRÁN SER DESDE APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS, EPOXICOS, PARCHES DE REFUERZO, RECLASIFICACIONES Y/O REPARACIONES, HASTA LA SUSTITUCIÓN DEL COMPONENTE. MONITOREO EN SERVICIO. LOS MÉTODOS TÍPICOS USADOS PARA EL MONITOREO EN SERVICIO INCLUYEN PRUEBAS DE CORROSIÓN PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN, PRUEBAS PARA EVALUAR LA ACTIVIDAD DE HIDROGENO, MEDICIÓN DE LOS CRECIMIENTOS EN PÉRDIDA DE METAL O ACTIVIDAD DE AGRIETAMIENTO POR MÉTODOS DE EXAMINACIÓN ULTRASÓNICA Y PRUEBAS DE EMISIÓN ACÚSTICA, ENTRE OTROS.

DOCUMENTACIÓN. PARA DESARROLLAR UNA EVALUACIÓN POR FITNESS FOR SERVICE SE DEBE RECABAR LA MAYOR INFORMACIÓN POSIBLE DE DISEÑO, PROCESO E HISTORIAL DE MANTENIMIENTO DEL COMPONENTE BAJO EVALUACIÓN. ESTA MISMA INFORMACIÓN ASÍ COMO LA GENERADA POR LA METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN (LECTURAS DE CAMPO OBTENIDAS POR NDT, MANTENIMIENTO, CÁLCULOS DE VIDA REMANENTE, CONDICIONES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA, RECOMENDACIONES DE REMEDIACIÓN Y MONITOREO, ENTRE OTRAS), DEBEN SER SUFICIENTEMENTE DOCUMENTADAS TAL QUE ELANÁLISIS PUEDA SER REPETIDO DESPUÉS Y SE PUEDA INTEGRAR UN EXPEDIENTE DE EVALUACIÓN DELCOMPONENTE.

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación

APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE FITNESS FOR SERVICE

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL DAÑO LA INFORMACIÓN BÁSICA REQUERIDA PARA DESARROLLAR UNA EVALUACIÓN DE NIVEL 1 Y NIVEL 2.  PRESIÓN DE DISEÑO (P)

 PRESIÓN DE OPERACIÓN (PO)

 TEMPERATURA DE OPERACIÓN (T°)  DIÁMETRO EXTERNO (DO)  DIÁMETRO INTERNO (D)

 ESPECIFICACIÓN DE MATERIAL

 ESFUERZO MÁXIMO PERMISIBLE (SA)  EFICIENCIA DE JUNTA (E)

 ESPESOR NOMINAL (TNOM)

 ESPESOR MÍNIMO MEDIDO (TMM)

 ESPESOR MEDIDO EN ZONA SANA (TRD)  VELOCIDAD DE CORROSIÓN (CRATE)

 CORROSIÓN FUTURA PERMISIBLE (FCA)

 DISTANCIA A MAYOR DISCONTINUIDAD ESTRUCTURAL

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación MÉTODO PARA DETERMINAR EL PLANO DE LA PÉRDIDA DE METAL MAXIMA (PÉRFIL DE ESPESOR CRITICO – CTP)

B) PÉRFIL DE ESPESOR CRÍTICO (CTP) –PLANO LONGITDINAL ( PROYECCIÓN DE LA LINEA M ) LINEA M – TRAYECTORIA DE LECTURAS DE ESPESOR MINIMO EN LA DIRECCIÓN LONGITUDINAL

LINEA C – TRAYECTORIA DE LECTURAS DE ESPESOR MINIMO EN LA DIRECCIÓN CIRCUNFERENCIAL.

A) PLANOS DE INSPECCIÓN Y PERFIL DE ESPESOR CRITICO

NOTAS:

CILÍNDRICA S C) PÉRFIL DE ESPESOR CRÍTICO (CTP) – PLANO CIRCUNFERENCIAL ( PROYECCIÓN DE LA LINEA C )

1.- M1- M5 SON PLANOS DE INSPECCIÓN MERIDIONAL (LONGITUDINAL) 2.- C1 – C7 SON PLANOS DE INSPECCIÓN CIRCNFERENCIAL

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación EVALUACIÓN DE NIVEL 1 ESPESOR DE PARED USADO EN EL CÁLCULO: DIMENSIÓN AXIAL DEL ADELGAZAMIENTO: RAZÓN DEL ESPESOR REMANENTE:

S

PARÁMETRO LONGITUDINAL DEL DEFECTO Λ:

VERIFICACIÓN DE LOS CRITERIOS DE LOS LÍMITES PARA EL TAMAÑO DEL DEFECTO: SI TODOS LOS CRITERIOS SE CUMPLEN, SE CONTINÚA CON LA EVALUACIÓN, EN CASO CONTRARIO EL ADELGAZAMIENTO NO ES ACEPTADO POR EL NIVEL DE EVALUACIÓN 1 Y DEBE SER REPARADO

SI LOS PARAMETROS ANTERIORES PASAN, SE PROCEDE A CÁLCULAR DE LA PRESIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN PERMISIBLE (PMOP O MAOP) DEPENDIENDO DONDE SE UBIQUE EL DAÑO

XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación

CÁLCULO DE LA PRESIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN PERMISIBLE (PMOP): EXISTEN FORMULAS EN LOS CODIGOS

DE CONSTRUCCION PARA DETERMINAR ESTA PRESION DEPENDIENDO EN QUE PARTE DEL EQUIPO SE ENCUENTRE

UBICADO EL DAÑO, POR EJEMPLO: SI EL COMPONENTE QUE PRESENTA EL ADELGAZAMIENTO LOCALIZADO ES

UNA TAPA SEMI-ELÍPTICA LA FORMULA QUE SE DEBERA APLICAR DEACUERDO A ASME SECCION VIII DIV. 1:

DONDE: PMOP = PRESION MAXIMA DE OPERACIÓN PERMISIBLE

S = ESFUERZO PERMISIBLE DEL MATERIAL E = FACTOR DE JUNTA

tc = ESPESOR DE PARED ESTIMADO D = DIAMETRO Kc =

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación EVALUACIÓN DE LA EXTENSIÓN LONGITUDINAL DEL DEFECTO. DE LA FIGURA 2, PARA UNA ENVOLVENTE ESFÉRICA, CON EL VALOR CALCULADO DE Λ Y Rt, SI EL PUNTO DEFINIDO POR LA INTERSECCIÓN DE ESTOS VALORES ESTA SOBRE O POR ARRIBA DE LA CURVA, ENTONCES LA EXTENSIÓN LONGITUDINAL DEL ADELGAZAMIENTO ES ACEPTADO PARA OPERAR A LA PMOP CALCULADA. ACEPTABLE

CALCULO DE PMOPr O MAOPr REQUERIDA

EVALUACIÓN DE LA EXTENSIÓN LONGITUDINAL DEL DEFECTO.

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación EVALUACIÓN DE LA EXTENSIÓN LONGITUDINAL DEL DEFECTO. CON EL VALOR CALCULADO DE λ Y Rt, SI EL PUNTO DEFINIDO POR LA INTERSECCIÓN DE ESTOS VALORES ESTA SOBRE O POR ARRIBA DE LA CURVA, ENTONCES LA EXTENSIÓN LONGITUDINAL DEL ADELGAZAMIENTO ES ACEPTADO PARA OPERAR A LA PMOP CALCULADA, DE CASO CONTRARIO SE DEBE RECLAZAR DEACERDO AL NIVEL 1 Y SE RECALCULA EL FACTOR DE RESISTENCIA REMANENTE: EVALUACIÓN DE NIVEL 2 SE DETERMINA EL FACTOR DE RESISTENCIA REMANENTE (RSF) PARA EL PERFIL DE ESPESORES CRÍTICOS LONGITUDINAL (MERIDIONAL), ÉSTE FACTOR DE RESISTENCIA REMANENTE SE DETERMINA PARA CADA SUBSECCIÓN DIVIDIDO DEL PERFIL CRÍTICO DE ESPESORES. PARA ESTO SE SUBDIVIDE EL PERFIL DE ESPESORES LONGITUDINAL EMPEZANDO POR EL ESPESOR MENOR HASTA EL ESPESOR MAYOR, OBTENIÉNDOSE EL RSF MÍNIMO DE CADA SUBSECCIÓN Y PUNTO EVALUADO.

EVALUACIÓN DE LA EXTENSIÓN LONGITUDINAL DEL DEFECTO. SI RSF ≥ RSFA, ENTONCES LA REGIÓN CON PÉRDIDA DE METAL LOCAL ES ACEPTABLE PARA OPERAR A LA PMOP CALCULADA. SI RSF < RSFA, LA REGIÓN CON PÉRDIDA DE METAL ES ACEPTABLE PARA OPERAR A LA PRESIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN PERMISIBLE REDUCIDA PMOPR. RSFA = 0.90 LA PRESIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN PERMISIBLE REDUCIDA CALCULADA POR LA SIGUIENTE FÓRMULA.

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XVIII Foro Avances de la Industria de la Refinación EVALUACIÓN DE VIDA REMANENTE LA VIDA REMANENTE PARA EL COMPONENTE CON ADELGAZAMIENTO SE OBTIENE APLICANDO EL MÉTODO DE LA PMOP APROXIMADA.

VIDA REMANENTE DEL COMPONENTE CON ADELGAZAMIENTO

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BENEFICIOS DE USAR LA METODOLOGÍA DE FITNESS FOR SERVICE EL NIVEL DE RIESGO POR EXPLOSIONES, FUGAS Y PAROS INESPERADOS DE LOS EQUIPOS EN LAS INSTALACIONES DE PROCESO, TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE LÍQUIDOS Y GASES A PRESIÓN ES ELEVADO PARA LA SEGURIDAD DE LA INSTALACIÓN Y EL PERSONAL, ES IMPORTANTE REDUCIR ESTOS NIVELES DE RIESGO. LOS CÓDIGOS DE DISEÑO Y

ESTÁNDARES SON DESTINADOS PARA GARANTIZAR UN FUNCIONAMIENTO SEGURO DE EQUIPOS NUEVOS DE CONSTRUCCIÓN, PERO NO GARANTIZAN DURANTE EL SERVICIO DEL COMPONENTE POR DETERIORO O DAÑO GENERADO POR EL SERVICIO. LA METODOLOGÍA DE FITNESS FOR SERVICE POR API 579-1/ASME FFS-1 , PUEDE SER UTILIZADA PARA EVALUAR ESTOS COMPONENTES CON DETERIORO O DAÑO POR SERVICIO. A PARTE DE LOS BENEFICIOS DE SEGURIDAD

EN LA INSTALACIÓN POR LA EVALUACIÓN DE DAÑOS POR FITNESS FOR SERVICE, EXISTEN BENEFICIOS ECONÓMICOS AL REDUCIRSE LOS PAROS INESPERADOS DE LOS EQUIPOS, LOS CUALES TIENEN GRANDES IMPLICACIONES ECONÓMICAS EN TÉRMINOS DE PÉRDIDAS DE PRODUCCIÓN.

CUANDO LOS DAÑOS O DEFECTOS SON DETECTADOS DURANTE LA OPERACIÓN NORMAL DEL EQUIPO, UNA EVALUACIÓN

POR FITNESS FOR SERVICE PUEDE DETERMINAR SI ES SEGURO O NO OPERAR EL EQUIPO HASTA EL SIGUIENTE PARO PROGRAMADO O INSPECCIÓN PROGRAMADA.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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