MX2007008449A - Dispositivos de ultrasonido de conjunto en fase y metodos de uso con acero inoxidable. - Google Patents

Abstract

Se contemplan configuraciones y metodos que se relacionan con la prueba por ultrasonido, no destructiva de materiales de acero inoxidable y especialmente materiales en una posicion dificil de alcanzar en las cuales una sonda de conjunto en fase es operada utilizando sondas longitudinales, en donde la sonda es operada adicionalmente en un angulo que proporciona una cobertura de un ultrasonido sustancialmente completa cuando el angulo de haz se modifica.

Description

DISPOSITIVOS DE ULTRASONIDO DE CONJUNTO EN FASE Y MÉTODOS DE USO CON ACERO INOXIDABLE CAMPO DE LA INVENCIÓN El campo de la invención es prueba de ultrasonido, y especialmente se relaciona con la prueba de soldadoras difíciles de alcanzar en acero inoxidable.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las áreas de soldadura de acero inoxidable típicamente son difíciles de inspeccionar utilizando pruebas de ultrasonido (UT, por sus siglas en inglés) dado que los granos anisotrópicos relativamente grandes que típicamente se encuentran en metales de soldadura austenítica con frecuencia distorsionan y/o dispersan el haz de ultrasonido. Más comúnmente, dichos efectos perjudiciales son una combinación del modo de conversión y la atenuación del haz que se produce por variaciones en las velocidades de sonido entre los granos con orientaciones y posiciones diferentes. El modo de conversión es un efecto que es común en UT y con frecuencia se presenta cuando un haz ultrasónico incide en el límite entre dos materiales con velocidades acústicas diferentes en un ángulo oblicuo. Cuando el haz incide sobre el límite, el haz se divide en haces reflejados y refractados que tienen modos y clasificaciones de onda Ref.: 183902 diferentes (por ejemplo ondas longitudinales, transversales y superficiales) . Las conversiones de modo típicamente dividen al haz incidente, reduciendo su fuerza y producen reflexiones no deseadas que pueden crear indicaciones erróneas . Además, las características anisotrópicas de los aceros inoxidables que producen conversión de modo también contribuyen a distorsión del haz provocando atenuación y dispersión del haz ultrasónico conforme se desplaza a través del material. La atenuación generalmente se refiere a la absorción de la energía sonora conforme pasa a través del material y de esta manera genera calor. Cuando se absorbe el sonido, se reduce la relación señal a ruido lo que vuelve difícil distinguir la señal del ruido de fondo. La dispersión de la señal es la deflexión de cantidades pequeñas de energía acústica fuera de haz ultrasónico principal. La deflexión es el resultado de interacciones entre el haz de sonido y discontinuidades en el material tal como límites de grano, inclusiones y defectos (la dispersión depende en gran medida de la relación entre el tamaño del grano y la longitud de onda ultrasónica) . Tanto la atenuación como la dispersión de haz son problemas bien reconocidos cuando se utiliza UT para inspeccionar áreas soldadas de acero inoxidable. Por lo menos algunos de los efectos de la conversión de modo y la distorsión de haz se pueden corregir y minimizar utilizando sondas y técnicas de análisis adecuados. Por ejemplo, se sabe como reducir efectos indeseables por atenuación utilizando sondas de frecuencia menores. No obstante, el uso de una frecuencia menor típicamente resulta en una sensibilidad y resolución reducidos. Las relaciones bajas de señal a ruido debido a la dispersión se pueden corregir mediante sondas de enfoque. Desafortunadamente, cuando se utilizan haces enfocados con sondas de cristal doble estándar el tiempo de inspección se incrementa notablemente dado que dichos procedimientos con frecuencia requieren numerosas sondas de ángulos y puntos focales diferentes. Por lo tanto, aunque algunas de las dificultades asociadas con UT del acero inoxidable se pueden corregir en por lo menos cierto grado, la totalidad o casi la totalidad de dichas mejoras requieren técnicas altamente especializadas y/o un tiempo UT aumentado de manera significativa. Así, aunque se conocen en la técnica numerosos métodos y dispositivos UT, todos o casi todos adolecen de una o más desventajas. Por lo tanto, aún existe la necesidad de proporcionar dispositivos y métodos mejorados de prueba de ultrasonido .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con configuraciones y métodos para pruebas de ultrasonido en las cuales se utiliza una sonda de conjunto en fase en un ángulo de sonda que es suficiente para permitir inspección ultrasónica sustancialmente completa de áreas difíciles de alcanzar por variación del ángulo de haz mientras se utilizan ondas longitudinales. Por lo tanto, en un aspecto de la materia objeto de la invención, se describe un método para probar un material de acero inoxidable que tiene una etapa en la cual se proporciona una sonda ultrasónica de conjunto en fase, en donde la sonda es operada de manera que se hace variar el ángulo de haz y en donde la sonda es operada adicionalmente en el modo de onda longitudinal. En otra etapa, la sonda se coloca sobre una superficie de material de acero inoxidable que se va a probar en un ángulo tal que, por variación del ángulo de haz en el modo de onda longitudinal, se puede explorar sustancialmente la totalidad del material debajo de la superficie. En otro aspecto de la materia objeto de la invención se describe un método para instruir a una persona para detectar una falla potencial en una soldadora de material de acero inoxidable que incluye una etapa en la cual se proporciona información para utilizar una sonda ultrasónica de conjunto en fase, en donde la zona está configurada y es operada de manera que se puede hacer variar el ángulo de haz. En otra etapa, se proporciona información para operar la sonda en un modo de onda longitudinal. En una etapa adicional, se proporciona información para colocar la sonda sobre una superficie de material de acero inoxidable en un ángulo tal que por variación del ángulo de haz en el modo de onda longitudinal sustancialmente la totalidad del material debajo de la superficie se puede explorar, y una etapa adicional en donde se proporciona información para operar la sonda y de esta manera explorar la falla potencial en el material de acero inoxidable. De manera más preferible, el ángulo de haz se hace variar entre 20 grados y 70 grados, mientras que el ángulo de sonda está entre 60 grados y 80 grados. Típicamente, el material probado por debajo de la superficie comprende un acoplamiento de conexión de rama (por ejemplo entre una conexión de salida biselada y un encabezador de fundición estático y/o una te modificada) y/o una soldadura de surco de penetración completa, el cual puede incluir además un refuerzo de filete. Entre otros materiales, los materiales contemplados incluyen aquellos adecuados para aplicaciones a alta presión (es decir, por lo menos 689 kPa (100 psia) ) y/o funcionamiento a alta temperatura (es decir, superior a 300°C) . De manera más habitual, dichos materiales incluyen diversos aceros inoxidables y otros metales aleados. Por lo tanto, las fallas detectables con los métodos contemplados especialmente incluyen fracturas, carencia de fusión, penetración incompleta, recortado, porosidad de superficie e inclusiones de escoria expuesta en materiales (y particularmente soldaduras) para uso industrial que incluyen tuberías, calderas, etc., en donde la falla se puede detectar a profundidades de hasta, y por lo menos 25 milímetros y de manera más típica hasta y por lo menos 30 milímetros . Diversos objetivos, características, aspectos y ventajas de la presente invención se volverán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 es un esquema que muestra las trayectorias de onda de ultrasonido y ángulos de una sonda dentro de un transductor monocristalino (izquierda) y una sonda con transductores de conjunto en fase (derecha) . La figura 2 es un esquema que muestra el efecto del accionamiento retrasado de los transductores en un conjunto en fase sobre el ángulo de haz y la profundidad focal. La figura 3 es una fotografía de una conexión soldada ejemplar que muestra la superficie de exploración. La figura 4 es una sección transversal esquemática de la conexión soldada de la figura 3. La figura 5 es una fotografía de una configuración ejemplar de acuerdo con la materia objeto de la invención. La figura 6 es una pantalla ejemplar transmitida de un explorador en el cual se hace variar el ángulo de haz entre 20 y 75 grados.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los inventores descubrieron que UT puede mejorar significativamente mediante la utilización de una sonda de conjunto en fase en la cual una pluralidad de elementos transmisores se controlan de manera coordinada para permitir una posición predeterminada de un punto y/o posición focal. De manera más preferible, la sonda de conjunto en fase es operada utilizando ondas longitudinales y tiene un ángulo de sonda en relación a la superficie de manera que permite un barrido sustancialmente completo del haz ultrasónico a través del material que se va a probar. Típicamente, la sonda de conjunto en fase por lo tanto es operada de manera que el ángulo de haz se puede hacer variar sustancialmente. Una comparación ejemplar entre la sonda de ultrasonido conocida hasta ahora que tiene un elemento transmisor único se muestra en la figura 1. En el lado izquierdo se muestra una sonda monocristalina y en el lado derecho una sonda de elementos múltiples. La sonda monocristalina tiene un punto focal fijo y está limitada para detectar fallas con orientaciones que proporcionen una retro- reflexión suficiente. En contraste, las sondas de elementos múltiples contempladas en la presente son capaces de ajustar su punto focal y dirigir el haz ultrasónico para detectar y determinar el tamaño de fracturas de la mayor parte de las orientaciones y profundidades. Dado que los elementos individuales son operados en fase controlada uno en relación al otro, la prueba con sondas contempladas y los métodos también de denomina como un UT-PA (prueba de ultrasonido de conjunto en fase) . Visto desde otra perspectiva, la técnica UT/PA se basa en una distribución de elementos piezoeléctricos múltiples que se controlan independientemente para desarrollar ondas sónicas sincronizadas y manejables. La figura 2 muestra formas de onda resultantes ejemplares y direcciones como resultado del retraso controlado entre los elementos individuales. En el panel superior, el retraso del funcionamiento de los elementos se incrementa de los elementos exteriores hacia los elementos centrales lo que resulta en un haz enfocado, mientras que en el panel inferior el retraso se incrementa de una manera no lineal desde los elementos a la izquierda hacia los elementos a la derecha, lo que resulta en un haz en ángulo. Debe reconocerse que las capacidades expandidas de esta manera de UT-PA proporciona una mayor resolución con mejores características de determinación de tamaño y delineado las cuales se pueden llevar a cabo en una fracción del tiempo que se requiere cuando se utilizan métodos UT convencionales. Además, también debe apreciarse que las técnicas contempladas permiten la verificación de integridad de soldadura para soldados de acceso difícil, que incluye acoplamientos de conexión de rama y soldaduras de surco de penetración completa con refuerzos de filete. La verificación de este tipo de soldaduras es un una necesidad para instalaciones de energía, de petróleo y gas, en particular aquellas que operan bajo alta presión, alta temperatura o en ambientes corrosivos. Históricamente se han utilizado inspecciones visuales de las soldaduras y pruebas radiográficas (RT) , pero estos métodos son costosos, consumen tiempo y con frecuencia no coinciden con los beneficios del método UT-PA nuevo. Los métodos UT-PA contemplados en la presente generalmente requieren menos tiempo que UT convencional, no son tan peligrosos como RT y permiten 100% de inspección volumétrica. Otras ventajas de UT-PA contempladas en la presente incluyen la facilidad de uso, aumento en la precisión y desarrollo de registros de inspección digital instantáneos para seguimiento de propagación de defectos en el futuro. Los inventores encontraron que, además de otros materiales, el equipo ultrasónico del conjunto en fase presenta una técnica adecuada para la inspección de acero inoxidable fundido y particularmente acero inoxidable ASTM A608 modificado con 20Cr-32Ni-Nb . Utilizando los métodos y los dispositivos que se contemplan, se puede probar ahora de una manera no destructiva la integridad de soldadura para área de difícil acceso tales como acoplamiento de conexión de rama y soldaduras de surco. Esta es una técnica segura, fácil de usar y eficaz que se puede aplicar a 100% del volumen soldado y proporciona un método de soldadura y verificación con resultados digitales instantáneos. El presente método UT-PA también proporciona un método sencillo y rentable de enfoque en áreas con problemas potenciales y por lo tanto reduce la necesidad de reparaciones costosas. En contraste, el UT más convencional no puede ser implementado exitosamente en la totalidad de las áreas de acceso difícil. Otros métodos de pruebas no destructivas de áreas de acceso difícil requieren verificaciones visuales o métodos de examen relativamente costosos que someten a los usuarios a diversos peligros (por ejemplo radiación, sustancias químicas, etc.). Una comparación de los métodos UT-PA contemplados en la presente con otros métodos de prueba se muestran en la Tabla 1 a continuación en la cual UT-TOFD se refiere a la detección de prueba ultrasónica con tiempo de desplazamiento. Los resultados de probabilidad de detección (POD) son de un análisis del instituto de soldadura Dutch.

Tabla 1 EJEMPLOS Los ejemplos a continuación describen diversos aspectos de las técnicas no destructivas de UT-PA de acuerdo con la materia objeto inventiva respecto a una conexión ramificada de un acoplamiento de salida ASTM B564 en un encabezador de fundición estático ASTM A608 modificado con 20Cr32Ni-Nb y una te modificada HP45. En los ejemplos se obtienen resultados de verificación precisos y rápidos para los acoplamientos reforzados. En la figura 3 se muestra una conexión de soldadura única típica, la cual es representativa de las conexiones de rama que se van a inspeccionar utilizando UT-PA. Los acoplamientos del equipo y los materiales bajo instrucción incluyen: (1) acoplamientos de salida UNS N08811 ASTM B564 MSS SP-97-2001 con diseños de bisel y dimensiones de acuerdo con ASME B 16.25, diámetro interior = 28.5 mm y diámetro exterior máximo = 89.5 mm, espesor promedio de pared, t = 30.5 mm, (2) encabezadores de tubo ASTM A608 modificados con 20Cr-32 Ni-Nb con un diámetro interior = 279.4 mm y un espesor de pared t = 38.1 mm, y (3) tes modificadas HP45. Con frecuencia se encuentran retos considerables en un sitio de construcción al examinar la integridad de soldadura para conexiones de rama dado que las soldaduras pueden estar en lugares en donde las configuraciones de la pared del tubo vuelven muy difícil el examen por métodos RT tradicionales y consumen tiempo. Además, y especialmente en donde las pruebas radiográficas de la muestra proporcionan resultados pobres, los métodos de examen alternativos se vuelven altamente deseables. El código define conexiones de rama como "acoplamientos reforzados integralmente soldados a un tubo que corre y conectados a un tubo ramal por soldadura a tope, soldadura de receptáculo, junta roscada o con reborde, que incluye un acoplamiento de salida de rama que cumple con MSSSP-97". Para un examen RT, esto significa que los criterios de aceptación para las soldaduras no se permite que tengan ninguna fractura, carencia de fusión, penetración incompleta, recorte, porosidad de superficie o inclusiones de escorias expuestas. Durante los ensayos de muestra de RT se probaron un total de 25 salidas con técnicas de exposición de pared doble. Se rechazaron seis (24%) de conformidad con B31.3 tabla 341.3.2 categoría M fluido bajo la columna "contorno, surcos de bisel y conexión de rama" . Los retos relacionados con la realización de este tipo de exposición de pared doble se relacionan con el extenso tiempo y esfuerzo involucrados (aproximadamente 6 horas para examinar una conexión completa) . Por ejemplo, con más de 600 conexiones de rama por inspeccionar, los métodos RT requerirían más de cinco meses para completar la inspección con equipos trabajando día y noche. La técnica de conjunto en fase nuevo que se describe en la presente demuestra ser una alternativa altamente deseable para llevar a cabo la inspección en diez días de trabajo. Otro examen RT utiliza la técnica de exposición de pared única. Esta técnica es permisible en ciertos lugares debido a la configuración de la conexión y el tamaño de la pared del tubo. Los resultados de este examen muestran un total de 29 conexiones rechazadas de 45 inspeccionadas para una tasa de rechazo de 64.4% para las muestras. No obstante, el factor de "borrosidad geométrica" para estas soldaduras, no cumple con la sección V, Artículo 2, párrafo T-274.2 para espesores de material menores de 51 mm (2") . Existieron dos problemas principales a considerar para uso de UT-PA. Uno es el cumplimiento de la técnica UT-PA con el Código y el otro es su aplicabilidad para uso con herramientas disponibles actualmente para las configuraciones de soldadura. Las condiciones de diseño involucran presiones a 3.3 MPa (485 psig) y temperaturas de 885°C (1625°F). El diseño se basa en calentadores incinerados API 560 para servicio de refinería general y tubería de proceso ASME B31.3. Los criterios de aceptación para estas soldaduras utilizando RT se encuentran bajo ASME Código B31.3, Tabla 341.3.2. El código de recipiente de presión ASME VIII, Caso 2335-6 permite "el uso de UT en vez de RT" y las declaraciones de API-560 y B31.3 fundamentan el examen con UT. El código API 560, párrafo 14.2.2.7 establece "En casos en donde la soldadura o la configuración del material vuelva difícil el examen radiográfico para interpretar o imposible de realizar, tales como soldadura de boquillas, puede sustituirse con examen ultrasónico". Además, el código ASME B31.3, párrafo 341.5.3, Examen para Resolver Incertidumbre, establece "se puede utilizar cualquier método para resolver indicaciones dudosas".

Calibración Para calibrar un dispositivo UT-PA, se toman muestras de acoplamiento de salida reales y se utilizan como "bloques de calibración" . La figura 4 ilustra el uso de estas muestras para calibración. La pieza de calibración con perforaciones taladradas lateralmente se prepara a partir de una rama soldada a una muestra de conexión en T. Esta muestra es representativa de todas las conexiones examinadas, en término de preparación de soldadura, proceso y tratamientos con calor. Como se muestra en la figura 5, en el instrumento R/D TechOmniscan se utiliza con una sonda de 16 elementos a 5.0 MHz y acoplamiento de ultragel adecuado para la mayor parte de las aplicaciones de acero inoxidable. La técnica UT-PA es adecuada con CGSB UT Nivel II p SNT UT Nivel II, y únicamente requiere dos o tres días de entrenamiento antes de que se realicen interpretaciones en pantalla de los resultados. En la figura 6 se presenta una muestra del resultado en pantalla para la técnica. Debe hacerse notar que el ángulo de sonda seleccionado debe ser adecuado para la orientación del defecto esperado. En consecuencia, se prefiere que el ángulo incidente del haz ultrasónico incida en el defecto de manera perpendicular para una amplitud máxima de eco. No obstante, es difícil la determinación de el ángulo de sonda adecuado cuando no se conoce de antemano la orientación de la falla. Para esta situación, la soldadura se explora a partir de las superficies planas del acoplamiento de salida. De manera más general, los ángulos de sonda utilizados en la presente son de 5 grados y 85 grados, más comúnmente entre 25 grados y 80 grados, y de manera mucho más común entre 60 y 80 grados. Habitualmente, solo las longitudes de onda transversales (de cizallamiento) generalmente se permiten para inspección de soldadura. No obstante, cuando dichos parámetros no son aplicables y/o factibles, debe reconocerse que se pueden utilizar longitudes de onda longitudinales (recta) de manera que se pueda obtener la anchura de exploración en sección que se requiere. La sondas en cizallamiento tienen aproximadamente la mitad de la longitud de onda con respecto a las ondas longitudinales si únicamente se pueden dispersar abiertas en un ángulo de cobertura de 30 a 35 grados. En contraste, las ondas longitudinales se pueden ampliar dos veces tanto como se ilustra en la figura 4 (conexión de muestra utilizada como un "bloque de calibración" para el equipo UT-PA) . Por lo tanto, debe reconocerse que mediante la utilización de ondas longitudinales, se puede obtener una cobertura por sector de 10 grados a 80 grados, y de manera más típica de 20 grados a 75 grados. En combinación con el ángulo de sonda apropiado, se puede obtener una cobertura sustancialmente completa del área explorada. Los términos "sustancialmente completa" y "sustancialmente toda", como se utilizan en la presente, se refiere por lo menos 90%, y de manera más típica a 95% y de manera mucho más típica por lo menos 97%-100%. La exploración se programa en incrementos de 1 grado del haz ultrasónico y tiene una resolución angular de 0.8 mm. Los granos del material soldado se determina que tienen un tamaño promedio de 8 , en base en ASTM E-112-96 tabla 4 (las piezas se cortan perpendiculares al eje de soldadura para mostrar la estructura si las caras de fusión de soldadura) . Los orificios se taladran respectivamente en las zonas de fusión. El propósito de calibrar a través de las zonas de fusión y el material de soldadura es compensar los efectos de la estructura de soldadura. La figura 6 muestra una vista de pantalla que se toma del lugar en una conexión en donde se detecta la amplitud máxima, que muestra la cobertura del conjunto, la cual para esta aplicación es de 20 a 75 grados. También muestra el ángulo en el cual se refleja la energía máxima desde la indicación, 67 grados de onda longitudinal. La escala de profundidad de exploración no se puede utilizar para determinar la profundidad de la falla dado que el ahusamiento afecta la distancia, dependiendo de la ubicación de la sonda en la conexión soldada. También, la velocidad cambia en el material de soldadura lo cual puede volverla menos precisa. No obstante, se proporciona una distancia calculada a partir de la superficie de Diámetro Exterior en las tablas de resultados, la cual se basa en los lugares en donde la indicación aparece dentro del conjunto. En base en las trayectorias de sonido relativamente cortas de las indicaciones reportadas, se considera que están colocadas en la zona de soldadura en el lado soldado para la conexión. Se calculan los tamaños de defecto en base en la sección transversal del conjunto (aproximadamente 10 a 12 mm) en el objetivo. Los tamaños calculados están tomados directamente y de manera proporcional a partir de las imágenes . La sensibilidad se determina principalmente por el tamaño de los orificios taladrados lateralmente, los cuales son de 3.2 mm (1/8") de diámetro, de acuerdo con los requerimientos B31.3 para un espesor de soldadura de 30.5 mm. La calibración de sensibilidad se lleva a cabo con orificios de diámetro de 3.2 mm (1/8"), explorando con 6 dB adicionales de sensibilidad con el fin de determinar el tamaño de las indicaciones. Para evaluación de las indicaciones y la recolección de datos, se eliminan los 6 dB adicionales.

Relación de UT-PA versus RT De acuerdo con los criterios de aceptación ultrasónicos de código ASME B31.3, párrafo 344.6.2, es inaceptable una discontinuidad de tipo lineal si la amplitud de la indicación excede el nivel de referencia y su longitud excede de 10.2 mm. Esto es igual a una longitud de 10 mm para aplicaciones de campo en donde existe una incertidumbre de medición de 0.2 mm. Como un resultado, las indicaciones deben exceder dos criterios. En primer lugar, la falla debe mostrarse en 80% o más sobre la altura de la pantalla completa y en segundo lugar, la falla debe ser de 10 mm o más grande para que se considere un rechazo. La longitud de 10.2 mm proviene de la letra "F" = T/3, en donde T es el espesor de pared nominal del componente más delgado unido por la soldadura. Para discontinuidades de tipo lineal, si la amplitud de la indicación excede el nivel de referencia y su longitud excede de T/3 para espesores entre 19 y 57 mm (el espesor real se considera que es de 30.5 mm) , se considerará que la muestra se rechaza (se ha tomado a ASME sección VIII división I como el código principal para el criterio de aceptación, después el criterio debe ser el mismo que ASME B31.3) .

Se establece un ensayo para determinar la relación de RT versus UT-PA en una muestra de 25 conexiones ramificadas. Esto resulta en un 100% de relación de señal o, en algunos casos una indicación que proporciona pruebas de que UT-PA localiza más fallas que RT. Cuando se aplica un criterio de código escrito a estas 25 conexiones, UT-PA rechaza 8% más que RT (28% para UT-PA en comparación con 20% para RT) . Debe hacerse notar que el rechazo de UT-PA se basa en la longitud de la falla, como se especifica por B31.3 párrafo 344.6.2.; mientras que el rechazo de RT se basa en la longitud y anchura del defecto, como se indica por B31.3 tabla 344.3.2. Por lo tanto, se toma una decisión para continuar la prueba con todas las otras soldaduras con el método UT-PA. Las muestras de datos de las pruebas de relaciones para los métodos UT-PA y RT se muestran en la figura 9 y en la figura 11. El análisis de la relación de UT-PA respecto a RT proporciona pruebas de la eficiencia y precisión de UT-PA en base en la localización y determinación de tamaño de las fallas. La tabla 2 resume las propiedades de ambos métodos de prueba utilizados.

Tabla 2 Resultados de UT-PA El método de UT-PA que se presenta en este documento indica una tasa de rechazo de 20.5% con un total de más de 100 conexiones que fallan en cumplir con los criterios de aceptación de los demás de 600 probadas. Existen aproximadamente 100 acoplamientos de salida en ramas y aproximadamente 30 acoplamientos en lugares en te. Además de las conexiones probadas e identificadas con defectos que garantiza rechazo, se solicita una exploración completa y se realiza en todas las conexiones con indicación alguna. Únicamente las conexiones rechazadas se reparan o sustituyen. Existen un total de 442 conexiones con longitudes menores de 10 mm que no fueron rechazadas. Estas indicaciones identificadas de monitorearon en el futuro utilizando la misma técnica UT-PA. En ese momento, los resultados ultrasónicos posteriores serán verificados con los registros obtenidos durante el examen UT-PA. Por lo tanto se puede identificar el comportamiento o propagación de defectos y se pueden tomar acciones en consecuencia para reparación o sustitución. En consecuencia, debe reconocerse que se obtienen numerosas ventajas y beneficios utilizando el método UT-PA como se presenta en este documento. Entre otras cosas, la tecnología UT-PA permite el direccionamiento y enfoque de haz electrónico para cubrir el área soldada desde una superficie de exploración limitada, tal como el área ahusada de 45 grados de una conexión ramificada reforzada. Además, la tecnología contemplada proporciona 100% de determinación volumétrica y los resultados digitales proporcionan imágenes en sección transversal de indicaciones y registros permanentes de los datos recolectados. Además, UT-PA proporcionan resultados más rápidos en comparación con RT, el cual típicamente requiere tiempos considerables de revelado y exposición, especialmente para paredes gruesas. Además, UT-PA proporciona buenos resultados de prueba en la mayor parte de las soldaduras metálicas y en materiales metálicos, es fácil de usar, no es peligroso para las personas que llevan a cabo las pruebas . Debe apreciarse especialmente que las soldaduras complejas analizadas en lo anterior incluyen soldaduras a tope de pared pesada y acoplamientos reforzados a soldaduras de encabezador que comprenden metal modificado HP45 con una fundición de aleación altamente estática de precipitación endurecida, las cuales son relativamente difíciles de examinar (en algunos casos, el ángulo de sonda necesita modificarse en aproximadamente 60 grados y la forma de onda se cambia a una onda longitudinal para obtener una cobertura y energía necesaria para obtener tanto la raíz como el relleno) . Por lo tanto, y particularmente en base en los excelentes resultados de HP45 de pared gruesa y delgada, debe reconocerse que UT-PA también se considera adecuado para numerosos otros metales y aleaciones metálicas y especialmente para acero al carbón, de baja aleación y acero inoxidable. Además, entre los diversos usos adicionales para los materiales contemplados, se considera que UT-PA es particularmente ventajoso para el examen de despuntado, arrancado y soldaduras de unión de tipo de salida para recipientes y equipo a presión. Por lo tanto, debe reconocerse que UT-PA es un método confiable de examen en donde no se puede utilizar RT. Por ejemplo, la nueva técnica de UT-PA proporciona resultados más detallados con excelente presentación de registros que se pueden leer fácilmente y soporta mantenimiento preventivo futuro. Además, existen costos mínimos relacionados con el entrenamiento e interpretación de resultados y se puede obtener cumplimiento de códigos con mayor certidumbre que con otros métodos RT . En consecuencia, los inventores consideran un método de prueba de material de acero inoxidable que tiene una etapa en la cual se proporciona una sonda ultrasónica de conjunto en fase, en donde la sonda es operada de manera que se hace variar el ángulo de haz y en donde la sonda es operada adicionalmente en el modo de onda longitudinal. En otra etapa, la sonda se coloca sobre una superficie de material de acero inoxidable que se va a probar en un ángulo tal que, por variación del ángulo de haz en el modo de onda longitudinal, sustancialmente la totalidad del material por debajo de la superficie se puede explorar. Visto desde otra perspectiva, los inventores consideran un método para instruir a una persona para detectar una falla potencial en una soldadura de un material de acero inoxidable que incluye una etapa en la cual se proporciona información para utilizar una sonda ultrasónica de conjunto en fase, en donde la sonda está configurada y opera de manera que se puede hacer variar el ángulo de haz. En otra etapa, se proporciona información para operar la sonda en el modo de onda longitudinal. En una etapa adicional se proporciona información respecto a la colocación de la sonda sobre una superficie de material de acero inoxidable en un ángulo tal que por medio de variación del ángulo de haz en el modo de onda longitudinal se puede explorar sustancialmente la totalidad del material por debajo de la superficie, y en una etapa adicional se proporciona información para operar la zona y de esta manera explorar en búsqueda de fallas potenciales en el material de acero inoxidable. Por lo tanto, se han proporcionado modalidades específicas de aplicaciones de una prueba de ultrasonido no destructiva de conjunto en fase de materiales de acero inoxidable. No obstante, debe ser evidente para una persona experta en la técnica que son posibles muchas más modificaciones además de las ya descritas sin por esto apartarse del concepto inventivo en la presente. Por lo tanto, la materia objeto de la invención no debe limitarse excepto por el espíritu de las reivindicaciones anexas. Además, al interpretar tanto la especificación como las reivindicaciones, todos los términos deben interpretarse de la manera más amplia posible, concordante con el texto. En particular, los términos "que comprende" y "comprendido" debe interpretarse que se refieren a elementos, componentes o etapas de una manera no excluyente lo que indica que los elementos, componentes o etapas a las que se hace referencia pueden estar presentes o se pueden utilizar o combinar con otros elementos, componentes o etapas a los que no se haga referencia de manera expresa. Además, cuando una definición o uso de un término en una referencia, la cual se incorpora como referencia en la presente, no concuerda o es contraria a la definición de dicho término que se proporciona en la presente, la definición de dicho término que se proporciona en la presente es la que prevalece y la definición de dicho término en la referencia se descarta. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método para probar un material de acero inoxidable, caracterizado porque comprende: proporcionar una sonda ultrasónica de conjunto en fase, en donde la sonda es operada de manera que se hace variar el ángulo de haz, y en donde la sonda es operada en un modo de onda longitudinal; colocar la sonda sobre una superficie de material de acero inoxidable que se va a probar en un ángulo tal que, por variación del ángulo de haz en el modo de onda longitudinal, se puede explorar sustancialmente la totalidad del material debajo de la superficie; y operar la sonda para de esta manera explorar en búsqueda de fallas potenciales en el material de acero inoxidable .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo de haz se hace variar entre 20 grados y 70 grados.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo de sonda está entre 60 grados y 80 grados.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material debajo de la superficie comprende por lo menos uno de un acoplamiento de conexión de rama y una soldadura de surco de penetración completa, opcionalmente con refuerzo de filete.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el acoplamiento de conexión de rama está entre el acoplamiento de salida biselado y por lo menos uno de un encabezador de fundición estático y una te modificada.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la falla se selecciona del grupo que consiste de una fractura, una carencia de fusión, una penetración incompleta, un recorte, una porosidad de superficie y una inclusión de escoria expuesta.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material debajo de la superficie tiene un espesor de por lo menos 25 milímetros.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material debajo de la superficie comprende acero inoxidable adecuado para operación a alta presión.

9. Un método para instruir a una persona para detectar una falla potencial en una soldadura de un material de acero inoxidable, caracterizado porque comprende: suministrar información respecto al uso de una sonda ultrasónica de conjunto en fase, en donde la sonda está configurada y es operada de manera que se puede hacer variar el ángulo de haz; suministrar información para operar la sonda en el modo de onda longitudinal; suministrar información para colocar la sonda sobre una superficie de un material de acero inoxidable en un ángulo tal que, por variación del ángulo de haz en el modo de onda longitudinal, se puede explorar sustancialmente la totalidad del material debajo de la superficie; y suministrar información para operar la sonda y de esta manera explorar en búsqueda de una falla potencial en el material de acero inoxidable.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el ángulo de haz se hace variar entre 20 grados y 70 grados.

11. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el ángulo de sonda está entre 60 grados y 80 grados.

12. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el material debajo de la superficie comprende por lo menos uno de un acoplamiento de conexión de rama y una soldadura de surco de penetración completa, opcionalmente con refuerzo de filete.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el acoplamiento de conexión de rama está entre el acoplamiento de salida biselado y por lo menos uno de un encabezador de fundición estático y una te modificada.

14. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la falla se selecciona del grupo que consiste de una fractura, una carencia de fusión, una penetración incompleta, un recorte, una porosidad de superficie y una inclusión de escoria expuesta.

15. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el material debajo de la superficie tiene un espesor de por lo menos 25 milímetros.

16. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el material debajo de la superficie comprende acero inoxidable adecuado para operación a alta presión.