La inspección de integridad y la predicción de la confiabilidad de activos críticos en la industria de petróleo y gas son prioridades clave para los operadores del sector. Entre los problemas de degradación que afectan estas instalaciones, la corrosión, el daño inducido por hidrógeno y las grietas relacionadas con el estrés en aceros son particularmente graves.
La corrosión es un fenómeno natural, comúnmente definido como el deterioro de un material (generalmente un metal) que resulta de una reacción química o electroquímica con su entorno. La grieta por corrosión ambiental ocurre debido a la acción combinada de tres factores: un material susceptible, un ambiente corrosivo y el esfuerzo de tracción. Los esfuerzos que causan este tipo de agrietamiento ambiental pueden derivarse de trabajo en frío residual, soldadura, esmerilado, tratamiento térmico, o aplicarse externamente durante el servicio.
Para causar daño, estos esfuerzos deben ser de tracción. El agrietamiento ambiental se refiere específicamente a la grieta por corrosión desencadenada por una combinación de condiciones que pueden llevar a varias formas de daño por corrosión, tales como el agrietamiento por corrosión bajo tensión (Stress Corrosion Cracking, SCC), fatiga por corrosión o fragilización por hidrógeno. En consecuencia, la inspección de integridad y la predicción de la confiabilidad de los activos de acero en la industria de petróleo y gas son prioridades elevadas. Algunos de los defectos más desafiantes incluyen la grieta por corrosión ambiental, como el agrietamiento por corrosión bajo tensión en presencia de cloruros (Cl-SCC), el agrietamiento inducido por hidrógeno (Hydrogen Induced Cracking, HIC), el agrietamiento escalonado asociado (Stepwise Cracking, SwC) y varias formas de SCC.
Estos mecanismos de daño son difíciles de detectar, especialmente en sus etapas iniciales, y requieren tecnologías avanzadas de END operadas por técnicos e ingenieros calificados. Esto es particularmente importante en estudios de inspección a gran escala, que exigen un enfoque exhaustivo en el análisis de datos para detectar la presencia de estos mecanismos de daño críticos.
En general, el END puede utilizarse en cualquier objeto de prueba para medir el espesor de la pared, identificar pérdida de metal, detectar defectos de soldadura e identificar anomalías. Comparado con el END convencional, las tecnologías avanzadas de END ofrecen resultados más rápidos, un registro permanente y una mayor precisión en la inspección. Varias técnicas de ensayo no destructivo están disponibles para identificar HIC, SwC y SCC. Los objetivos de usar tecnologías de END avanzadas incluyen mejorar la seguridad del personal, prevenir fallas proactivamente, mejorar la integridad de la planta, identificar ubicaciones de mecanismos de daño y desarrollar planes estratégicos de reemplazo y presupuesto. El ensayo no destructivo avanzado (Advanced Nondestructive Testing, ANDT) comprende una amplia gama de técnicas innovadoras para inspeccionar y analizar anomalías en activos con una mínima interrupción de las operaciones. Por lo tanto, las tecnologías avanzadas de ensayo no destructivo con técnicas adecuadas se utilizan para inspeccionar y detectar estos defectos críticos, permitiendo a los ingenieros llevar a cabo evaluaciones y análisis.
Afortunadamente, existen varias técnicas que permiten una inspección confiable, las cuales se discutirán en las secciones siguientes. Entre las más confiables se encuentran las técnicas de Ensayo Ultrasónico Avanzado Automatizado (Automated Advanced Ultrasonic Testing), Matriz de Corrientes de Eddy (Eddy Current Array), técnicas de Matriz de Fases (Phased Array) y Difracción del Tiempo de Vuelo (Time-of-Flight Diffraction). Las tecnologías avanzadas de END, como la Técnica de Matriz de Fases (PA, por sus siglas en inglés), pueden proporcionar imágenes instantáneas de defectos, ayudando a verificar posibles conexiones entre ampollas o grietas escalonadas. De igual manera, el Escaneo Ultrasónico Avanzado Automatizado (AUT) es otra técnica que permite la inspección de grandes áreas y es capaz de detectar defectos importantes como ampollas, inclusiones de múltiples profundidades y laminaciones, además de permitir un examen más detallado de áreas sospechosas para monitorear el desarrollo de grietas escalonadas.
En conclusión, las tecnologías avanzadas de END proporcionan información valiosa sobre la ubicación, características geométricas y crecimiento de las grietas por corrosión ambiental. Estas técnicas han producido excelentes resultados, comprobados a través de análisis metalúrgico, y son invaluables para monitorear grietas por corrosión. Los datos obtenidos respaldan evaluaciones de ingeniería, estudios de aptitud para el servicio, extienden la vida útil de los equipos y tuberías de planta, apoyan la planificación de reparaciones y reemplazos, y aseguran operaciones seguras.
Este artículo fue desarrollado por el especialista Mohammed A. Abufour y publicado como parte de la cuarta edición de la revista Inspenet Brief Diciembre 2024, dedicada a contenidos técnicos del sector energético e industrial.
