La mayoría de los defectos de tubería caen en tres grupos: discontinuidades de la aceración y la conformación, defectos en el cordón de soldadura y daño mecánico por manejo. Lo que cuenta como defecto lo fijan los criterios de aceptación de la especificación, y cada grupo se detecta con un método de inspección distinto.
Un defecto es defecto solo contra un límite
La palabra defecto no es absoluta. Una especificación fija criterios de aceptación —una profundidad máxima, una longitud máxima, una reducción máxima del espesor— y una indicación dentro de ese límite es una condición de suministro permitida. La misma indicación en otro pedido, escrito con otros criterios, sería un rechazo.
Por eso los criterios de aceptación van en la orden de compra. Si el pedido solo nombra una norma y no dice nada más, los criterios son los que la norma aplica por defecto, y después no hay base para argumentar que algo debió rechazarse.
Discontinuidades del acero y de la conformación
Una laminación es una inclusión no metálica aplanada y laminada paralela a la superficie, que normalmente se origina en la aceración o en la operación de perforación. Yace en el plano del espesor, lo que importa para cómo se encuentra: un haz de radiografía dirigido a través del espesor viaja a lo largo del plano en lugar de atravesarlo, así que las laminaciones se encuentran con ensayo ultrasónico y no con radiografía, y en placa con la inspección del borde cizallado.
Un traslape (lap) es una lengüeta de metal doblada hacia la superficie durante la perforación y luego laminada encima. Es una condición superficial y se encuentra con inspección visual, y con partículas magnéticas o corrientes parásitas cuando el criterio es una grieta superficial. La excentricidad de pared es un tercer problema de otra naturaleza: el espesor varía alrededor de la circunferencia, así que la parte más delgada queda por debajo de la cifra nominal. Es una condición dimensional, que se mide con un medidor ultrasónico de espesor en puntos de la circunferencia.
Defectos en el cordón de soldadura
En tubería soldada por resistencia los dos defectos característicos están relacionados. Una soldadura fría es una junta donde los bordes se presionaron sin alcanzar la temperatura de soldadura, así que la unión queda incompleta. Un penetrador es una partícula de óxido o de acero atrapada en la junta, y surge de la misma causa: calor marginal en las superficies de contacto. Ambos son razón para examinar la línea de soldadura en toda su longitud en lugar de por muestreo, y ambos están detrás de la preferencia de la industria por el proceso de alta frecuencia, que concentra el calor exactamente donde se hace la junta. Una grieta de gancho es una tercera, geométrica más que térmica, donde la línea de soldadura gira hacia la superficie.
En tubería soldada por arco sumergido la costura se hace con metal de aporte y fundente, y la lista de defectos es la conocida de cualquier soldadura por arco: falta de fusión entre el metal de soldadura y el metal base, falta de penetración en la raíz, escoria o fundente atrapado en el metal de soldadura, porosidad, socavación en el pie de la soldadura y desalineación de la línea de soldadura, donde los dos bordes de placa quedan desplazados. Estos se encuentran con examen radiográfico y ultrasónico de la costura.
Los tres grupos uno al lado del otro
La tabla siguiente reúne los tres grupos, y lo que muestra es que ningún método de inspección cubre todos. Las condiciones se listan con la técnica que normalmente encuentra cada una, y por eso una especificación de tubería nombra varias técnicas y no una.
| Grupo | Condición | Qué es | Cómo se encuentra normalmente |
|---|---|---|---|
| Acero y conformación | Laminación | Inclusión no metálica aplanada paralela a la superficie | Ensayo ultrasónico del cuerpo; la radiografía no la ve de forma fiable |
| Acero y conformación | Traslape | Lengüeta de metal doblada hacia la superficie durante la perforación | Inspección visual; partículas magnéticas o corrientes parásitas para grietas superficiales |
| Acero y conformación | Excentricidad de pared | El espesor varía alrededor de la circunferencia, así que el punto más delgado queda bajo el nominal | Medición ultrasónica de espesor en puntos de la circunferencia |
| Cordón de soldadura | Soldadura fría | Los bordes se unieron sin alcanzar la temperatura de soldadura, así que la unión es incompleta | Examen de la línea de soldadura por ultrasónico o corrientes parásitas |
| Cordón de soldadura | Penetrador | Partícula de óxido o de metal atrapada en la junta | Examen de la línea de soldadura y macroexamen de una muestra |
| Cordón de soldadura | Grieta de gancho | La línea de soldadura gira hacia la superficie en lugar de correr recta | Examen de la línea de soldadura por ultrasonido |
| Cordón de soldadura | Falta de fusión o penetración | El metal de soldadura no se fusionó al metal base o no llegó a la raíz | Examen radiográfico y ultrasónico de la costura |
| Cordón de soldadura | Inclusión de escoria y porosidad | Fundente o gas atrapado en el metal de soldadura | Examen radiográfico de la costura |
| Manejo | Abolladura, rayadura, pandeo | Daño mecánico que reduce el espesor o cambia la sección | Inspección visual y medición de la zona dañada |
| Recubrimiento | Poros y desprendimiento | Una ruptura del recubrimiento, o pérdida de adherencia alrededor de una | Detección de poros y ensayo de adherencia en una muestra |
| OCTG | Daño de rosca y engallamiento | Un perfil de rosca roto o dañado que no sellará ni tomará el torque | Calibración de rosca e inspección visual de los extremos |
Daño mecánico y acabado
El tercer grupo no tiene nada que ver con cómo se fabricó la tubería. Una abolladura, una rayadura o un pandeo vienen del manejo, el transporte o la descarga, e importan porque reducen el espesor o cambian la sección localmente. El daño del recubrimiento es de la misma familia: un poro es una ruptura del recubrimiento y el desprendimiento es pérdida de adherencia alrededor de uno, y ambos dejan acero expuesto a la corrosión que el recubrimiento se compró para evitar. En OCTG, el daño de rosca y el engallamiento son la preocupación equivalente, porque un perfil de rosca dañado no sellará ni tomará el torque requerido.
Este grupo es el que más fácil se pasa por alto, porque ocurre después de emitido el certificado de calidad y terminada la inspección en el fabricante. Normalmente se maneja con inspección a la llegada y acordando qué protección y qué manejo necesita la tubería antes de embarcar.
Cómo se encuentra cada defecto
Ningún método cubre todo, y por eso una especificación de tubería lista varios. La inspección visual cubre la superficie. La medición dimensional cubre diámetro exterior, ovalidad, rectitud y largo, y la medición ultrasónica cubre espesor y excentricidad. Una prueba hidrostática prueba que la tubería aguanta presión y además tiende a abrir cualquier cosa que atraviese el espesor. El ensayo ultrasónico encuentra tanto laminaciones en el cuerpo como falta de fusión en la costura. La radiografía se adapta a la costura de una soldadura por arco sumergido. Las partículas magnéticas y las corrientes parásitas se adaptan a condiciones superficiales y cercanas a la superficie, y las corrientes parásitas se usan en la línea de soldadura de tubería soldada por resistencia. El ensayo de dureza es el distinto del grupo: no busca un defecto, confirma que el material resistirá el agrietamiento en servicio amargo.
En muchas especificaciones la extensión de este examen la fija el nivel de especificación de producto. El nivel más alto hace obligatorio el examen no destructivo del cordón de soldadura en toda su longitud, y eso es parte de lo que compra el costo adicional de ese nivel.
Qué poner en la consulta
Nombre la norma y el nivel de especificación de producto, porque entre los dos fijan los criterios de aceptación por defecto y el examen exigido. Después diga qué más hace falta: si se exige inspección de tercera parte y por quién, si la tubería debe pasar una verificación de mandril o dimensional, y si el proyecto tiene criterios de aceptación propios que prevalezcan sobre la norma.
Por último, diga qué tiene que hacer la tubería. Una línea en servicio amargo, una línea en baja temperatura y una red de agua son tres argumentos de inspección distintos, y es más fácil cotizarlos en la etapa de cotización que añadirlos a un camión ya cargado.
Preguntas frecuentes
¿Las laminaciones se ven en una radiografía?
En general no. Una laminación yace paralela a la superficie de la tubería, así que un haz dirigido a través del espesor viaja a lo largo del plano del defecto en lugar de atravesarlo, y la indicación es fácil de pasar por alto. Las laminaciones se encuentran con ensayo ultrasónico, y por eso se especifica inspección ultrasónica cuando la preocupación son las laminaciones, y en placa examinando el borde cizallado.
¿Qué es un penetrador en tubería ERW?
Es una partícula de óxido, o un fragmento de acero, atrapada en la línea de soldadura cuando los bordes se forjan juntos. Pertenece a la misma familia que la soldadura fría y viene de la misma causa: el calor en las superficies de contacto apenas alcanzó. Es una razón por la que la línea de soldadura se examina en toda su longitud y no por muestreo.
¿Un defecto puede ser aceptable?
Sí, cuando cae dentro de los criterios de aceptación de la especificación contra la que se hizo el pedido. La especificación fija límites, una indicación dentro de ellos es una condición de suministro permitida, y lo que hay que rechazar es todo lo que quede fuera. Como los criterios son lo que hace posible ese juicio, van en la orden de compra.
Por dónde seguir
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- Tubería API 5L sin costura: donde el cuerpo se perfora y no se suelda
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