Inspeccion-y-deteccion-de-fallas-en-recipientes-a-presion-por-pruebas-no-destructivas-PND_s

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Engenharias

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13/7/2022

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE
MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

“Inspección y detección de fallas en recipientes a
presión por pruebas no destructivas (PND’s)”

T E S I S

PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO QUÍMICO METALÚRGICO

PRESENTA

SOLÍS AREVALO TONAHUAC

MÉXICO, D. F. 2009

UNAM – Dirección General de Bibliotecas
Tesis Digitales
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PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL

Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México).
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mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro,
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el
respectivo titular de los Derechos de Autor.

Jurado asignado:

Presidente Prof. GERARDO ARAMBURO PEREZ

Vocal Prof. CARLOS RODRIGUEZ RIVERA

Secretario Prof. JOSE GUADALUPE RAMIREZ VIEYRA

1er suplente Prof. OSVALDO FLORES CEDILLO

2º suplente Prof. BALBINA OJEDA RAMIREZ

Sitio de realización:

UNAM. DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALÚRGICA.
Facultad de Química. Edificio “D”.

Asesor del tema:
IQM. GERARDO ARAMBURO PEREZ

Supervisor técnico:
M en M. SERGIO GARCIA GALAN

Sustentante:
SOLIS AREVALO TONAHUAC

AGRADECIMIENTOS

Al IQM Gerardo Aramburo Pérez

A todos mis maestros del departamento de ingeniería metalúrgica de la facultad de química.

A mi Mamá

A mis Hermanas y mi hermano:

Juan
Martha
Xochitl
Mari
Citlalic
Araceli
Deedeni

Para mis sobrinos:

Cesar
Cristian Javier
Manuel
Israel
Carlos
Ana
Karla
Rafael
Rodrigo
Ignacio
Ángel

A mis amigos de grupo de 79 de scouts.

AGRADECIMIENTOS

A Ale

AGRADECIMIENTOS

ÍNDICE
ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

I
OBJETIVO

IV
CAPITULO 1.
PRINCIPIOS DE RECIPIENTES A PRESIÓN, INSPECCIÓN Y DE PND`s
1.1. ELEMENTOS DE RECIPIENTES A PRESION

1
1.2. CONCEPTO GENERAL DE INPECCIÓN

7
1.3. FACTORES QUE DETERMINAN LA FRECUENCIA DE INSPECCIÓN 8
1.4. EVALUACIÓN DE CORROSIÓN Y ESPESOR MÍNIMO 11
1.5. PRUEBA DE PRESIÓN

14
1.6. TECNICAS DE PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS 17
CAPITULO 2.
MÉTODOS DE INSPECCIÓN

2.1. INSPECCIÓN EN FLUJO

26
2.2. INSPECCIÓN EXTERNA

26
2.3. INSPECCIÓN INTERNA

37
CAPITULO 3.
TEORÍA Y PRACTICA DE PND’S

3.1. LÍQUIDOS PENETRANTES (LP)

46
3.2. PRUEBA DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS (PM) 55
3.3. CORRIENTES DE EDDY (CE)

64
3.4. RADIOGRAFÍA

72
3.5. ULTRASONIDO

3.6. INSPECCIÓN METALOGRAFÍCA DE CAMPO 98
CAPITULO 4.
DEFECTOS FÍSICOS Y METALÚRGICOS

4.1. CORROSIÓN

104
4.2. CORROSIÓN BAJO AISLAMIENTO (CUI) 105
4.3. EROSIÓN Y CORROSIÓN/EROSIÓN

107
4.4. FRACTURA AMBIENTAL

109
4.5. CORROSIÓN DEBAJO DE LAINAS

111
4.6. FRACTURA POR FATIGA

112
4.7. ATAQUE DE HIDRÓGENO A ALTAS TEMPERATURAS

114
4.8. CORROSIÓN MICROBIOLÓGICA

123
4.9. DESCARBURIZACIÓN

124
4.10. GRAFITIZACIÓN

124
4.11. PERDIDA DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN

125
4.12. FRAGILIZACIÓN POR REVENIDO

127
4.13. FRACTURA FRÁGIL

127
4.14. HIDRURACIÓN DE ALEACIONES DE TITANIO 128
CAPITULO 5.
CONCLUSIÓN

129
ANEXO A

130
ANEXO B

135
BIBLIOGRAFÍA

138

INTRODUCCIÓN

El material perfecto para la fabricación de recipientes a presión realmente no existe.

En la industria de la fabricación de los recipientes a presión existen muchos y diferentes
materiales los cuales según sus propiedades mecánicas y metalúrgicas pueden ser asignados
a un cierto tipo de servicio en específico, pero cuando se trata de equipos, los cuales van a
estar sometidos a temperaturas y presiones elevadas, estos materiales se enfrentan a
esfuerzos cíclicos mecánicos de tensión-compresión, lo que produce fatiga en puntos
críticos, como son las uniones de soldadura a lo largo del cuerpo del recipiente y las
uniones tapa-cuerpo, en donde se pueden presentase defectos.
Los defectos se consideran generalmente como una separación de la estructura normal del
material. La palabra “defecto” es ampliamente utilizada, para describir la condición
defectuosa de un material tales como: falta de homogeneidad, discontinuidades,
imperfecciones, etc. Sin embargo, en sentido universal, la palabra defecto puede también
describir las desigualdades en la estructura metalúrgica o de la integridad mecánica del
material.
Estos defectos, hacen que disminuya la vida útil del equipo, ya que conforme pasa el
tiempo en servicio, la corrosión producida por el fluido que contenga, los defectos
superficiales que se encuentre en el material y las uniones sueldadas (socavados, poros,
faltas de relleno etc.), así como también aquellos defectos propios del material a nivel
atómico como dislocaciones y vacancias, son capases de producir el deterioro del material,
haciendo posible la aparición de grietas, laminaciones y ampollamiento en el material.

Una fractura se produce como consecuencia de la aparición de una grieta o proceso de
corrosión y, a veces, debido a la combinación de ambos, la mayoría de las fracturas se
desarrollan en forma progresiva. Después de atravesar el espesor de la pared del recipiente,
se produce una abertura en la superficie a través de cual puede pasar una parte de fluido que
contenga el recipiente. Esta circunstancia constituye un aviso de una situación
potencialmente peligrosa. Las rupturas en las que se producen grietas parciales a través de
la pared acompañada de la fractura inmediata del material o en las que la fractura se origina
sin ir acompañada de grietas detectables, son muy raras. Estas fracturas repentinas se
consideran con verdadero respeto, ya que pueden dar lugar a accidentes y perdidas de vidas
humanas, por otra parte, pueden resultar en pérdidas extraordinariamente costosas para la
planta.
Aunque existen numerosas condiciones que pueden ser la causa de una falla en servicio de
un recipiente a presión la causa de una ruptura puede asignarse a una de las cinco
clasificaciones siguientes:

1. Diseño (estructura, disposición de entallas, situación de uniones o configuración de
cordones de soldadura)
2. Materiales (selección y manejo de los materiales base y soldadura)
3. Defectos del material base (producidos por el proceso de fabricación)
4. Montaje (soldadura, tratamientos térmicos, limpieza del recipiente a presión durante
el montaje en taller o en obra)
5. Servicio (fluido que maneje, condiciones de temperatura y presión)
En la mayoría de los casos en que se presenta una fractura, es por una combinación de
varias de las causas antes numeradas.

III

Para prevenir los efectosde las condiciones que pueden dar lugar a una falla en servicio, así
como, también prevenirlos; existen métodos de inspección (interna, externa y en flujo)
desarrollados sistemáticamente con el fin de evaluar la integridad mecánica de la estructura
del recipiente a presión, usando PND´s (Pruebas no destructivas) como:
Líquidos penetrantes
Partículas magnéticas
Corrientes de eddy
Radiografía
Ultrasonido
Metalografía de campo.
Estas técnicas han constituido una manera eficaz de monitorear el estado de los materiales
de ingeniería bajo condiciones de servicio severas. Los nuevos equipos de comprobación e
inspección pueden dar a los ingenieros una mayor confianza en la seguridad de los equipos
de los cuales son responsables.
Sin embargo, la confianza de los directivos e ingenieros en el resultado de las inspecciones
solamente se justifica si los métodos de comprobación se seleccionan cuidadosamente con
respecto a códigos y normas aplicables a la fabricación y a la inspección de recipientes a
presión tales como: API 510, API RP 572 y ASME Sección VIII División 1, las cuales
manejan criterios para la fabricación de recipientes a presión, su inspección externa e
interna y así como también la selección de los materiales, por distintos métodos
destructivos y no destructivos de recipientes nuevos o en servicio, de todos sus
componentes y asegurar la integridad mecánica del recipiente.

OBJETIVO
El siguiente trabajo de tesis es presentar los defectos más comunes que se pueden encontrar
en los materiales y sus procesos de unión utilizados en la fabricación de recipientes a
presión y proponer distintas técnicas de detección de fallas usando PND´s (Pruebas No
Destructivas).

CAPITULO 1
PRINCIPIOS DE RECIPIENTES A PRESIÓN, INSPECCIÓN Y DE PND`s
1.1 ELEMENTOS DE RECIPIENTES A PRESIÓN
Recipientes a presión
Se considera como un recipiente a presión cualquier contenedor cerrado que sea capaz de
almacenar un fluido a presión manométrica, ya sea presión interna o vacío,
independientemente de su forma y dimensiones. Los recipientes cilíndricos son calculados
como cilindros de pared delgada.
Un recipiente a presión cuenta básicamente con los siguientes elementos que se muestran
en la figura 1.

Figura. 1 Esquema general de un recipiente a presión y sus partes

Tipos De Recipientes
Los diferentes tipos de recipientes a presión que existen, se clasifican de la siguiente
manera:

Presión de operación (Po)
Es identificada como la presión de trabajo y es la presión manométrica a la cual estará
sometido un equipo en condiciones de operación normal.

Presión de diseño (P)
Es el valor que debe utilizarse en las ecuaciones para el cálculo de las partes constitutivas
de los recipientes sometidos a presión, dicho valor será el siguiente:
Si OP > 300 2in
lb Si OP ≤ 300 2in
lb
P = OP1.1 P = OP + 30 2in
lb

Donde P es la presión de diseño y OP es la presión de operación.
RECIPIENTES
A
PRESION
POR SU USO
POR SU FORMA
DE ALMACENAMIENTO
DE PROCESO
CILINDRICOS
ESFERICOS
VERTICALES
HORIZONTALES

Al determinar la presión de diseño (P), debe tomarse en consideración la presión
hidrostática debida a la columna del fluido que estemos manejando, si éste es líquido, sobre
todo en recipientes cilíndricos verticales.

Presión de prueba (Pp)
Se entenderá por presión hidrostática de prueba y se cuantificará por medio de la siguiente
ecuación:
Std
StaPPp )5.1(
Donde:
P = Presión de diseño.
Sta = Esfuerzo a la tensión del material a la temperatura ambiente.
Std = Esfuerzo a la tensión del material a la temperatura de diseño.

Presión de trabajo máxima permisible
Es la presión máxima a la que se puede someter un recipiente, en condiciones de operación,
suponiendo que está:
a) En condiciones después de haber sido corroído.
b) Bajo los efectos de la temperatura de diseño.
c) En la posición normal de operación.
d) Bajo los efectos de otras cargas, tales como fuerza debida al viento, presión hidrostática,
etc., cuyos efectos deben agregarse a los ocasionados por la presión interna.

Es una práctica común de los diseñadores y fabricantes de recipientes a presión, limitar la
presión de trabajo máxima permisible por la resistencia del cuerpo o las tapas, y no por los
componentes menores, tales como bridas, boquillas, etc.
El término “Máxima presión de trabajo permisible nuevo y frío” es usado frecuentemente.
Esto significa: La presión máxima permisible, cuando se encuentra en las siguientes
condiciones:
a) El recipiente no está corroído (nuevo).
b) La temperatura no afecta a la resistencia a la tensión del material (temperatura
ambiente) (frío).
c) No se consideran los efectos producidos por la acción del viento, presión
hidrostática, etc.

Tipos de tapas
Para “cerrar” los recipientes cilíndricos, existen varios tipos de tapas, que se clasifican por
su forma de la siguiente manera: Tapas planas, planas con ceja, únicamente abombadas,
abombadas con ceja invertida, toriesféricas, semielípticas, semiesféricas, tapas 80-10, tapas
cónicas, toricónicas. Las cuales son ilustradas en la figura C1 del anexo B.

Boquillas para recipientes a presión
Todos los recipientes a presión están provistos de boquillas, conexiones de entrada y salida
del producto, válvula de seguridad, entrada hombre, venteo y de otros elementos. A
continuación se enlistan algunas de las boquillas que se pueden encontrar instaladas en los
recipientes a presión:
A.- Entrada (s) de producto.

B.- Salida (s) de producto.
C.- Drene.
D.- Venteo.
E.- Entrada (s) hombre.
F.- Conexión para válvula de seguridad.
G.- Conexión para manómetro.
H.- Conexión para termómetro (termopozo).
I.- Conexiones para indicadores de nivel.
J.- Conexiones para control de nivel, etc.
De acuerdo a la forma de unir las bridas a los cuellos de las boquillas, existen los siguientes
tipos de bridas:
1. Brida de cuello soldable. (Welding Neck).
2. Brida deslizable (Slip-On).
3. Brida de traslape (lap-Joint).
4. Bridas roscadas (Threaded).
5. Bridas de enchufe soldable (Socket Welding).
6. Bridas de orificio.
7. Bridas ciegas (Blind).
8. Bridas especiales.
Las cuales son ilustradas en la figura C2 del anexo B.

Soldadura de recipientes a presión
El procedimiento más utilizado actualmente en la fabricación de recipientes a presión es el
de soldadura, el cual eliminó el sistema de remachado que se usó hasta hace algunos años.

En las tablas C3 y C4, se muestran algunos detalles para la preparación del material y
aplicación de soldaduras que se utilizan actualmente.
Con el fin de verificar si una soldadura ha sido bien aplicada se utilizan varias formas de
inspección, entre ellas está la radiografía, la prueba de líquidos penetrantes y el ultrasonido
(ver capitulo 4). La prueba más comúnmente utilizada es la radiografía (ver sección 4.4),
éste puede ser total o por puntos. Cuando se practica la radiografía por puntos en
recipientes a presión, se debe tomar por lo menos, una radiografía por cada 15 metros de
soldadura y la longitud de cada radiografía será de 15 centímetros como mínimo.
La eficiencia de las soldaduras está mostrada en las tablas C3 y C4 del anexo B, en ella se
dan los diferentes valores de la eficiencia (E) que deben ser usados en los cálculos de
acuerdo con el tipo de unión.

Materiales de recipientes a presión
El Código A.S.M.E. indica la forma de suministro de los materiales más utilizados, la cual
va implícita en su especificación. A continuación se dan algunos ejemplos de materiales, su
especificación y forma de suministro.
Entre los materiales que son más usados en la fabricación de recipientes a presión, está
principalmente el acero al carbono y algunas aleacionesespeciales como:
Aceros Especiales austeníticos y ferríticos
Titanio Incoloy
Zirconio Hastelloy
Hafnio Monel
Tántalo Inconel
Molibdeno Admiralty

En la tabla 1, se muestran los diferentes materiales usados en la fabricación de los
recipientes a presión y sus propiedades mecánicas.

1.2. CONCEPTO GENERAL DE INSPECCIÓN
Determinar las condiciones físicas de un recipiente a presión es la razón básica del porque
debe ser inspeccionado periódicamente, así como determinar: grado, tipo y las causas del
deterioro que esta sufriendo, esto debe ser cuidadosamente registrado (ver Anexo A) ya que
con esta información, se pueden estimar futuras reparaciones, la vida en servicio del
recipiente y en algunas ocasiones reducir el deterioro que se esta produciendo.
Esto origina un programa de inspección que puede revelar las condiciones en que se
encuentran los recipientes y prevenir fugas o la falla de un recipiente, provocando cierres
desprogramados, con la consecuencia del paro de la producción.

PLACA FORJA (Bridas) TUBOS DE CÉDULA
TUBOS DE
CALIBRE
Especificación
SA-515-70
SA-285-C
SA-36
SA-105
SA-181
SA-266-II
SA-106-B
SA-53
SA-333-1
SA-179
SA-334-1
SA-556-C2
Composición
Nominal
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Si
C-Mn
Esfuerzo de
cedencia (Kpsi)
38
30
36
36
36
35
30
30
30
30
40
40
Esfuerzo
máximo (Kpsi)
70
55
58
70
70
70
48
48
55
46
55
70
Esfuerzo de
diseño de - 20 a
650 ºF (Kpsi)
17.5
13.8
12.7
17.5
17.5
17.5
15
15
13.7
11.7
13.7
17.5

1.3. FACTORES QUE DETERMINAN LA FRECUENCIA DE INSPECCIÓN
La frecuencia con la cual un recipiente a presión debe ser inspeccionado depende de varios
factores, los más importantes son: la velocidad del deterioro y el espesor mínimo de
funcionamiento permitido.
El grado de corrosión puede variar fuertemente con el tipo de fluido, función, temperatura
de operación y el material de construcción, lo cual deja que cada condición que presenta
cada recipiente sea evaluada individualmente para establecer el periodo en el cual, va a ser
inspeccionado el recipiente desde que es nuevo.
Un registro histórico debe ser establecido después de la primera inspección así sea en una
inspección en flujo o en una inspección interna, este registro debe estar basado en la
historia del recipiente, intervalo de inspección, condiciones o factores basados en el riesgo
acorde con API 510. El intervalo entre inspecciones normalmente es planeado como
mínimo a la mitad del tiempo en que se alcance el espesor mínimo de funcionamiento
permitido.
Cuando existe un cambio en la operación del proceso, se debe revisar el recipiente para
determinar si puede existir un cambio en la velocidad de deterioro, si ocurre un cambio en
este o es posible anticiparlo, se debe cambiar el intervalo de inspección del recipiente a
presión.
Existen tiempos en los cuales se les puede realizar la inspección a los diferentes tipos de
recipientes a presión. API RP 572 recomienda que la inspección es posible durante los
siguientes tiempos:
a) Cuando el recipiente o torre de proceso es sacada de servicio para limpieza de
bandejas o aditamentos internos.

b) La inspección externa puede ser hecha mientras el recipiente esta en servicio. Esta
inspección debe de cubrir la existencia de temperaturas anormales en el metal del
recipiente (puntos calientes), así como también, las condiciones en que se
encuentran la cimentación, los soportes, el aislamiento, la pintura, escaleras,
plataformas y otros elementos estructurales (Capitulo 2). El método de inspección
en curso puede ser usado para detectar defectos y medir el espesor de la pared del
recipiente, con la técnica de ultrasonido de haz recto explicada en capitulo 3 sección
3.5.5 o un perfil radiográfico si es aplicable.
c) En ocasiones es recomendable revisar los reportes operativos del recipiente, lo cual
es útil para determinar y localizar las causas de un mal funcionamiento. Un
descenso en la presión puede ser indicativo de un bloqueo por un excesivo depósito
de corrosión. La reducción del intercambio de calor, en los calentadores o
enfriadores puede ser indicativo de un depósito de corrosión o un pandeo de los
tubos. La imposibilidad de gotear los productos en las torres fraccionadoras o de
destilación, desde una bandeja específica, puede ser señal de un bloqueo por
suciedad o la perdida de la parte de una bandeja en la torre de proceso o de otro
adjunto interno.
Para determinar la frecuencia en que un recipiente va a ser inspeccionado, se tiene que
hacer un esquema de clasificación, el cual tiene que tratar a todos los recipientes con un
grado de riesgo (alto, medio o bajo) tomando en cuenta los siguientes puntos:
a. Falla potencial
 Mínima temperatura de diseño
 Potencial de fractura, corrosión y erosión
 Factores mitigantes

b. Historia, diseño, y condiciones operativas del recipiente
 Historial de tipo de reparaciones y alteraciones
 Antigüedad
 Espesor mínimo de funcionamiento permitido
 Propiedades del fluido contenido
 Temperatura y presión relativas operativas de diseño
c. Consecuencia de una falla
 Daño a empleados o público por su localización relativa
 Potencial para que el equipo sea dañado en su estructura.
 Consecuencias ambientales
Considerando también la siguiente información:
1. Periodo de inspección en curso
2. Efectividad y resultados de anteriores inspecciones
3. Consecuencias de cambio de servicio
4. Grado de corrosión estimado
5. Naturaleza de la corrosión y probabilidad de detección del deterioro
6. Capacidad de monitoreo
7. Naturaleza de la falla
 Fuga o ruptura
 Grado de liberación
 Fuga, explosión, fuego y probabilidad de toxicidad
8. Tiempo para detectar la falla

1.4. EVALUACIÓN DE CORROSIÓN Y ESPESOR MÍNIMO
La corrosión puede producir una pérdida uniforme (una general y relativa pérdida constante
de la superficie) o puede causar la aparición de picaduras (una evidente e irregular pérdida
en la superficie). La corrosión uniforme puede ser difícil de detectar visualmente, así como
también las picaduras cuando no se encuentra en grandes concentraciones o están muy
dispersas en toda la superficie, para poder determinar el espesor actual de la placa es
necesario hacer mediciones del espesor con técnicas y instrumentos ultrasónicos (como los
descritos en la sección 3.5 del capitulo 3) de todos los componentes mayores (cuerpo, tapas
y secciones cónicas) y de una boquilla del recipiente representativa, con estos se calcula la
vida remanente y el intervalo al cual se debe realizar la siguiente inspección para el
componente limitante.
La vida remanente del recipiente debe ser calculada con la siguiente formula:
)(
(años) Remanente Vida
mpyIC
tt requeridoactual
Donde:
 tactual = es el espesor actual en milipulgadas medido en el tiempo de la inspección
para una área o componente
 trequerido = es el espesor requerido en milipulgadas en la misma área o componente,
calculado por diseño (presión, material y estructura etc.)
 IC = es el índice de corrosión dadoen milipulgadas por año (mpy)
El índice de corrosión a largo plazo se debe calcular de la siguiente manera:
actualinicial tt(Lp) IC y

El índice de corrosión a corto plazo se debe calcular de la siguiente manera:
'
(Cp) IC actualprevio
tt

Donde:
 tinicial = es el espesor, en milipulgadas, en la misma área de tactual en las condiciones
iníciales o al comienzo del nuevo índice de corrosión ambiental.
 tprevio = es el espesor en milipulgadas, en la misma área de tactual durante una
inspección previa.
 Γ = es el tiempo en años entre la medición de tinicial y tactual.
 Γ’ = es el tiempo en años entre la medición de tprevio y tactual.

Estos dos índice de corrosión deben ser comparados y seleccionar el que mejor refleje el
estado del proceso, cuando hay discrepancia en esta información un ingeniero en
recipientes a presión con experiencia en corrosión puede ser consultado acerca de los
índices de corrosión (API 510, 2003) para calcular la vida remanente y la planeación de la
siguiente inspección.
Para recipientes muy largos en los que dos o más zonas tienen distintos índices de
corrosión, cada zona puede ser tratada independientemente con respecto al intervalo entre
inspecciones o por sustitución de inspección interna con una inspección en flujo. Si un
análisis multizona es usado, la zona que muestre la menor media-vida remanente puede ser
usado como limitante en estos casos.
Cuando el espesor mínimo actual y el grado máximo de corrosión requieren ser ajustados
para alguna parte del recipiente, es necesario aplicar cualquiera de las siguientes técnicas de
medición de espesores, recomendadas en API 510:

a. Es conveniente la detección por cualquier técnica no destructiva (PND), como
ultrasonido o radiografía, las cuales no afectan la seguridad operativa del recipiente
y van a determinar el espesor mínimo actual. Si alguna de las técnicas de medición
de espesores produce demasiada incertidumbre se requiere recurrir a otras como
ultrasonido Scan-A, Scan-B o Scan-C (sección 3.5.6 del capitulo 3).
b. Si se tiene acceso al interior del recipiente, las mediciones de espesores, se pueden
tomar directamente.
c. La profundidad de la corrosión puede ser determinada, haciendo mediciones en la
superficie sin corroer dentro del recipiente, cuando está cerca del área afectada por
la corrosión (figura 1.1).

Y las siguientes evaluaciones técnicas:
a. Para un área corroída de considerable tamaño, el espesor mínimo a lo largo del área
crítica puede ser promediado sobre una longitud que no exceda las siguientes medidas:
 Para recipientes con diámetro interior menor o igual a 60 in (150 cm), será de ½
del diámetro del recipiente o 20 in (50 cm).
 Para recipientes cuyo diámetro interior sea mayor a 60 in (150 cm), será de ⅓
del diámetro del recipiente o 40 in (100 cm).
b. Cuando las picaduras tengan las siguientes características pueden ser ignoradas:
Figura. 1.1. (a) Medición de espesores por ultrasonido as recto en áreas afectadas por la corrosión y (b) medición
del espesor de la placa en áreas próximas donde no hay corrosión.
(a) (b)

 El espesor remanente debajo de la picadura
es mayor a ½ del espesor requerido.
 El área donde se encuentran las picaduras no
excede de 7 in2 (45 cm2) dentro de un círculo
con un diámetro de 8 in (20 cm).
 La suma de sus dimensiones a lo largo de
cualquier línea recta dentro del círculo no
debe exceder de 2 in (5 cm).

1.5. PRUEBA DE PRESIÓN
Cuando un recipiente es fabricado, este es probado para verificar su integridad y su
resistencia a la tensión con respecto al código al cual fue construido. Este método de
prueba puede ser usado para que subsecuentemente se realice una inspección para localizar
posibles fugas y verificar trabajos de reparación. Cuando se han realizado trabajos mayores
de reparación tales como: cambio de tapas, boquillas largas, o de una sección larga de placa
del cuerpo, el recipiente debe ser sometido a una prueba de presión como lo determina API
RP 572. En circunstancias particulares, los códigos de construcción requieren para los
recipientes a presión que están en servicio, pruebas de presión periódicas aun cuando no se
les haya hecho ningún trabajo de reparación.
Si los soportes de un recipiente no están diseñados para aguantar el peso del recipiente
lleno de agua, se puede usar una prueba neumática, una vez aplicada la prueba se debe
hacer una inspección a soportes y cimentación.
Cuando la prueba de presión va a exceder la presión a la cual esta calibrada la válvula de
relevo de seguridad, la válvula o válvulas deben ser removidas.
Figura. 1.2. Medición de un área corroída

La prueba de presión consiste en llenar el recipiente con gas o líquido para incrementar la
presión interna del recipiente hasta el nivel deseado. La presión y los procedimientos
realizados deben de cumplir los requeridos especificados por el código de construcción del
recipiente, el espesor de la placa y la apropiada eficiencia de la junta. Mientras el recipiente
esta bajo presión, la superficie externa debe ser inspeccionada visualmente, para detectar
cualquier fuga, falla del material o signo de deformación.
En años recientes, el análisis con emisión acústica ha sido desarrollado para ser usado en
conjunto con la prueba de presión (capitulo 3 sección 3.3). Cuando el equipo de emisión
acústica es usado en un recipiente bajo presión (en una condición de tensión), este
determina la integridad total del recipiente, esta técnica de emisión acústica es usada
especialmente en recipientes de diseño complejo o en recipientes cuyo contenido puede ser
fácilmente removido para una inspección interna.
Cuando se necesita auxiliar la inspección visual con una prueba neumática, se puede usar
un detector de fugas ultrasónico, una solución jabonosa o una combinación de ambos, las
costuras y juntas soldadas del recipiente son cubiertas con la solución jabonosa, entonces el
recipiente es inspeccionado para detectar burbujas, que son señal de alguna discontinuidad.
El detector ultrasónico es usado como detector de discontinuidades muy pequeñas, en las
uniones soldadas del recipiente que no pueden ser detectadas con la solución jabonosa.
Una de las principales consideraciones que se debe hacer cuando se lleva acabo una prueba
de presión es la temperatura de prueba, debido a que los aceros más comunes en la
fabricación de recipientes a presión, muestran una reducción en su resistencia al impacto a
bajas temperaturas, API 510 recomienda para minimizar el riesgo de una fractura frágil
durante la prueba, que la temperatura del metal se debe mantener en 30 ºF (17 ºC), por
abajo de la temperatura mínima de diseño del recipiente, esto para los recipientes con un

espesor de pared de más de 2 in (5 cm) y 10 ºF (6 ºC) para recipientes que tienen 2 in (5
cm) o menos. No es necesario que la temperatura de la prueba exceda los 120 ºF (50 ºC) a
menos que haya información sobre las características frágiles del material.

1.5.1. Prueba de presión en recipientes que operan con vacío
A menudo los recipientes que operan en presiones negativas o vacío, también son
sometidos a pruebas de presión. Cuando es factible, el método preferente de prueba de
presión, es por medio de una presión interna para la detección de fugas, cuando esto no es
posible, un recipiente que opera a vacío, puede ser probado con un evacuador o bomba de
vacío, la cual es instalada en el equipo para crear el vacío, si el vacío puede ser mantenido
durante cierto tiempo después del cierre del evacuador o bomba de vacío, es probable que
el recipiente no tenga fugas. Si el vacío no se puede mantener, hay presencia de fugas, sin
embargo este método nada más indica la presencia de fugas, la localización de estas
requiereuna investigación más minuciosa.
Cuando una prueba de presión hidrostática o neumática se lleva a cabo, la seguridad es una
parte muy importante, para evitar accidentes, todo el personal que no este asignado
directamente con la prueba debe estar fuera del área hasta que esta haya concluido,
también, el número de personal de inspección en área debe ser limitado al mínimo
necesario para efectuar la prueba.

1.6 TECNICAS DE PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
1.6.1. Líquidos penetrantes (LP)
La inspección con líquidos penetrantes utiliza la acumulación natural de fluido alrededor de
una discontinuidad para crear una indicación reconocible de una fractura o superficie
abierta.

Procedimiento de LP
 Limpieza
 Aplicación de penetrante
 Remoción del exceso de penetrante
 Aplicación de revelador
 Inspección y evaluación

Métodos de líquidos penetrantes
 Método de líquidos lavables con agua
 Método con líquidos pos-emulsificables
 Método de líquidos removibles con solventes

Aplicaciones y limitaciones
Este método es capaz, de detectar discontinuidades abiertas en la superficie del material que
esta siendo examinado, que usualmente son fracturas, pliegues, costuras y porosidades.
En recipientes a presión, tuberías y juntas soldadas, este tipo de prueba es muy confiable
para la detección de fracturas por fatiga, las cuales han ocurrido durante la vida útil del
material, además de que tiene ciertas ventajas en comparación de otras PND’s, esto es

debido a que, esta prueba puede ser aplicada en toda una superficie en tiempo relativamente
corto, independientemente de la forma, tamaño y orientación de los defectos esperados.
Una de las principales limitaciones de esta prueba, es que no puede ser aplicada a
materiales porosos.
(Capitulo 3, sección 3.1)

1.6.2. Partículas magnéticas (PM)
Esta prueba es usada en materiales que son fácilmente magnetizables, es capaz de detectar
defectos a poca profundidad de la superficie de materiales ferromagneticos, incluyendo
muchos hierros, aleaciones de níquel, cobalto y gran variedad de los aceros endurecidos por
precipitación.

Procedimiento de PM
 Preparación de la superficie
 Desmagnetización inicial
 Magnetización del componente
 Magnetón
 Electromagneto
 Barra ensartada
 La espiral
 Aplicación de partículas magnéticas
 Inspección

 Marcado de los defectos
 Desmagnetización
 Remoción de las partículas

Limitaciones
Este método tiene ciertas limitaciones, como: solo puede detectar defectos superficiales y
subsuperficiales en materiales ferromagnéticos, el operador debe de conocer el espesor del
recubrimiento de pintura y de otros recubrimientos no magnéticos, así como si existen
capas metálicas que tengan efectos adversos a la sensibilidad. Para mejores resultados el
campo magnético debe de ir en una dirección en la cual intercepte a las discontinuidades en
un ángulo de 90°. Lo que hace que algunas secuencias de inspección requieran 2 o más
pasos de magnetización en distintas direcciones. Se tiene que tener especial cuidado para
impedir un sobre calentamiento en zonas en donde los electrodos hacen contacto, para
prevenir incendios.
(Capitulo 3, sección 3.2)

1.6.3. Corrientes de eddy (CE)
En el método de CE, un flujo de corriente alterna (con frecuencia de 1 a 2 kHz) es inducido
a través de una espiral (también llamada sonda), la cual, produce un campo magnético
alternante alrededor de esta.

Técnicas de CE
 Técnica de sonda ecográfica
 Multifrecuencia de CE

 Altas frecuencias para CE
 3D o arreglo de fases de CE

Factores que afectan las corrientes de eddy
 La frecuencia de prueba
 La frecuencia
 Tipo de geometría
 Factor de saturación
 En el objeto a probar
 Conductividad eléctrica
 Permeabilidad eléctrica
 Dimensiones
 Temperatura

Sensibilidad y limitaciones
La sensibilidad para la detección de defectos es dependiente en gran medida del material a
probar, su estructura, el tipo, la profundidad y la orientación de los defectos, así como
también, de la condiciones de la superficie. Además de que cada técnica tiene cierta
sensibilidad particular, en si mismas dependen de la frecuencia de excitación, la magnitud
y del desempeño de los sensores.

1.6.4. Radiografía
Esta técnica de inspección usa la habilidad de penetrabilidad de las ondas electromagnéticas
de longitud corta, tales como los rayos X y los rayos gamma, por su gran poder de traspasar
objetos.

Técnicas de inspección radiográfica
 Técnica de pared simple y simple imagen
 Técnica panorámica
 Técnica de doble penetración de pared
 De doble pared e imagen simple
 Doble pared y doble imagen
 Técnica de superposición
 Técnicas especiales
 Técnica de penetración de multipared
Técnica de imagen sencilla de multipared
Técnica de imagen doble de multipared

Limitaciones
 La detección de fracturas muy angostas, no pueden ser detectadas a menos que sean
paralelas al haz de radiación.
 Las discontinuidades diminutas que se encuentran en una orientación desfavorable
tampoco pueden ser detectadas.

 Las discontinuidades o defectos deben de ser por lo menos del 2% del espesor del
material que es inspeccionando, para que puedan ser registradas en la placa
radiográfica con un buen contraste.
 Ciertas áreas no pueden ser radiografiadas debido a consideraciones geométricas, ya
que es imposible colocar la fuente y la placa en una posición y distancia
conveniente para obtener una buena radiografía.
 Otra limitante en el uso de las fuentes radioactivas, es el espesor a inspeccionar, ya
que, esta limitado principalmente porque mientras más alta sea la actividad de la
fuente, los escudos personales tienen que ser más pesados, siendo estos de gran
importancia para la seguridad, a su vez, estos limitan tanto económicamente como
operativamente el uso de la radiografía en la inspección.
(Capitulo 3, sección 3.3)

1.6.5. Ultrasonido
El ultrasonido es una de la PND’s más versátiles que puede ser aplicable a cualquier
material, metálico o no metálico. Por este método discontinuidades interna como
superficiales, pueden ser exactamente detectadas y evaluadas desde cualquier lado del
material.
Este método usa ondas acústicas de alta frecuencia generadas por un transductor
piezoeléctrico, usando frecuencias de 1 a 10 MHz, las frecuencias bajas y altas también son
usadas para ciertas aplicaciones. El resultado de estas ondas acústicas en el material
(dependiendo de la velocidad de la onda ultrasónica) es un altamente direccionado haz de
sonido que es transmitido hacia la pieza que esta siendo inspeccionada a través de un
acoplante, que es usualmente grasa ó algún tipo de aceite.

Métodos de inspección
 Técnicas para haz recto
 Inspección con pulso-eco de incidencia normal
 Técnica de haz normal de transmisión directa
 Técnicas para as angular
Limitaciones
La máxima penetración en acero de grano fino y aluminios se encuentra en rango de
algunos metros, sin embargo, en estructuras de grano grueso, en donde la dispersión de las
ondas ultrasónicas es muy fuerte como en los materiales de fundición, especialmente en los
hierros, la penetración se disminuye drásticamente. En algunos casos llega ser hasta de 50 o
100 mm.
Esta prueba depende en gran medida del operador, ya que se necesita de operadores que se
encuentren capacitados para interpretar la información.
(Capitulo 3, sección 3.5)

1.6.6. Inspección metalografíca de campo
Métodos de inspección
 Selección del sitio para inspección metalografica
 Proceso de replicación metalografica
 Desbastar y pulir la superficie que va a ser inspeccionada
 El micro o macro ataque de la superficiepulida
 Aplicación de la placa delgada (50 μm) de acetato de celulosa
 Protección de la placa de acetato
 Evaluación de replicas metalografícas

La gran ventaja que tiene la inspección metalografíca, es que puede proporcionar
información valorable con respecto al origen y la naturaleza de los defectos, siendo esta
información importante en el análisis de fallas, complementaria a los datos obtenidos por
otras PND´s, tales como: ultrasonidos o partículas magnéticas,
(Capitulo 3, sección 3.6)

CAPITULO 2
MÉTODOS DE INSPECCIÓN
Antes de comenzar la inspección de un recipiente a presión, se debe determinar la presión,
la temperatura y las condiciones de servicio, bajo las cuales el recipiente ha estado operado
desde la última inspección, así como, los detalles de construcción del equipo incluyendo:
materiales, la presencia de aditamentos
externos e internos y detalles de soldadura. Esta
información es útil ya que puede ser indicador
del tipo de defectos que se espera, así como el
tipo y la localización de la corrosión u otros
defectos que se encuentran como:
abultamientos, pandeos y hendiduras. Con esta
información se puede determinar el tipo de
inspección que requiere en cada uno de los
recipientes.
Una inspección visual detallada de todos los
recipientes, da un panorama más amplio de las necesidades de cada uno de estos,
determinando el tipo de inspección requerida, la extensión del área y el tipo de limpieza
requerida en la superficie (esmerilada, cepillado con alambre de metal, desvastado, agua a
alta presión, aire a alta presión con un abrasivo o una combinación de estas operaciones),
para cada recipiente en particular.
Si el recipiente tiene un aislamiento interno o externo, de lainas refractarias o resistentes a
la corrosión es necesario determinar en que condiciones se encuentran, si hay evidencia de
fracturas o corrosión detrás de ellas, algunas veces es recomendable retirar algo del
Figura. 2.1. Torre de destilación.

aislamiento para investigar el estado del metal de bajo de las lainas, particularmente si en
anteriores inspecciones se han encontrado defectos. Si se encuentra que el metal esta
deteriorado, todo el aislamiento en las proximidades del defecto debe ser retirado para
determinar la extensión y el tipo de daño. Cuando en la operación normal del recipiente hay
acumulación de residuos, por ejemplo de coke, es importante remover la capa producida,
especialmente en aquellos puntos críticos, para determinar en que estado se encuentra la
superficie metálica del recipiente.

2.1. INSPECCIÓN EN FLUJO
Este tipo de inspección no destructiva es usada para establecer la integridad mecánica de un
recipiente a presión, mientras se encuentra en servicio, el cual puede o no estar en
operación mientras la inspección se lleva acabo, ya que el término “en flujo” esencialmente
quiere decir, que el recipiente no esta disponible enteramente para una inspección interna.

2.2. INSPECCION EXTERNA
Cada recipiente debe ser inspeccionado visualmente, sobretodo su superficie exterior,
preferentemente mientras esta en operación, por lo menos cada 5 años o en el mismo
intervalo en el que requiera la inspección interna o en flujo, esta inspección debe por lo
menos determinar las condiciones del aislamiento exterior, la condición de los soportes, la
expansión permitida y el alineamiento general del recipiente con sus soportes, así como, el
de investigar y determinar la fuente de cualquier signo de fuga encontrado en la superficie
del recipiente.

Para recipientes con aislamiento externo que operan entre 25ºF (4ºC) y 250ºF (120ºC), o
están en un servicio intermitente se debe considerar el daño por corrosión bajo aislamiento
(CUI), ya que estos están expuestos a la humedad.
La remoción del aislamiento, de este tipo de recipientes, no es normalmente necesario, si el
recipiente entero siempre se encuentra operando a una temperatura suficientemente baja
(por debajo de 25ºF (4ºC)) o suficientemente alta (arriba de los 250ºF (120ºC)) para
prevenir la presencia o la condensación de humedad bajo el aislamiento. Algunas áreas
regularmente permiten el ingreso de humedad (por ejemplo los anillos de refuerzo y los
alrededores de las boquillas) estas pueden ser revisadas por medio de la medición de
espesores por la parte interior cuando se realice la inspección interna del recipiente.
Para recipientes que se sabe que su vida remanente es mayor de 10 años y que están
efectivamente protegidos contra la corrosión externa, por ejemplo: recipientes con
aislamiento criogénico y recipientes dentro de cajas frías en las cuales el ambiente es
purgado con un gas inerte, no es necesario remover su aislamiento, como antes fue
mencionado, sin embargo los recipientes que se encuentran dentro de cajas frías es
necesario revisarlos cada 5 años y repararlos si es necesario.
La inspección externa debe comenzar siempre por las escaleras de peldaños, escaleras de
tipo marino, plataformas o pasillos conectados a los soportes del recipiente, estos deben ser
cuidadosamente inspeccionados, para detectar corrosión, partes rotas, fracturas, tornillos en
mal estado, la condición en que se encuentra la pintura o el galvanizado de los materiales,
la resistencia de los escalones de las escaleras y los peldaños de las escaleras marinas.
La inspección visual del recipiente debe ser auxiliada por un martilleo y un raspado para
remover cualquier cantidad de oxido u otros productos de corrosión.

2.2.1. Escalera, plataformas y pasillos
La corrosión es más probable que ocurra donde se acumula la humedad, en las escaleras y
sus escalones, especialmente la corrosión en grietas aparece alrededor de las cabezas de los
tornillos y tuercas, en los ángulos de los soportes, en las conexiones entre los soportes y la
pared del recipiente (figura 2.2), este tipo de corrosión es fácilmente detectado por medio
de golpeteo y raspado en las zonas antes mencionadas. Las uniones de las escaleras con
soldadura son particularmente susceptibles a ser atacadas por la corrosión, ya que
usualmente la superficie de estas es rugosa y difícil de aplicar una buena protección que
evite el ingreso de la humedad.
También es posible que durante la inspección externa se detecten manchas de oxido en la
superficie de la pintura protectora, cuando esto sucede es una señal de corrosión, la cual
usualmente esta acompañada de un ampollamiento o un levantamiento general de la capa
de pintura. Cuando estos tipos de corrosión aparecen es recomendable (API RP 572, 2001)
que se haga una exploración detallada, para determinar el espesor de los componentes con
algún medio de ultrasonido o radiográfico.

Figura. 2.2. (a) En la figura se muestra el barandal de un pasillo, el cual esta totalmente degradado por la
corrosión, (b) se muestra la parrilla de un pasillo, en que el material ha sido deteriorado por la corrosión
producida por el ambiente.
(a) (b)

2.2.2. Cimentación y soportes
La cimentación de los recipientes siempre es construida con concreto reforzado por
soportes de acero o acero estructural con concreto antiincendios (Figura 2.3 a y b), estos
elementos deben ser inspeccionados para evitar su deterioro, con la finalidad que se evite la
aparición de fracturas, astillamientos o hundimientos.

La formación de grietas entre la coraza principal del recipiente y las horquillas de los
soportes deben ser revisadas cuidadosamente, ya que el ingreso de humedad en la grieta
provoca un ataque acelerado en los aceros al carbono y aceros de baja aleación cromo-
molibdeno, si la unión entre la horquilla y el cuerpo del recipiente es sellada con algún tipo
de compuesto en formade masilla, está debe ser cuidadosamente revisada por medio de un
raspado para asegurar que se encuentre intacta.
La aparición de grietas en el concreto o en el material antiincendios pueden ser causados
por un calentamiento excesivo, un deficiente diseño o un mala selección del material, un
choque mecánico o un hundimiento desigual, este tipo de daños deben ser cuidadosamente
inspeccionados visualmente, cuando se trate de pequeñas aperturas o fracturas delgadas
Figura. 2.3 (a) Cimentación de un recipiente horizontal. (b)Soportes de un recipiente vertical.
a
(a) (b)
(a)

(como cabellos) en el concreto o material antiincendios, estas son causadas por exposición
a alta temperatura o choques térmicos, este tipo de fracturas no son usualmente serias, a
menos, que expongan el acero a la corrosión. Sin embargo, cuando las grietas son de un
tamaño mayor, y las mediciones indican que no existe ningún tipo de hundimiento, puede
ser por un diseño deficiente o un mala selección del material de construcción, por lo cual,
se va a requerir de una revisión general o un estudio de ingeniería más completo. Pero si las
investigaciones muestran que el diseño es el correcto, la causa puede ser el uso de un
concreto de mala calidad, para esto se debe hacer una inspección visual cuidadosa y tomar
una muestra con un martillo para realizar pruebas posteriores.

2.2.3. Anclaje de los tornillos
Aunque la condición del anclaje de los tornillos, no puede ser siempre completamente
determinada en una inspección visual (figura 2.4), el área de contacto entre el tornillo y
cualquier pieza de acero o concreto debe ser raspada y cuidadosamente examinada en busca
de señales de corrosión. Esta inspección puede ir acompañada por un golpeteo con un
martillo, cuyo sonido va a dar una referencia más aproximada del estado de la espiga del
tornillo debajo de la placa.

Figura. 2.4. Inspección visual de un anclaje
de cimentación.
Figura. 2.5. Distorsión de los tornillos de anclaje.

La distorsión del anclaje puede ser una indicación (figura 2.5) de que existe un serio
hundimiento en la cimentación del recipiente, por lo cual las tuerca y el anclaje de los
tornillos deben ser inspeccionados cuidadamente para determinar si están apropiadamente
apretados, la técnica no destructiva de ultrasonido puede ser usada para determinar el buen
anclaje de los tornillos (API RP 572, 2001).

2.2.4. Soportes de acero
Los soportes de acero deben ser inspeccionados esperando encontrar corrosión, distorsiones
y fracturas. El espesor remanente de los elementos de soporte con algún tipo de corrosión
es de gran importancia (faldones, columnas y abrazaderas) ya que estos por su condición
pueden fallar en cualquier momento si pierden material en exceso.

Los espesores de estos elementos pueden ser determinados con un método ultrasónico,
como los mencionados en el capitulo 3 sección 3.5, o algún otro método de medición de
espesores, las lecturas tomadas deben ser comparadas con los espesores originales (si son
conocidas) o en su defecto con alguna sección similar que no este corroída y establecer su
velocidad de corrosión.
Figura. 2.6 .Inspección visual (a) de soportes, (b) (c) inspección de las uniones soldadas por el método de
líquidos penetrantes, en búsqueda de grietas o fracturas.
(a) (b) (c)

La inspección visual de los elementos de soporte debe ser auxiliada con el raspado de un
cepillo de alambre y el golpeteo de un
martillo en las partes más críticas, como se
observa en la figura 2.7 donde se realiza una
inspección visual de un faldón.
Las vigas y las columnas de carga deben ser
inspeccionadas detectando cualquier pandeo
o deflexión excesiva, este tipo de defectos
pueden ser más fácilmente detectados con la ayuda de una regla o una línea con una
plomada, la distorsión de un elemento cilíndrico, se hace tomando mediciones del diámetro
cada 60º (1.0 radian).
La superficie exterior de la placa de un faldón, esta a menudo sujeta a ser atacada por la
condensación de humedad, especialmente cuando la temperatura en el área confinada es
menor a 100º F (38º C).

Figura. 2.7. Inspección visual de un faldón de una torre.
Figura. 2.8. Inspección de uniones soldadas por líquidos penetrantes en la inspección de un
faldón. (a) Aplicación de líquidos penetrantes, (b) aplicación de revelador,(c) (d) inspección y
detección de indicaciones y defectos.
(a) (b)
(c) (d)

Los cierres de las conexiones deben ser revisadas por si existe corrosión y adelgazamiento
general, cualquier grieta encontrada debe ser examinada y reparada para evitar la corrosión
dentro de ésta. Las fracturas pueden aparecer en cualquier parte de los soportes
estructurales, sin embargo, las más susceptibles a las fracturas son las estructuras soldadas
y las zonas adyacentes a estas, que es en donde aparecen con más frecuencia las grietas. Si
el recipiente se encuentra en servicio, la detección de grietas y fracturas no se debe limitar a
la inspección visual, las PND’s de partículas magnética (húmedas o secas) (capitulo 3,
sección 3.2), líquidos penetrantes (capitulo 3, sección 3.1) o los métodos de ultrasonido de
onda cortante (capitulo 3, sección 3.5) pueden ser usados para ampliar el rango de
detección de fallas. Como se observa en figura 2.6 y 2.8 donde se inspeccionan soportes y
uniones soldadas por el método de líquidos penetrantes. A menudo estas PND’s requieren
la preparación de la superficie a inspeccionar.

2.2.5. Boquillas
Las boquillas están sujetas a muchos esfuerzos producidos por la misma operación del
recipiente, como expansiones excesivas de la tubería, además de que pueden sufrir daños
por hundimientos del terreno, explosiones
internas e incendios. Las conexiones deben
inspeccionarse con una escuadra buscando
cualquier tipo de señales de distorsión o
fractura, si existiera algún signo de cualquiera
de estos tipos de defectos en las áreas
alrededor de la boquilla, las costuras soldadas y las placas, por lo que deben ser
cuidadosamente examinadas con alguna PND como pueden ser partículas magnéticas
Figura. 2.9. Inspección de boquillas por ultrasonido
as recto

(húmedas o secas), ultrasonido de as angular (figura 2.9), líquidos penetrantes (figura 2.10)
o replica metalográfica.
Cuando es posible tener acceso a la parte interior de las boquillas, estas deben limpiarse
completamente, buscando cualquier señal de corrosión excesiva o fracturas en las caras de
las juntas, las ranuras de las uniones de los anillos deben ser revisadas buscando posibles
fracturas por alguna tensión excesiva de los tornillos, en especial los construidos con acero
inoxidable que son susceptibles a fallar por corrosión asistida por esfuerzos, las PND’s
mencionas anteriormente también pueden ser usadas para detectar cualquier defecto.
Las boquillas con caras de traslape o las de cara deslizable son muy propensas a sufrir
corrosión entre las caras de unión con la tubería, por lo que tiene que ser revisado el espesor
de la pared de la boquilla, esto se recomienda hacerlo por la parte interior con una sonda
especial, con equipo de medición de espesores ultrasónicos o con técnicas de radiografía
como las descritas en la sección 3.4 del capitulo 3.

Figura. 2.10. Procedimiento de inspección de una boquilla por la técnica de líquidos penetrantes.

Después de realizar las mediciones de espesores, se deben comparar con las que se tienen
en el diseño original, para realizar las acciones pertinentes, si existe cualquier pérdida
excesiva de metal o señal de cualquier defecto como fracturas o laminaciones.

2.2.6. Conexión a tierra
La Conexión a tierra debe ser examinada visualmente para verificar quese mantenga un
buen contacto eléctrico (figura 2.11). Esta conexión es la que abre un camino para las
descargas eléctricas o de electricidad estática contenida en el recipiente hacia la tierra. El
sistema usualmente consiste en un conductor de cobre tensado, conectado hacia uno o más
tornillos del recipiente en un extremo, en el otro extremo se encuentran conectados con un
tornillo de acero a una barra de cobre enterrada en el suelo. Este sistema debe ser revisado
en su totalidad para prevenir la corrosión y que la continuidad del cable de conexión sea la
correcta, así como, que las conexiones sean las apropiadas
para tener un buen contacto entre el recipiente y el
terreno. El sistema debe ser probado para verificar que no
se exceda la resistencia requerida en el terreno, se
recomienda que sea menor de 5 ohms y no mayor de 25
ohms (API RP 572, 2001). En algunas áreas, los
requerimientos jurisdiccionales van a variar y tienen que
ser revisados.

2.2.7. Aislamiento y recubrimientos protectores
Es importante para aquellos recipientes que se encuentran aislados o que tienen algún
recubrimiento que los protege del ambiente, determinar la condición de estas protecciones,
Figura. 2.11. Conexión a tierra.

ya que el ingreso de humedad puede provocar deterioro del material como corrosión y la
aparición de grietas (figura 2.12).

La inspección visual de la superficie de los recipientes que cuentan con pintura protectora
se debe hace buscando manchas de oxido (figura 2.13a), levantamientos y/o
ampollamientos, los cuales pueden ser encontrados fácilmente raspando las áreas en donde
se sospecha que existe algún deterioro, a menudo el raspado (figura 2.13b) de
ampollamientos y manchas de oxido revelan picaduras en la pared del recipiente,
especialmente en áreas donde se acumula cierta cantidad de humedad, como en los bordes
de las soldaduras, los cuales hay que inspeccionar cuidadosamente ya que pueden existir
grietas. Otro punto donde se tiene que inspeccionar constantemente la pintura son las tapas
encontradas dentro de faldones, en los cuales se acumula la humedad.
Figura. 2.12. Inspección del recubrimiento y del metal base de un torre desbutanizadora

Los recipientes aislados que se encuentran expuestos a la humedad y que operan entre 25
ºF y 250 ºF (-4 ºC y 121 ºC), o que se encuentran en servicio intermitente, tienen que ser
inspeccionados para prevenir la CUI, lo cual requiere retirar una parte del aislamiento, sin
embargo, la inspección visual o la medición de espesores (figura 1.13c) en algunos puntos,
no puede ser representativo del estado del recipiente. Alternativamente se pueden usar otras
técnicas que den un mejor resultado en cuanto al estado de la placa del recipiente como es
la termografía.

2.3 INSPECCIÓN INTERNA
2.3.1. Periodo de inspección
El periodo de inspección no debe exceder de la mitad de vida estimada que se tiene del
recipiente basándose principalmente en el grado de corrosión determinado o 10 años. En los
casos en que el remanente de vida operativa segura es estimado en un tiempo menor a 4
años, los intervalos de inspección deben ser de máximo de 2 años. Para aquellos recipientes
que no están expuestos a un ambiente corrosivo, que están en servicio no continuo y que
están aislados (como son los que contienen gases inertes de purga o contienen
hidrocarburos no corrosivos) la vida en servicio debe de ser en total de 10 años. Para
Figura. 2.13. Inspección del metal base de un recipiente del cual fue retirado el recubrimiento y el aislamiento.
(a)
(b)
(c)

equipos que no se encuentras adecuadamente protegidos para un ambiente corrosivo y que
pueden experimentar un significativo grado de deterioro mientras se encuentran inactivos,
es necesario inspeccionarlos cuidadosamente.

2.3.2 Inspección visual preliminar
Si esta no es la primera inspección del recipiente, el paso inicial, es la revisión de informes
previos del recipiente, cuando es posible, el siguiente paso es una inspección visual general
del estado del recipiente para determinar el tipo de corrosión (picaduras o uniforme), su
localización y cualquier otra información. Si es posible, la información del recipiente en
cuestión, puede ser comparada con la adquirida de otros recipientes similares con igual
servicio, esto puede ayudar a determinar el tipo de defectos esperados.
En los recipientes de los procesos de fraccionamiento de aceite crudo altos en sulfuros, en
las tapas y el cuerpo de estos, la corrosión se concentra en las entradas de las líneas. En
general, la corrosión a altas temperaturas por sulfuros tiende a ser uniforme y más
localizada que la de naftalinas ácidas.
La parte superior del cuerpo y la superior de las tapas de las torres fraccionadoras en los
procesos de destilación, están sujetas a ataque de cloruros, principalmente en los niveles de
líquido de las bandejas y en el centro de las tapas de acumulación, que se presenta en forma
de ranura, estos equipos también son susceptibles a sufrir corrosión provocada por ácido
sulfhídrico húmedo (H2S) o cianuros que se encuentran en el ambiente, provocando
fracturas en las soldaduras y en las zonas afectadas por el calor (ZAC).
En los recipientes donde por razones propias del proceso se acumulan sedimentos, existe la
probabilidad de que se formen celdas de corrosión, lo que acelera la corrosión y aun más, si
en los sedimentos se encuentran componentes ácidos. En otros recipientes en los cuales la

inyección de vapor es constante, la erosión y la corrosión se hacen presentes directamente
en el punto opuesto a la entrada del vapor, en el centro de las tapas y en los huecos, ya que
en este punto es donde se acumulan los condensados que provocan la corrosión.
La inspección preliminar del interior de un recipiente a presión puede indicar la necesidad
de una limpieza mayor en la superficie, si las áreas están profundamente corroídas,
normalmente esto hace necesario remover los recubrimientos ligeros y las manchas de
óxido, para esto es suficiente el cepillado. La inspección preliminar también puede revelar
las condiciones inseguras en el interior del recipiente y las condiciones de los adjuntos
internos (placas interna o bandejas de retención) que se encuentren corroídos o con
fracturas visibles, estos deben ser reparados o removidos inmediatamente.

2.3.3. Inspección detallada
Para comenzar esta etapa de la inspección se debe entender la función precisa del
recipiente, así como de sus aditamentos internos y de cada boquilla que se encuentra en
este, la inspección a detalle debe ser llevada acabo con un procedimiento sistemático y
detallado, comenzando en un extremo del recipiente y terminando en el otro extremo, para
evitar que no pasen desapercibidos detalles importantes en las áreas claves del recipiente,
como las zonas de las soldaduras de aditamentos, costuras de soldadura del cuerpo, tapas y
soportes de bandejas, si el acceso al recipiente está restringido, estos también pueden ser
inspeccionados desde afuera del recipiente, usando técnicas de ultrasonido. Todas estas
áreas mencionadas anteriormente deben ser revisadas, ya que son susceptibles a corrosión,
erosión, ampollamiento por hidrógeno, deformaciones, fracturas y laminaciones. Cuando se
ha localizado un área en la cual se sospecha que existe una falla se debe hacer una medición
de espesores con técnicas ultrasónicas de haz recto o angular (capitulo 3, sección 3.5) o

técnicas radiográficas (capitulo 3, sección 3.4) del áreas donde se muestra mayor deterioro
y cuando el daño esta muy difundido se deben hacer las suficientes mediciones para abarcar
el total del área y determinar con precisión el espesor remanente, cuando existen picaduras
en un área, se debe revisar la profundidad de las picaduraso de las ranuras (en caso de que
se encuentren), pueden ser medidas con un calibrador de profundidad o una regla metálica
(en caso de que sean muy grandes), para tener una mejor idea de la extensión del daño el
área se puede limpiar por abrasión o algún otro método, si se llegaran a encontrar
depresiones o lugares en donde se pueda acumular algún tipo de sedimento o liquido, es
importante examinarlo cuidadosamente por si existe algún tipo de evidencia de corrosión.
Cuando se sospecha o es encontrada una fractura, la extensión de esta puede ser revisada
por técnicas de pruebas no destructivas como líquidos penetrantes o partículas magnéticas
(húmedas o secas) y otras técnicas volumétricas para detectar lugares potenciales de falla,
como ultrasonido de as angular.
Por ejemplo en los reactores de hidroprocesos de paredes pesadas que operan a alta
temperatura, los cuales están usualmente construidos con acero Cr-½Mo, 1¼Cr-½Mo, hasta
Cr-1Mo, estos recipientes requiere una inspección especial, identificando las áreas
principales que son más susceptibles a sufrir daños por fracturas como:
 Los adjuntos soldados de algún componente interno
 Las principales costuras soldadas
 Las juntas de ranuras (los collarines de los anillos de unión)
 Boquillas soldadas
En áreas secundarias como en el metal base, el revestimiento y la integridad del
recubrimiento de las soldaduras, pueden ser inspeccionadas con ultrasonido desde afuera

del recipiente para medir y localizar si existe algún desprendimiento o imperfección en
cualquiera de estas.
Cuando un recipiente funciona con altas temperaturas y maneja líquidos como: aminas,
sulfuro de hidrógeno húmedo (H2S), líquidos cáusticos, amoniaco, cíclicos, y están
construidos con aceros de alta resistencia (arriba de 70000 lbf/in2 (483 MPa) de resistencia
a la tracción), aceros de grano grueso o de bajo cromo, las soldadura y la zona ajunta a
estas, debe ser cuidadosamente revisada, ya que son especialmente susceptibles a la
aparición de fracturas.
Se considera que el mejor método para detectar indicaciones superficiales, es la técnica de
partículas magnéticas (capitulo 3, sección 3.2), otros métodos que también son validos en la
detección de discontinuidades son las corrientes de eddy (capitulo 3, sección 3.3) y los
distintos métodos ultrasónicos (capitulo 3, sección 3.5), con sus respectivas limitaciones.
Las boquillas que se encuentran conectadas al recipiente, tienen que ser inspeccionadas
visualmente por corrosión interna, así como las paredes de las mismas deben ser revisadas
con un instrumento ultrasónico para determinar su espesor, en algunos casos también es
deseable hacer mediciones del diámetro interno de la boquilla, ya que la corrosión puede
provocar excentricidad, por lo que es recomendable hacer estas mediciones con un
calibrador de circunferencia o un compás de tijera que de una lectura directa. Una de las
boquillas que se tiene que revisar con especial cuidado es la de la válvula de seguridad o
PSV (Pressure Sefety Valve), observando que no se encuentren depósitos de corrosión de
algún tipo obstruyéndola.
En lo concerniente a otros aditamentos internos como desviadores, soportes de bandejas,
bandejas, mamparas, rejillas, pantallas y refuerzos internos que van a ser inicialmente
inspeccionados visualmente y posteriormente con un golpeteo ligero con un martillo para

que por medio del análisis del sonido establecer el estado del material, si hay una distorsión
en el sonido, puede que exista una pérdida de material, entonces el espesor del material
debe ser medido con equipo de ultrasonido y comparado con el original de construcción.
En el interior del recipiente las áreas directamente abajo y arriba del nivel del líquido en los
recipientes que contienen ácidos corrosivos son muy susceptibles al ampollamiento por
hidrógeno, este defecto es fácilmente encontrado por inspección visual, especialmente
cuando se encuentran cerca de la superficie de la placa, ya que con la iluminación se
generan sombras o con pasar la mano son detectables, cuando no es posible detectar el daño
a simple vista y se sospecha que existe un ampollamiento, su extensión y profundidad es
posible medirlo con técnicas de ultrasonido( capitulo 3, sección 3.5 y capitulo 4 sección
4.7).
En los recipiente que contienen aminas (absorbedores, acumuladores, mezcladores,
condensadores, enfriadores, extractores, contenedores de filtros, reactivadotes,
rehervidotes, recuperadores, regeneradores, depuradores, separadores, depositadores,
destiladores, tanques de arranque y torres de tratamiento) que son susceptibles a sufrir
fracturas en las soldaduras y en las zonas afectadas por el calor, API RP 572 recomienda
para una eficiente detección de este tipo de defectos el método de partículas magnéticas
fluorescentes húmedas.

2.3.4. Inspección de lainas metálicas
Gran cantidad de recipientes están provistos de lainas metálicas en su interior, las cuales
son placas metálicas que tienen como principal propósito proteger las paredes interiores del
recipiente de los efectos de la corrosión y de la erosión. Las principales condiciones para
revisar son las siguientes:

 Que no exista corrosión
 Que las lainas se encuentre debidamente instaladas
 Que las lainas no presenten fracturas o grietas
Se requiere de una cuidadosa inspección visual cuando se están revisando las lainas por
corrosión, API RP 572 recomienda que seguido de la inspección visual se aplique un
golpete con un martillo, así a través del análisis del sonido se puede determinar, si existe la
perdida de material de una laina o hay corrosión en alguna de ellas, si la corrosión ya ha
ocurrido, puede ser necesario hacer mediciones de espesores, para determinar el espesor
remanente de las lainas, a menos que las lainas sean muy rugosas. Otra manera de
determinar el estado de las lainas, es retirando una sección del lainado y hacer mediciones
directas con un calibrador, este método también provee una oportunidad para inspeccionar
el metal base bajo las lainas, en el cual se deben hacer mediciones de espesores por
métodos ultrasónicos para determinar el espesor remanente, estos también pueden ser
hechos desde afuera del recipiente.
Los pandeos y los abultamientos a menudo ocurren en las lainas metálicas, los cuales son
producto de la expansión térmica de las lainas durante la operación bajo presión del
recipiente, estos son indicativos de que existen fracturas o fugas en estas áreas o que
también pueden existir picaduras en las zonas adyacentes a las soldaduras.
Si hay una fuga entre las lainas, se debe determinar si hay algún daño por corrosión bajo las
lainas, en algunos casos las pruebas de ultrasonido desde afuera del recipiente pueden ser
usadas como lo recomienda API 510.

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CAPITULO 3
TEORIA Y PRÁCTICA DE PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
Pruebas no destructivas (PND), evaluación no destructiva (END) e inspección no
destructiva (IND), son términos usados para designar al conjunto de pruebas que están
basadas en principios fiscos, empleados para determinar las características del material
(tamaño de grano, espesor, etc.), componente o sistema, evaluando y detectando
inhomogeneidades, así como, defectos peligrosos, sin interrumpir ni dañar sus funciones.
Este tipo de pruebas juegan un importante rol en el control de calidad del producto
terminado, así como también, en el monitoreo de componentes y sistemas, evaluando y
prediciendo su vida remanente o útil, mientras estos mantenga su integridad estructural.
En la tabla 3.1 se numeran las ventajas y limitaciones de las pruebas no destructivas frente
a las pruebas destructivas.
Las pruebas no destructivas, hacen posible la óptima inspección de componentes sin
sacrificar la seguridad operativa de este, así como, el uso de microprocesadoresy
dispositivos automáticos para la adquisición y procesamiento de datos, hacen posible que el
monitoreo de sistemas complejos y plantas industriales, sea una labor más eficiente. Todo
esto hace que los resultados obtenidos sean más verdaderos y precisos, además de reflejar
una eficiencia en tiempo y costo.
Los métodos de pruebas no destructivas van desde lo más sencillo, como la inspección
visual, hasta los más complicados como los métodos de corrientes de eddy.
El uso de este tipo de métodos para mantener los requerimientos de alta calidad y los
estándares de alto desempeño en las industrias de alta tecnología, especialmente en la
nuclear, de defensa y aeroespacial, ha propiciado el desarrollo de nuevas técnicas y avances
de las ya existentes como la de líquidos penetrantes, ultrasonido, partículas magnéticas y

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radiografía, que han derivado en nuevos métodos como radiografía neutrónica, emisión
acústica, termografía, censores de esfuerzos, técnicas de microondas y holografía, las
cuales han tenido un gran desarrollo en los últimos años.

Pruebas destructivas Pruebas no destructivas
Ventajas Limitaciones
1. Las mediciones son directas y reales. Las mediciones son indirectas.
2. Usualmente se dan mediciones cuantitativas. Usualmente se dan mediciones cualitativas.
3. La correlación entre las mediciones y las propiedades del material son directas.
Criterio y experiencia son requeridos para
interpretar las indicaciones.(calificación
capacitación y certificación en cada PND)
Limitaciones Ventajas
1.
Las pruebas no son hechas directamente en los
objetos. De aquí que las relaciones entre la
muestra usada y el objeto, se necesite probar.
Las pruebas son hechas directamente en el
objeto. El 100% de las pruebas son actuales
y posibles.
2. La prueba se puede realizar una única vez y realizar pocas mediciones.
Muchas PND’s pueden ser aplicadas en la
misma parte y de aquí que se puede medir
muchas o todas las propiedades.
3. Hacer pruebas en servicio no es posible. Es posible hacer pruebas en servicio.
4. Hacer medición de propiedades sobre un periodo de tiempo acumulativo no es posible. Es posible hacer revisiones periódicas.
5. La preparación de la probeta de prueba es costosa. Es suficiente una breve preparación.
6. El tiempo de prueba es generalmente largo. Muchos de los métodos son rápidos.

La selección de un método en específico depende de muchos factores incluyendo la
disponibilidad, la accesibilidad y la conveniencia, basándose en análisis de experiencias
anteriores, esto puede ser necesario para confirmar y justificar la finalidad de otras pruebas.
Toda la información que se recopila por los operadores debe ser debidamente registrada en
Tabla 3.1. Ventajas y limitaciones de pruebas destructivas y no destructivas

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formatos normalizados y bien estructurados (Ver anexo A), los cuales hacen un registro
histórico del recipiente, mejorando el sistema de calidad de integridad mecánica.

3.1. LÍQUIDOS PENETRANTES (LP)
3.1.1. Principio físico
La inspección con líquidos penetrantes depende principalmente de la tensión superficial y
acción capilar, así como también, de la habilidad que tenga un líquido para humedecer la
superficie de un sólido (pieza de trabajo o muestra), fluyendo sobre esta en forma continua
para producir un recubrimiento uniforme y entrar en las cavidades superficiales. La
viscosidad es otro factor, que despreciablemente, pero también afecta la fluidez con que el
líquido penetra dentro de las grietas y defectos. Los líquidos demasiado viscosos son
inconvenientes, ya que, no fluye lo suficiente sobre la superficie de la pieza de trabajo y
consecuentemente requiere periodos de permanencia muy largos, para penetrar dentro de
las grietas y defectos.
Inicialmente el único método de detección de fallas con LP fue la observación con el ojo
del inspector con ayuda de luz visible. Las características del ojo humano se ven
fuertemente afectadas por la brillantez de las indicaciones, que produce una fuente
luminosa, la cual pueden variar la percepción, dependiendo de su naturaleza e intensidad.
Hoy en día son utilizados tanto los métodos tradicionales de luz visible, así como los
llamados de luz ultravioleta o luz negra, estos últimos, utilizan la energía luminosa que
desprende algunas substancias, cuando sus átomos son excitados por alguna radiación
externa. En la inspección de líquidos penetrantes, cuando las partículas de un fluido son
tocadas por luz ultravioleta, existe una excitación a un nivel más alto de energía, después de
ser excitadas, las partículas regresan a su estado de menor energía con la emisión de luz, la

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cual, tiene una longitud de onda más larga que la de la fuente original, lo que las hace
visibles. La ventaja de esta técnica es el incremento de la visibilidad de pequeñas
indicaciones en la superficie de trabajo.
Se han conseguido importantes avances en el campo de la inspección con líquidos
penetrantes en lo que concierne a su fiabilidad y sensibilidad con la introducción de
dispositivos de exploración láser, los cuales hacen posible la exploración automática de las
áreas de trabajo, mostrando una imagen monocromática, el láser detecta en forma y color
las indicaciones, sin embargo, esta técnica esta confinada al uso únicamente del laboratorio
y todavía no es aplicable en componentes en platas industriales.

3.1.2. Procedimiento de LP
La inspección es llevada a cabo con la secuencia de operaciones que se muestran en la
figura 2.10 (capitulo 2) en la que se observan los pasos a seguir en una inspección con
líquidos penetrantes.

Limpieza
Uno de los más importantes pasos, en el procedimiento de inspección por líquidos
penetrantes, es la limpieza inicial de la superficie a inspeccionar, los defectos que han de
encontrarse deben de estar abiertos en la superficie para que el penetrante logre entrar. Si
no se eliminan correctamente escamaciones, laminaciones, pintura, grasa y cualquier otra
imperfección en la superficie, se va a producir una acumulación del liquido penetrante,
provocando que se enmascaren y oculten los defectos del material o también pueden dar
falsas indicaciones. Se debe escoger una adecuada secuencia de limpieza que puede incluir,
cepillado, algún tipo de solvente y secado con trapos, dependiendo del tipo y las

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condiciones de la superficie a inspeccionar, cualquier exceso de solvente en la superficie
puede diluir el penetrante y disminuir la brillantez de las indicaciones.

Aplicación de penetrante
El segundo pasó en el proceso de inspección es la aplicación del líquido penetrante en la
superficie previamente limpiada. El líquido debe correr libremente y de una forma
uniforme sobre la superficie, para poder penetrar en grietar y defectos existentes. El tiempo
de permanencia, es la cantidad de tiempo requerido para que el liquido penetre en los
defectos, este va a variar, dependiendo de las características de los defectos como, tamaño y
forma así como también de la temperatura e inclinación de la superficie, este tiempo puede
ir de 5 min hasta 30 min en algunos casos extremos (ver tabla 3.2).

La aplicación del penetrante puede hacerse por inmersión de la pieza en el baño de líquido
penetrante, rociando o aplicando con una brocha.

Material Forma Tipo de discontinuidad
Tiempo de permanencia para
(min.)
Penetrante Revelador
Aluminio, magnesio,
acero, titanio
Fundiciones,
Soldaduras
Porosidades,
fracturas por falta
de fusión
5 7
Hierro forjado, extrusiones Fracturas 10 7
Herramientas con
puntas de carburo
Falta de fusión,
porosidades 5 7
Plástico, vidrio,
ceramica
En todas sus
formas
Fracturas,
porosidades 5 7
Tabla 3.2 En la tabla se muestra el tiempo de permanencia del líquido penetrante para
distintos materiales, así como, para el tipo de defectos que puede funcionar