Cómo detectar discontinuidades en tuberías de acuerdo con la norma ASTM G62

DeFelsko Corporation

Publicado: 17/10/2023

Las tuberías son una parte vital de la infraestructura moderna: transportan todo tipo de gases y líquidos que impulsan el mundo actual, desde gas natural por líneas de flujo y biocombustibles por líneas de alimentación hasta gasolina desde una refinería por una línea de transporte a un almacén o centro de distribución. Como infraestructura crítica, se someten a numerosos controles de calidad para garantizar su integridad estructural y eficiencia. Un aspecto de su protección es el recubrimiento que las protege contra la corrosión. Verificar que el sistema de recubrimiento funciona conforme a las especificaciones es fundamental para la integridad de la tubería.

Existen innumerables pruebas, procedimientos e instrumentos que se utilizan para comprobar la calidad de recubrimientos protectores antes, durante y después de la aplicación de la pintura:

• Medición del espesor de película seca: posiblemente la medición individual más importante durante la aplicación e inspección de recubrimientos protectores.
• Preparación de la superficie: la superficie de la tubería debe prepararse correctamente antes de aplicar el recubrimiento. Esto incluye identificar y eliminar óxido, suciedad, polvo u otros contaminantes, como sales. Además, crear un perfil de superficie o patrón de anclaje adecuado mediante chorro abrasivo ayuda a que el recubrimiento se adhiera al sustrato.
• Condiciones ambientales: unas condiciones ambientales óptimas son esenciales para preparar la superficie y aplicar y curar recubrimientos y revestimientos, a fin de maximizar su rendimiento.
• Ensayo de adherencia: la capacidad de un recubrimiento para adherirse a un sustrato se denomina «adherencia al sustrato», y su capacidad para adherirse a varias capas del sistema se denomina «adherencia entre capas».
• Detección de discontinuidades y poros: después de aplicar un recubrimiento protector, es importante asegurarse de que no haya defectos o discontinuidades que dejen al descubierto el sustrato. Las pequeñas zonas de recubrimiento fino o ausente, denominadas «poros» o «discontinuidades», pueden convertirse en focos de corrosión y reducir drásticamente la vida útil de un sistema de recubrimiento protector.

Este artículo se centrará en la detección de discontinuidades en recubrimientos aplicados a tuberías según los métodos y procedimientos de ensayo descritos en ASTM G62: «Métodos de ensayo normalizados para la detección de discontinuidades en recubrimientos de tuberías».

¿Qué es la detección de discontinuidades?

La detección de discontinuidades es un ensayo no destructivo en recubrimientos no conductores aplicados sobre sustratos conductores, como tuberías. Según métodos de ensayo como ASTM G62, un detector de discontinuidades utiliza un electrodo cargado que se pasa sobre el recubrimiento. Al encontrar una discontinuidad, la corriente fluye desde el electrodo al sustrato conductor situado debajo. La corriente vuelve al detector a través de un cable de tierra, completando el circuito y activando una alarma que avisa al inspector del defecto.

Más información:

«Cómo localizar poros y discontinuidades en recubrimientos protectores»

¿Qué es una discontinuidad? ¿Por qué es necesaria la detección de discontinuidades? ¿Cómo se detectan las discontinuidades?

¿Cómo se forman las discontinuidades?

¿Qué es ASTM G62, «Métodos de ensayo normalizados para detectar discontinuidades en recubrimientos de tuberías»?

ASTM G62, «Métodos de ensayo normalizados para detectar discontinuidades en recubrimientos de tuberías», describe dos métodos de ensayo para localizar poros y discontinuidades en esos recubrimientos:

• El método A está diseñado para detectar poros y discontinuidades en recubrimientos de película fina (de 25 µm a 0,254 mm o de 1 a 10 mils) utilizando un electrodo explorador con esponja húmeda y una tensión aplicada inferior a 100 V CC. Si se utiliza un agente humectante además del agua, resulta eficaz hasta 0,508 mm (20 mils).

Véase: detector de poros de baja tensión PosiTest LPD

• El método B se utiliza para detectar poros y discontinuidades en recubrimientos de película gruesa (≥ 250 µm o ≥ 10 mils) mediante diversos electrodos exploradores de cepillo plano de alambre y de resorte rodante. Se recomienda que el rango de tensión aplicado para estos instrumentos esté comprendido entre 4 y 35 kV CC.

Véase: detectores de discontinuidades de alta tensión PosiTest HHD y PosiTest HHD C

Ambos métodos se basan en principios de funcionamiento similares. Se pasa un electrodo cargado por encima de un recubrimiento. Cuando se detecta una discontinuidad, la corriente fluye desde el electrodo hacia el sustrato conductor situado debajo. La corriente regresa al detector a través de un cable de tierra, completando así el circuito y activando una alarma que avisa al inspector del defecto.

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Procedimiento de ensayo, calibración y verificación de funcionamiento según la norma ASTM G62:

A continuación se describe el procedimiento ASTM G62 para cada método de ensayo, utilizando el PosiTest LPD (método A) y los detectores de discontinuidades de la serie PosiTest HHD (método B).

Nota: Estas instrucciones resumen los procedimientos utilizados para realizar ensayos de detección de discontinuidades conforme a ASTM G62. Consulte y siga el método de ensayo ASTM G62 antes de realizar los ensayos.

Calibración:

ASTM G62 recomienda una calibración anual realizada por el fabricante del equipo, un agente autorizado o un laboratorio de calibración acreditado aprobado por el fabricante. Junto con el instrumento se conservará un certificado de calibración trazable al NIST.

Todos los instrumentos DeFelsko de ensayo de poros y discontinuidades incluyen un certificado de calibración detallado trazable al NIST.

Verificación:

La tensión de salida y el funcionamiento general deberán verificarse antes y después de cada período de uso, si el detector se cae o si cambia el espesor del recubrimiento o el electrodo.

Procedimiento de verificación ASTM G62:

Verificación de la tensión de salida:

Nota: Los equipos PosiTest LPD, PosiTest HHD y PosiTest HHD C incluyen voltímetros certificados integrados que verifican la tensión en el electrodo. Salvo que se exija lo contrario, el procedimiento siguiente no es necesario para los detectores de poros y discontinuidades DeFelsko. Si los protocolos de control de calidad lo requieren, DeFelsko ofrece un verificador PosiTest LPD y verificadores de la serie PosiTest HHD para los modelos de corriente continua pulsada (PosiTest HHD) o continua no pulsada (PosiTest HHD C).

1. Asegúrese de que el detector de discontinuidades esté correctamente conectado a tierra y que el electrodo esté conectado a la unidad y en contacto con el recubrimiento.
2. Conecte el cable de tierra del voltímetro de alta tensión al conector de tierra del detector de discontinuidades.
3. Encienda el detector de discontinuidades, ajuste la tensión según el menor espesor de recubrimiento esperado o medido (espesor mínimo) y active la salida de tensión. Consulte la tabla de tensiones siguiente. Ponga en contacto el electrodo y el sustrato.
4. Coloque la punta de la sonda del voltímetro contra el electrodo del detector de discontinuidades. La lectura del voltímetro deberá diferir de la tensión de ensayo deseada en no más de un 10 %.
5. Si es necesario, ajuste la tensión del detector de discontinuidades y vuelva a verificarla.

Verificación funcional:

1. Localice una discontinuidad conocida en el recubrimiento, de 40 mils (1 mm) de diámetro, que llegue hasta el sustrato.
2. Encienda el detector de discontinuidades y active la salida de tensión. Pase el electrodo por la discontinuidad conocida según el procedimiento de ensayo que figura más abajo o en la sección 11 de ASTM G62.
3. Asegúrese de que la alarma se active cuando el electrodo pase sobre la discontinuidad conocida.

Procedimiento de prueba:

Los procedimientos de ensayo ASTM G62 se dividen en método A (detectores de poros de baja tensión) y método B (detectores de discontinuidades de alta tensión).

Método A (detector de discontinuidades de baja tensión):

1. Monte el detector de baja tensión según las instrucciones del fabricante. (Manual de instrucciones PosiTest LPD)

• Humedezca el electrodo de esponja con agua limpia del grifo y fije la esponja en la varilla
• Exprima el exceso de agua de la esponja hasta que ya no gotee

*El PosiTest LPD puede realizar ensayos en espesores de película seca (DFT) de hasta 20 mils (500 µm). Para ensayar DFT > 250 µm (10 mils), añadir al agua un agente humectante u otro tensioactivo de baja formación de espuma reduce la tensión superficial del agua y facilita su penetración en las discontinuidades.

2. Conecte la pinza de tierra a un punto sin recubrimiento de la pieza que se va a ensayar. Enchufe el cable de tierra en su conector, situado en la parte inferior del PosiTest LPD.

3. Encienda la unidad.

4. Seleccione el voltaje de prueba. El PosiTest LPD verificará automáticamente el voltaje establecido utilizando el voltímetro incorporado.

5. Verifique el funcionamiento colocando el electrodo sobre una superficie sin recubrimiento. El LED y las alarmas sonoras deberían activarse.

6. Coloque el electrodo de esponja sobre la pieza recubierta. Los detectores de poros de baja tensión PosiTest LPD incorporan GroundSense™, que confirma visualmente al usuario que el instrumento está correctamente conectado a tierra. Verifique que el indicador LED GroundSense™ permanezca encendido y no parpadee.

• Si el LED parpadea, verifique las conexiones del cable de tierra en la pinza de tierra y el detector
• Si todas las conexiones son seguras y el LED sigue parpadeando, conecte la pinza de masa a otra zona no recubierta de la pieza.

7. El detector de poros de baja tensión está listo para ensayar. Mueva la esponja sobre la superficie recubierta a una velocidad máxima de 0,3 m/s (1 pie/s). Si la esponja del PosiTest LPD toca un poro, se encenderán todos los LED de la pantalla y sonará una alarma.

8. Utilice la esquina de la esponja para localizar el poro con precisión. Después, márquelo con tiza o cinta de pintor para repararlo.

Método B (detector de discontinuidades de alta tensión):

1. Monte el detector de discontinuidades de alta tensión según las instrucciones del fabricante. (Manual de instrucciones PosiTest HHD, manual de instrucciones PosiTest HHD C)

• Conecte la varilla de electrodo y el electrodo, así como el cable de tierra. Instale la batería.

2. Mida el espesor del recubrimiento de la zona que se va a ensayar conforme a ASTM D7091. El medidor de espesor de recubrimientos PosiTector 6000 para todos los sustratos metálicos es ideal para esta tarea.

3. Seleccione la tensión de prueba.

Nota: El PosiTest HHD incorpora una calculadora de tensión. Solicita al usuario que introduzca el grosor del revestimiento de la pieza que se va a comprobar y la norma que está aplicando, y calcula automáticamente la tensión de ensayo correcta.

La tensión de ensayo será 1,5 veces la rigidez dieléctrica del aire calculada mediante la ley de Paschen para el espesor de película seca medido, más 1500 V. Para el aire a la temperatura y presión atmosféricas estándar, esa tensión puede calcularse como:

V=1500+1.5[170+2.48d+58√d] (micras)

V=1500+1.5[170+63.0d+293√d] (mils)

Donde V = tensión de ensayo y d = espesor del recubrimiento

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En el apéndice A, más abajo, encontrará la tabla de tensiones correspondiente a los valores de espesor de recubrimiento según la fórmula anterior.

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ASTM G62 recomienda utilizar varios ajustes de tensión adecuados al espesor de película seca de la zona ensayada cuando el espesor del recubrimiento varíe considerablemente.

Advertencia: La tensión ajustada no debe superar la rigidez dieléctrica del recubrimiento, ya que podrían producirse daños. Consulte la ficha técnica del fabricante para conocer la rigidez dieléctrica correcta.

4. Conecte la probeta a tierra

5. Asegúrese de que la superficie recubierta esté seca y mantenga el electrodo a una distancia de al menos ½” (12,7 mm) de cualquier borde desnudo cortado o ranurado.

6. Encienda el detector de discontinuidades de alta tensión.

Nota: Lea atentamente y comprenda el manual de instrucciones aplicable antes de activar el modo de detección (Detection Mode).

Manual de instrucciones PosiTest HHD

PosiTest HHD C Manual de instrucciones

Advertencia: NO toque el electrodo cuando el instrumento esté encendido.

7. Mueva el electrodo sobre la muestra de prueba a una velocidad inferior a 0,3 m/s (1 pie/s). Asegúrese de que el electrodo entre en contacto con toda el área recubierta.

8. Las alarmas sonoras y visuales del detector de discontinuidades se activarán si pasa sobre una discontinuidad, vacío, poro o zona de recubrimiento más fino. Utilice un localizador de poros (paleta de goma conductora) para localizar el defecto con precisión.

9. Marque la ubicación de la discontinuidad o poro con tiza o cinta de pintor.

10. Reparar el recubrimiento

11. Deje transcurrir tiempo suficiente para que la reparación cure antes de repetir el ensayo. Las condiciones de curado suelen especificarse por el fabricante del recubrimiento. Solo deben volver a ensayarse las zonas reparadas, hasta que no se detecten defectos.

Informes:

Los informes de ensayo ASTM G62 contendrán:

• Identificación completa de la muestra de ensayo (nombres o número de código del recubrimiento, diámetro de la tubería, origen, datos de producción y número de lote de producción). En el caso de las tuberías de acero corrugado con recubrimiento polimérico, se aplicarán los requisitos de informe de la norma ASTM A742/A742M.

- Nombre y tipo de instrumento utilizado, método de verificación del funcionamiento y si se ha utilizado el método A o el B.

• Si se ha utilizado el método B, indique la tensión o tensiones de ensayo y la rigidez dieléctrica mínima declarada del recubrimiento (V/mm [V/mil]), si se conoce.

Conclusión:

La detección de discontinuidades en tuberías es fundamental para los programas de garantía de calidad y, por tanto, para la integridad de los sistemas de recubrimiento que protegen las tuberías contra la corrosión. ASTM G62 establece dos métodos de ensayo para detectar correctamente distintos defectos, como poros, discontinuidades y otras deformidades.

El detector de poros de baja tensión PosiTest LPD y los detectores de discontinuidades de alta tensión de la serie PosiTest HHD son ideales para realizar los ensayos descritos en ASTM G62. Llame al 315-393-4450, complete un formulario de consulta de ventas o solicite un presupuesto directamente desde la página del producto.

Apéndice A: Tabla de consulta de tensiones ASTM G62