Corrosión localizada en tuberías de gran diámetro: Inspección mediante ondas guiadas y escaneo

La corrosión localizada en tuberías de gran diámetro plantea un desafío que comienza antes de realizar cualquier medición: ¿cómo localizar pequeñas áreas de pérdida severa de espesor en cientos de metros cuadrados de superficie? Las mediciones manuales por Ultrasonido (UT) proporcionan un espesor de pared remanente altamente preciso, pero solo pueden utilizarse de manera económica para cubrir un pequeño porcentaje de la estructura general. Un caso documentado por Guided Ultrasonics Limited (GUL) en dos líneas de 36 pulgadas demuestra una estrategia diferente: emplear la inspección (screening) por ondas guiadas para detectar y localizar indicaciones, y posteriormente utilizar el escaneo por ondas guiadas donde los hallazgos demuestren que se requiere una medición. La fortaleza de este enfoque radica en separar la detección de la caracterización dimensional (sizing), aplicando cada una donde aporte mayor valor.

Inspección de tuberías de gran diámetro: el desafío

Una tubería de 36 pulgadas tiene una circunferencia de aproximadamente 2,9 metros. Cuando esa superficie se extiende a lo largo de una línea entre un tanque y un pantalán (jetty), construir una cuadrícula de medición por UT lo suficientemente densa puede incrementar significativamente el número de puntos de inspección, la preparación de la superficie, los requerimientos de acceso y el tiempo de adquisición.

El desafío se incrementa cuando el deterioro está altamente localizado. Numerosos puntos pueden mostrar un espesor aceptable mientras que una picadura profunda ubicada entre dos posiciones de medición puede determinar la aptitud para el servicio (fitness for service) de la tubería. Por lo tanto, el simple hecho de aumentar el número de puntos no garantiza la detección de la pérdida de pared que resulta crítica para la integridad.

Una estrategia de inspección eficiente debe abordar dos necesidades distintas. La primera es examinar la mayor parte posible de la tubería, a lo largo de su longitud y alrededor de su circunferencia, para localizar las zonas de interés. La segunda es obtener información suficientemente detallada del espesor de pared en dichas áreas, incluso donde el acceso directo pueda ser dificultoso.

Inspección por ondas guiadas (Screening): localización de daños

Los Ensayos No Destructivos por Ondas Guiadas (Guided Wave Testing, GWT) utilizados para la inspección (screening) introducen ondas guiadas que se propagan axialmente a lo largo de la tubería a través de todo el volumen de su pared. Los cambios en la sección transversal generan respuestas, lo que permite examinar grandes longitudes desde una sola posición de ensayo, localizando el daño con precisión y clasificándolo según su severidad.

La norma ASTM E2775-16 (2023) define el GWT específicamente como una herramienta de inspección previa o tamizado (screening): localiza áreas donde puede haber pérdida de pared, pero no proporciona directamente el espesor de pared ni las dimensiones exactas del defecto. La norma ISO 18211:2016 sigue el mismo principio, definiendo el GWT como un método cualitativo de inspección y localización de áreas que pueden estar afectadas por corrosión o erosión. Cuando se identifica una posible discontinuidad, normalmente se requieren ensayos complementarios de seguimiento para obtener información detallada.

Esta distinción es fundamental en la práctica. La amplitud de la respuesta de inspección no se puede correlacionar directamente con milímetros de espesor de pared remanente. Sin embargo, los resultados sí indican la importancia relativa del cambio en la sección transversal y su extensión circunferencial aproximada, lo que permite clasificar las indicaciones según su severidad y priorizarlas para una caracterización detallada.

Estudio de caso: dos líneas de 36 pulgadas

El caso publicado por GUL trata sobre dos líneas paralelas de 36 pulgadas que conectan un tanque con un pantalán, con antecedentes de corrosión en la posición de las 6 en punto (generatriz inferior), incluyendo fugas previas. Las líneas incluían tramos de tubería con soldadura helicoidal (en espiral) y con costura longitudinal. El alcance requería una cobertura de inspección del 100%.

La inspección (screening) se llevó a cabo con un sistema Wavemaker® G4MINI con un anillo inflable de 36 pulgadas (figura 1), mientras que para el escaneo de seguimiento se utilizó el equipo QSR1® (figura 2). En función de los resultados del screening, las secciones evaluadas se clasificaron en tres categorías generales: daño escaso o nulo, áreas aisladas con daño significativo y secciones con un gran número de defectos. Esto permitió distinguir las áreas con respuestas limitadas respecto al número o a la severidad de las indicaciones que justificaban una medición detallada.

Desde la perspectiva de la integridad de activos, esta diferenciación ayuda a priorizar el esfuerzo de inspección. En lugar de aplicar el mismo nivel de verificación o confirmación (prove-up) a lo largo de toda la línea, el escaneo se puede enfocar donde los resultados del screening demuestren que es necesario.

Localización de indicaciones en la posición de las 6 en punto

La representación gráfica de tubería desplegada (Unrolled Pipe Display) presenta los datos de inspección desplegando virtualmente la tubería, como si hubiese sido cortada longitudinalmente y extendida en plano, de modo que se pueda visualizar toda la circunferencia simultáneamente (Figura 3). Esto permite localizar cada indicación tanto a lo largo de la tubería como alrededor de su circunferencia.

En las líneas evaluadas, esta visualización identificó una concentración de indicaciones alrededor de la posición de las 6 en punto. Esto resultó especialmente relevante ya que coincidía con el historial conocido de corrosión y fugas previas registradas en el fondo de estas tuberías, al tiempo que mostraba ausencia de daño en el resto de la superficie.

En este caso, el deterioro se describió como picaduras altamente localizadas asociadas a corrosión influenciada microbiológicamente (MIC, por sus siglas en inglés). La inspección por screening localizó las áreas afectadas, pero la identificación del mecanismo de daño dependió del historial del activo, la morfología, las condiciones de operación y otras evidencias disponibles.

Escaneo por ondas guiadas: Medición del espesor de pared remanente

Una vez localizadas las indicaciones mediante la inspección por screening, el objetivo cambió de encontrar zonas de interés a determinar cuánto espesor de pared quedaba en esas posiciones. El escaneo por ondas guiadas se realizó con el equipo QSR1® para medir el espesor de pared remanente donde el screening indicó que era necesario.

Al posicionar el instrumento, se debieron considerar las soldaduras helicoidales y de costura longitudinal. Por consiguiente, el equipo se colocó en el lado de la tubería opuesto a estas soldaduras, lo que permitió medir las áreas de interés sin interrupción.

El escaneo de seguimiento se enfocó en las indicaciones ubicadas alrededor de la posición de las 6 en punto. El QSR1® escaneó axialmente a lo largo de la tubería en longitudes de entre 30 y 100 cm, según la extensión del área identificada durante el screening. Con un ancho de haz de 50 mm y pasos de 50 mm, los escaneos cubrieron el 100% de la mitad inferior de las secciones evaluadas. La velocidad de escaneo reportada fue de aproximadamente seis minutos por metro (figura 4).

Del análisis frecuencia-tiempo al perfil de espesor de pared

El resultado principal del escaneo por ondas guiadas es el perfil de espesor de pared remanente a través del área examinada. Cada punto de este perfil se obtiene a partir del análisis del gráfico frecuencia-tiempo, el cual muestra cómo se comportan en esa posición los modos de ondas guiadas cortantes horizontales (shear-horizontal) utilizados para el escaneo.

En los gráficos de frecuencia-tiempo, las líneas verticales representan el modo no dispersivo SH0, mientras que las líneas curvas representan el modo dispersivo SH1. Las líneas mostradas en púrpura y azul indican dónde se esperan reflexiones para una sección sana. Un defecto produce una reflexión adicional que no sigue estas líneas esperadas. Los defectos con una pérdida de pared inferior al 50% producen únicamente una reflexión SH1, mientras que los defectos más profundos producen reflexiones tanto de SH1 como de SH0.

La Figura 4 ilustra cómo se relacionan los gráficos de frecuencia-tiempo con el perfil de espesor resultante. El gráfico superior presenta el perfil de espesor de pared remanente a lo largo del área examinada. El primer gráfico de frecuencia-tiempo inferior muestra un área sin pérdida apreciable de pared y sin reflexiones adicionales. En el segundo gráfico, la reflexión encerrada en un círculo indica que hay una reducción de espesor en la posición de 5 cm del escaneo. Al ajustar la curva amarilla a esta reflexión, se determina un espesor de pared remanente de 6,1 mm en esa posición, lo que equivale a aproximadamente un 40% de pérdida de pared.

De los resultados a las decisiones de integridad

En el caso de la corrosión localizada en tuberías de gran diámetro, el desafío no es simplemente medir la pérdida de pared, sino encontrar dónde la medición detallada tendrá la mayor trascendencia. En el estudio de caso de las líneas de 36 pulgadas, la inspección previa con Wavemaker® redujo el enfoque a las áreas que justificaban una verificación (prove-up), mientras que el escaneo con QSR® proporcionó de manera eficiente mediciones cuantitativas del espesor de pared remanente en esas ubicaciones.

Esto evitó aplicar el mismo nivel de medición detallada a lo largo de toda la línea. En su lugar, se utilizó una detección amplia para orientar una caracterización dimensional localizada, concentrando el esfuerzo de inspección en las áreas que lo requerían.

Posteriormente, esas mediciones pueden integrarse con el diseño de la tubería, las condiciones operativas, el historial de inspección, el mecanismo de daño y los criterios de evaluación aplicables. Esto proporciona a los equipos de integridad de activos la información necesaria para evaluar los hallazgos en contexto y decidir dónde se requieren acciones adicionales.

Avances en el escaneo de gran diámetro: QSR®-ALF

Inspecciones como la descrita en el estudio de caso pusieron de manifiesto cómo las tuberías de gran diámetro introducen un desafío práctico al escanear fuera de la generatriz superior de la tubería: el equipo debe posicionarse de forma segura alrededor de la circunferencia mientras mantiene el movimiento controlado requerido para el escaneo. El marco ajustable para grandes diámetros QSR®-ALF (Adjustable Large-diameter Frame) se desarrolló para facilitar el escaneo en estas áreas.

El marco separa los carros de sensores (Sensor Carts) del ePOD, reduciendo el peso soportado sobre la tubería y facilitando el posicionamiento de los sensores en diferentes ubicaciones circunferenciales. Siempre que el revestimiento sea lo suficientemente delgado para que los imanes EMAT sujeten el conjunto de manera firme, el marco se puede utilizar en diámetros de tubería de 12 pulgadas en adelante.

Referencias

1. Guided Ultrasonics Limited. Large Diameter Screening and Scanning. Case Study. 2025.
2. ASTM International. ASTM E2775-16(2023), Standard Practice for Guided Wave Testing of Above Ground Steel Pipework Using Piezoelectric Effect Transduction.
3. ISO. ISO 18211:2016, Non-destructive testing – Long-range inspection of above-ground pipelines and plant piping using guided wave testing with axial propagation.
4. Guided Ultrasonics Limited. New Frame for Scanning on Large-Diameters: QSR®-ALF. 2026.