Pruebas no destructivas de tuberías de acero para calderas

El interior de las tuberías de acero de las calderas suele contener defectos difíciles de detectar, como la falta de fusión, la penetración incompleta, inclusiones de escoria, poros y grietas en las soldaduras. Dado que las pruebas destructivas de cada caldera o recipiente a presión son poco prácticas, los métodos de pruebas no destructivas (NDT) son esenciales. Estos métodos evalúan las estructuras internas y los defectos examinando los cambios en las propiedades físicas sin dañar la pieza de trabajo.

Propósito y beneficios de las pruebas no destructivas
Mejora de la calidad de la producción
Las NDT mejoran los procesos de fabricación al identificar defectos de forma temprana, lo que garantiza la calidad de las tuberías de acero y otros componentes.

Reducción de los costes de fabricación
La detección temprana evita el descarte de productos, ahorrando tiempo y recursos y reduciendo los costes de producción.

Garantizar la seguridad y la fiabilidad de los productos
Al aplicar las NDT en todas las etapas de diseño, fabricación, instalación y mantenimiento, los fabricantes pueden identificar posibles problemas, mejorando la fiabilidad y la seguridad de los productos y minimizando los riesgos de accidentes.

Aplicación integral
Las NDT evalúan la calidad del diseño, las materias primas y el rendimiento operativo, identificando los factores que podrían provocar daños y permitiendo mejoras específicas.

Los métodos comunes de END incluyen pruebas radiográficas, pruebas ultrasónicas, pruebas de partículas magnéticas, pruebas de líquidos penetrantes, pruebas de corrientes de Foucault y pruebas de emisión acústica.

Métodos comunes de END
1. Pruebas radiográficas (RT)
Las RT utilizan radiación para inspeccionar la calidad de la soldadura. Su principio implica la proyección de radiación a través de la soldadura. Los defectos como grietas, inclusiones de escoria y poros causan diferentes niveles de atenuación, lo que produce contraste en la película.
Ventajas:
Alta sensibilidad a los defectos volumétricos.
Los resultados se pueden registrar y conservar, lo que garantiza la trazabilidad.
Aplicaciones en calderas:
Para presiones de vapor de 0,1 MPa a 3,8 MPa, se requiere una prueba radiográfica del 100 % para las soldaduras longitudinales y circunferenciales.
Para presiones ≥3,8 MPa, se exige una prueba ultrasónica del 100 % con al menos un 25 % de prueba radiográfica.

2. Pruebas ultrasónicas (UT)
Las UT emplean reflexiones de ondas sonoras para detectar defectos. A medida que las ondas ultrasónicas se propagan a través de las soldaduras, cualquier defecto altera la propagación de las ondas, creando señales que pueden analizarse para determinar la naturaleza, la ubicación y el tamaño del defecto.
Ventajas:
Sensible a defectos planos como grietas.
Ideal para materiales más gruesos.
Limitaciones:
La UT tradicional depende de la interpretación humana y carece de mantenimiento automático de registros.
Perspectiva futura:
Los sistemas de UT mejorados con capacidades de registro ampliarán sus aplicaciones en las inspecciones de calderas y recipientes a presión.

3. Pruebas de partículas magnéticas (MT)
La MT utiliza campos magnéticos para detectar defectos superficiales o cercanos a la superficie. Los defectos alteran la permeabilidad magnética, creando campos de fuga que atraen partículas magnéticas y forman patrones visibles.
Ventajas:
Eficaz para grietas y defectos cercanos a la superficie.
Ampliamente utilizado en la fabricación e inspección de tanques esféricos y recipientes a presión de calderas.
Consideraciones:
Más adecuado para defectos perpendiculares a las líneas del campo magnético. Los defectos paralelos al campo pueden pasar desapercibidos.

4. Pruebas con líquidos penetrantes (PT)
Las PT identifican defectos superficiales mediante la aplicación de un líquido penetrante que se filtra en las grietas. Se elimina el exceso de líquido y un revelador resalta los patrones de defectos.
Ventajas:
Aplicable a materiales magnéticos y no magnéticos.
Detecta defectos superficiales finos de manera eficaz.
Variantes:
Método de color: utiliza tintes visibles.
Método fluorescente: utiliza luz ultravioleta para detectar la fluorescencia emitida por los penetrantes.

5. Pruebas con corrientes de Foucault (ECT)
Las ECT generan corrientes de Foucault en materiales conductores y miden los cambios causados por los defectos. Las bobinas de detección vienen en tres tipos: de tipo pasante, de tipo sonda y de tipo inserción, que se adaptan a diferentes formas y aplicaciones.
Ventajas:
Permiten pruebas rápidas y automatizadas.
Método sin contacto para una detección rápida.
Adecuado para defectos superficiales y cercanos a la superficie.
También puede evaluar las propiedades y dimensiones del material.
Aplicaciones:
Ideal para materiales conductores como acero y metales no ferrosos.

6. Pruebas de emisión acústica (AET)
Las AET detectan las ondas sonoras generadas por la formación o propagación de defectos bajo tensión. A diferencia de las pruebas ultrasónicas, donde los defectos reflejan señales ultrasónicas, las AET detectan la respuesta activa del objeto.
Ventajas:
Monitorea la formación y progresión de defectos en tiempo real.
Proporciona información dinámica sobre las características de los defectos y las tendencias de crecimiento.
Aplicaciones:
Se utilizan para componentes grandes y monitoreo de la salud estructural.
Los sistemas multicanal mejoran las capacidades de localización de defectos.