Investigación de falla por fisuración en una cañería

Investigación de falla por fisuración en una cañería

Nombre de los autores:
Ruben Caravia, rcaravia@ancap.com.uy Rodolfo Ibarrondo, ribarrondo@ancap.com.uy Silvia infanzón, sinfanzon@ancap.com.uy

Resumen: Se detectaron pérdidas en una cañería en servicio de GLP, donde se comprobó que había fisuración. Se investigó el origen de la falla mediante ensayo visual, magnético y metalográfico, semidieron macro- y microdurezas y % de carbono. Este trabajo muestra los resultados de dichos ensayos y revela la causa de la falla. Palabras clave: Análisis de falla, acero al carbono

1. Introducción Se detectó una fisura en la unión soldada de un codo de 45º 4” std (espesor = 6.0 mm) contra un caño en una línea de succión de reproceso del gas licuado de petróleo (GLP). Según la especificaciónde esa línea, el codo es ASTM A 234 WPB y el caño es ASTM A 106 gr. B. La cañería se había construido 6 meses antes. Los soldadores y el procedimiento de soldadura TIG habían sido calificados según el Código ASME IX. Se realizaron controles de calidad mediante ensayo visual, ensayo radiográfico al 10% y prueba hidrostática en la fabricación. El tramo de cañería donde surgió la falla no es de usocontinuo. Constatadas pérdidas al exterior al entrar nuevamente en operación, se procedió a renovar el tramo de la línea que contenía la falla y realizar un estudio de la misma, que se detallará en este artículo. 2. Estudios realizados Se realizó una investigación visual del tramo de cañería retirado del servicio y de la situación del mismo en planta, para descartar posibles problemas mecánicos(vibraciones, restricciones a dilataciones, tensiones externas). Se registraron los datos estampados en las piezas. Se verificaron los datos del soldador y se revisaron los registros de placas radiográficas, que indicaron que la soldadura en cuestión no había sido radiografiada en los controles de calidad de fabricación. Se realizó un análisis de composición química para descartar la presencia deelementos de aleación tales como Cr, Ni, Mo, etc., en el metal base o en la soldadura (por posible confusión del material de aporte). Se aplicó ensayo magnético a la superficie exterior e interior de las soldaduras de la muestra. Se tomaron medidas de dureza en la superficie exterior del metal base del codo y caño. Se cortó la soldadura seleccionándose 3 muestras que fueron analizadas pormircroscopía óptica sin atacar y atacadas con un reactivo para revelar su microestructura. Se midieron microdurezas en la sección transversal de la soldadura. Se determinó el % de carbono en el metal base del caño y codo. A continuación se detallan los resultados más relevantes de estos estudios. 2.1. Ensayos visual y magnético Se revisaron las marcas en el codo que indican ASTM A 234 WPB. Se registraron losnúmeros de colada estampados en el codo. No se pudieron ubicar los certificados de fabricación de ese accesorio en particular. Se registró la marca del soldador y se verificó su calificación. A ojo desnudo se detectó la presencia de una fisura en la superficie exterior de la cañería, ubicada entre la soldadura y la zona térmicamente afectada del codo (Fig. 1 a y b). Al realizarse un ensayo visualde la superficie interior, se detectó una fisura de mayor longitud que del lado exterior, que se ubica en la zona térmicamente afectada del codo, llegando a separarse de la soldadura varios mm.

Se realizó ensayo magnético en las superficies exterior e interior, mediante partículas fluorescentes vía húmeda, magnetización por yugo portátil. Se comprobó que las fisuras se extienden más allá delos límites detectados visualmente. Figura 1: (a) Tramo de la cañería que fue renovado. La falla se presenta en la soldadura de la izquierda.. (b) Detalle de la imagen anterior. (c) Vista de interior. (d) y (e) Imágenes correspondientes a (b) y (c), de la pieza sometida a ensayo magnético.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

2.2. Medición de dureza y microdureza Mediante un durómetro de banco...