1. Introducción: La Importancia Silenciosa de la Integridad Estructural

En el corazón de innumerables procesos industriales, desde la refinería de petróleo hasta la producción de alimentos y bebidas, se encuentran los recipientes a presión. Estos equipos, diseñados para operar bajo condiciones de presión interna o externa significativamente diferentes a la atmosférica, son verdaderos caballos de batalla. Sin embargo, su operación conlleva riesgos inherentes que, de no gestionarse adecuadamente, pueden desencadenar fallas catastróficas con consecuencias devastadoras para la seguridad del personal, el medio ambiente y la continuidad del negocio.

La integridad mecánica de estos recipientes no es un concepto estático; se ve constantemente amenazada por fenómenos como la corrosión, la erosión y la fatiga. Aquí es donde la Inspección de Medición de Espesores emerge como una herramienta diagnóstica fundamental, un guardián silencioso que permite evaluar el estado real de los equipos y tomar decisiones informadas para prevenir fallas.

En México, la NOM-020-STPS-2011 (Recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas – Funcionamiento – Condiciones de Seguridad) establece el marco regulatorio para garantizar la operación segura de estos equipos. Esta norma subraya la importancia de las inspecciones periódicas, siendo la medición de espesores una de las técnicas más críticas para cumplir con sus directrices y, lo más importante, para salvaguardar la integridad de las instalaciones.

Este artículo exhaustivo explorará en profundidad por qué y cuándo la medición de espesores es crucial, cómo se realiza, su relación con la NOM-020-STPS-2011, y cómo empresas especializadas como Pscymi pueden ser tu aliado estratégico para asegurar la integridad y el cumplimiento normativo de tus recipientes a presión. Prepárate para sumergirte en el mundo de la inspección técnica y descubrir cómo esta práctica puede marcar la diferencia entre una operación segura y eficiente, y un riesgo latente.

2. Recipientes a Presión: Titanes de la Industria y sus Riesgos Inherentes

Para apreciar la importancia de la medición de espesores, primero debemos comprender la naturaleza de los equipos que protege.

• ¿Qué Son Exactamente los Recipientes a Presión? Un recipiente a presión es cualquier contenedor cerrado diseñado para contener gases o líquidos a una presión sustancialmente diferente (mayor o menor) a la presión ambiente. Esta definición abarca una vasta gama de equipos, cada uno con funciones específicas dentro de los procesos industriales:

  • Tanques de Almacenamiento: Para gases licuados (GLP, amoniaco), aire comprimido, etc.
  • Reactores Químicos: Donde ocurren reacciones bajo presión y temperatura controladas.
  • Calderas y Generadores de Vapor: Producen vapor para procesos industriales o generación de energía.
  • Intercambiadores de Calor de Carcasa y Tubos: Transfieren calor entre fluidos bajo presión.
  • Acumuladores Hidráulicos: Almacenan energía en forma de fluido presurizado.
  • Autoclaves: Utilizados para procesos de esterilización o curado bajo alta presión.
  • Filtros y Separadores: Operan bajo presión para purificar o separar componentes.
  • Recipientes Criogénicos: Diseñados para contener fluidos a temperaturas extremadamente bajas y presiones variables.

  La diversidad en diseño, tamaño y condiciones de operación (presión, temperatura, tipo de fluido contenido) es inmensa, lo que implica que los mecanismos de degradación y los riesgos asociados también varían considerablemente.

• Materiales de Construcción Comunes La elección del material es crítica para la seguridad y vida útil de un recipiente a presión. Los más comunes incluyen:

  • Aceros al Carbono: Ampliamente utilizados por su buena resistencia y costo-efectividad para aplicaciones de temperatura y presión moderadas.
  • Aceros de Baja Aleación: Contienen elementos como cromo, molibdeno y vanadio para mejorar la resistencia a altas temperaturas, la tenacidad y la resistencia a la corrosión bajo tensión.
  • Aceros Inoxidables: Ofrecen excelente resistencia a la corrosión en una amplia gama de ambientes agresivos.
  • Aleaciones de Níquel: Utilizadas en servicios altamente corrosivos o a temperaturas extremas.
  • Aluminio y sus Aleaciones: Para aplicaciones criogénicas o donde se requiere bajo peso.
  • Materiales Compuestos: Como plásticos reforzados con fibra de vidrio (FRP), para ciertos servicios corrosivos a bajas presiones.

  Cada material tiene límites de operación y susceptibilidades específicas a ciertos mecanismos de daño.

• Mecanismos de Falla: Los Enemigos Invisibles La pared de un recipiente a presión, que actúa como barrera de contención, puede degradarse con el tiempo debido a diversos factores:

  • Corrosión: Es quizás el mecanismo de daño más común. Puede ser:
    • Corrosión Uniforme: Pérdida de espesor generalizada y relativamente homogénea.
    • Corrosión por Picaduras (Pitting): Ataque localizado que forma pequeñas cavidades o picaduras, pudiendo perforar la pared rápidamente.
    • Corrosión Galvánica: Ocurre cuando dos metales distintos están en contacto en presencia de un electrolito.
    • Corrosión Bajo Tensión (Stress Corrosion Cracking – SCC): Fisuración causada por la acción combinada de un esfuerzo de tensión y un ambiente corrosivo específico.
    • Corrosión Influenciada Microbiológicamente (MIC): Degradación causada por la actividad de microorganismos.
    • Corrosión a Altas Temperaturas: Oxidación y otros ataques químicos acelerados por la temperatura.
  • Erosión: Desgaste mecánico causado por el flujo de fluidos que contienen partículas sólidas o por cavitación. Común en codos, boquillas y zonas de alta velocidad de flujo.
  • Erosión-Corrosión: Un efecto sinérgico donde la erosión remueve las capas protectoras de óxido, exponiendo metal fresco a una mayor corrosión.
  • Fatiga: Fisuración progresiva debido a esfuerzos cíclicos (variaciones de presión o temperatura). Puede ser de bajo ciclo (pocas repeticiones, alta deformación) o alto ciclo (muchas repeticiones, baja deformación).
  • Creep (Fluencia Lenta): Deformación plástica progresiva bajo esfuerzo constante a temperaturas elevadas (generalmente >40% de la temperatura de fusión del material). Conduce a la ruptura por creep.
  • Daño Mecánico: Impactos externos, abolladuras, o daños durante el transporte o instalación que pueden crear concentradores de esfuerzo o reducir localmente el espesor.
  • Fragilización por Hidrógeno: El hidrógeno atómico puede difundirse en el metal y causar pérdida de ductilidad y fisuración.

  Estos mecanismos rara vez actúan de forma aislada; a menudo, múltiples factores contribuyen simultáneamente a la degradación del material.

• Consecuencias de una Falla: Más Allá de lo Económico Una falla en un recipiente a presión puede tener un espectro de consecuencias, todas ellas graves:

  • Seguridad del Personal: Liberación súbita de energía, proyección de fragmentos, exposición a sustancias tóxicas o inflamables, quemaduras. Puede resultar en lesiones graves o fatalidades.
  • Impacto Ambiental: Fugas de productos químicos peligrosos, contaminación del suelo, agua y aire.
  • Pérdidas Económicas Directas: Costo de reparación o reemplazo del equipo, pérdida de producción por paros no programados, daño a equipos adyacentes.
  • Pérdidas Económicas Indirectas: Daño a la reputación de la empresa, pérdida de confianza de los clientes, interrupción de la cadena de suministro.
  • Consecuencias Legales: Sanciones por incumplimiento normativo, demandas civiles, e incluso responsabilidades penales para los responsables de la operación y mantenimiento.

  Es evidente que la prevención de fallas es un objetivo primordial en cualquier instalación que opere recipientes a presión.

 

3. NOM-020-STPS-2011: El Pilar Normativo para la Seguridad en México

La Secretaría del Trabajo y Previsión Social (STPS) de México, consciente de los riesgos asociados a los recipientes a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas, emitió la NOM-020-STPS-2011. Esta Norma Oficial Mexicana es de cumplimiento obligatorio en todo el territorio nacional y establece las condiciones de seguridad para el funcionamiento de estos equipos en los centros de trabajo.

• Objetivo y Alcance de la Norma El objetivo principal de la NOM-020-STPS-2011 es «establecer los requisitos de seguridad para el funcionamiento de los recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas en los centros de trabajo, a fin de prevenir riesgos a los trabajadores y daños en las instalaciones.»

  Su campo de aplicación cubre todos los centros de trabajo donde funcionen este tipo de equipos, con algunas excepciones específicas detalladas en la propia norma (como equipos portátiles, extintores, equipos de la industria nuclear, entre otros).

• Obligaciones Clave del Patrón según la NOM-020 La norma impone una serie de obligaciones al patrón (empleador o propietario de la instalación) para asegurar la operación segura de los equipos. Estas incluyen, entre otras:

  • Clasificar los equipos instalados en categorías (I, II o III) según su nivel de riesgo.
  • Contar con un listado actualizado de todos los equipos.
  • Disponer de un expediente para cada equipo, que contenga información técnica, planos, historial de operación, mantenimiento y pruebas.
  • Elaborar y aplicar programas de revisión y mantenimiento.
  • Realizar pruebas de presión y exámenes no destructivos (como la medición de espesores) según la clasificación del equipo y su estado.
  • Asegurar que los equipos cuenten con dispositivos de seguridad en buen estado (válvulas de seguridad, manómetros, etc.).
  • Capacitar al personal que opera, mantiene e inspecciona los equipos.
  • Contar con procedimientos de operación, mantenimiento y atención a emergencias.
  • Obtener un dictamen de cumplimiento de una Unidad de Verificación (para equipos de Categoría II y III) o elaborar un informe de cumplimiento (para Categoría I), según corresponda.

• Clasificación de Equipos y sus Implicaciones La NOM-020-STPS-2011 clasifica los equipos en tres categorías, basadas en el tipo de fluido, la presión de diseño o calibración, y el volumen (para recipientes) o capacidad térmica (para generadores de vapor).

  • Categoría I: Equipos de menor riesgo. Requieren un programa de revisión y mantenimiento, y un informe de cumplimiento elaborado por el patrón.
  • Categoría II: Equipos de riesgo intermedio. Requieren pruebas más rigurosas y un dictamen de cumplimiento emitido por una Unidad de Verificación (UV) tipo «A», «B» o «C».
  • Categoría III: Equipos de mayor riesgo. Exigen los controles más estrictos, incluyendo pruebas no destructivas, y un dictamen de una UV tipo «A», «B» o «C».

  La frecuencia y el tipo de inspecciones, incluyendo la medición de espesores, están directamente ligados a esta clasificación. Generalmente, a mayor categoría, mayores son los requerimientos.

• El Rol de las Unidades de Verificación (UV) y Laboratorios de Ensayo Acreditados Para los equipos de Categoría II y III, la NOM-020-STPS-2011 exige la intervención de Unidades de Verificación (UV). Estas son personas físicas o morales, acreditadas por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA) y aprobadas por la STPS, que tienen la facultad de evaluar la conformidad de los equipos con la norma y emitir un dictamen oficial.

  Adicionalmente, ciertas pruebas no destructivas (PND) y otros ensayos pueden requerir ser realizados por Laboratorios de Ensayo Acreditados, que también cuentan con el reconocimiento de la EMA y, en su caso, la aprobación de la STPS.

  Es crucial que las empresas que operan estos equipos se aseguren de contratar servicios de UVs y laboratorios que cuenten con las acreditaciones y aprobaciones vigentes para garantizar la validez de sus dictámenes y reportes.

4. Medición de Espesores: Diagnóstico Vital para la Salud de tus Equipos

Dentro del arsenal de técnicas de inspección para recipientes a presión, la medición de espesores juega un papel protagónico, especialmente en la detección y cuantificación de la pérdida de material.

• ¿En Qué Consiste la Medición de Espesores? La medición de espesores es un tipo de Ensayo No Destructivo (END o PND) cuyo objetivo es determinar el grosor remanente de la pared de un material, generalmente metálico, sin alterar sus propiedades ni su capacidad de servicio. En el contexto de los recipientes a presión, se enfoca en medir el espesor de las paredes del cuerpo, cabezales, boquillas y otros componentes sometidos a presión.

• La Criticidad de Conocer el Espesor Real El espesor de la pared de un recipiente a presión está directamente relacionado con su capacidad para resistir la presión interna. Cualquier reducción en este espesor, ya sea por corrosión, erosión u otro mecanismo, disminuye su resistencia y aumenta el riesgo de falla. Conocer el espesor real en diferentes puntos del equipo es crucial para:

  • Detectar y Cuantificar la Pérdida de Material: Permite identificar si la corrosión o erosión están activas y a qué velocidad están progresando.
  • Evaluar la Integridad Estructural Actual: Comparar el espesor medido con el espesor mínimo requerido (calculado según códigos de diseño como ASME BPVC Section VIII) para determinar si el equipo sigue siendo apto para operar a su Presión Máxima Permisible de Trabajo (PMPT o MAWP).
  • Predecir la Vida Remanente: Conociendo la velocidad de pérdida de material, se puede estimar cuánto tiempo más el equipo puede operar de forma segura antes de alcanzar su espesor mínimo.
  • Cumplir con la NOM-020-STPS-2011: La norma exige la realización de PND, y la medición de espesores es una de las más fundamentales para evaluar el estado de los equipos.
  • Fundamentar Decisiones de Mantenimiento y Reparación: Los resultados guían las decisiones sobre cuándo y cómo reparar (parchado, soldadura de recargue), si es necesario un reemplazo, o si se pueden ajustar los intervalos de inspección.
  • Optimizar la Gestión de Activos: Permite planificar presupuestos y paros de planta de manera más eficiente.

• Métodos Destacados para la Medición de Espesores: El Ultrasonido como Protagonista Si bien existen varios métodos, la medición de espesores por ultrasonido (UT) es la técnica más ampliamente utilizada y preferida para recipientes a presión, debido a sus numerosas ventajas:

  • Principio de Funcionamiento (Pulso-Eco): Un transductor (palpador) emite un pulso de sonido de alta frecuencia (ultrasonido) que viaja a través del material. Cuando el pulso encuentra una interface (como la pared posterior del material o un defecto interno), parte de la energía se refleja de regreso al transductor. Midiendo el tiempo que tarda el eco en retornar y conociendo la velocidad del sonido en ese material, el equipo calcula el espesor.
  • Ventajas del Ultrasonido:
    • No Destructivo: No daña el equipo inspeccionado.
    • Alta Precisión: Puede medir espesores con gran exactitud (del orden de centésimas de milímetro).
    • Rapidez: Las mediciones individuales son rápidas.
    • Acceso por un Solo Lado: Solo se necesita acceso a una cara de la pared a medir, lo cual es ideal para equipos en servicio.
    • Portabilidad: Los equipos modernos son compactos y fáciles de transportar.
    • Detección de Defectos Internos: Además de medir espesor, ciertas técnicas de UT (como A-Scan) pueden ayudar a detectar laminaciones u otros defectos volumétricos.
  • Tipos de Equipos de Ultrasonido para Espesores:
    • Medidores Digitales de Espesor: Son los más comunes para esta aplicación. Proporcionan una lectura digital directa del espesor. Son fáciles de usar y calibrar.
    • Detectores de Fallas con Capacidad A-Scan: Equipos más sofisticados que muestran la señal ultrasónica en una pantalla (A-Scan). Permiten una interpretación más detallada, diferenciando entre la pérdida de pared y otros reflectores. Útiles para espesores corroídos o con geometrías complejas.
    • Equipos con Capacidad B-Scan o C-Scan: Generan imágenes transversales (B-Scan) o planas (C-Scan) que representan la variación del espesor en un área, facilitando la visualización de zonas corroídas.
  • Otros Métodos (Mención Breve):
    • Corrientes de Eddy (ET): Útiles para materiales conductores, pueden detectar pérdida de espesor y fisuras superficiales, especialmente en tubos de intercambiadores de calor. Su profundidad de penetración es limitada.
    • Calibradores Mecánicos (Micrómetros, Verniers): Solo aplicables si se tiene acceso a ambas caras del material o en bordes. No son prácticos para la mayoría de las inspecciones en servicio de recipientes.
    • Radiografía (RT): Aunque puede usarse para evaluar corrosión interna de forma cualitativa o medir espesores en ciertas geometrías (como tuberías pequeñas), no es el método primario para medición de espesores en recipientes grandes debido a costos, seguridad radiológica y menor precisión comparado con UT para esta tarea específica.

  Dada su versatilidad y fiabilidad, el ultrasonido se ha consolidado como el estándar de la industria para la medición de espesores en recipientes a presión.

5. El Factor Tiempo: ¿Cuándo es Mandatorio Realizar la Medición de Espesores?

Determinar la frecuencia adecuada para la inspección de medición de espesores es crucial y no debe tomarse a la ligera. Una inspección demasiado tardía puede resultar en una falla, mientras que una demasiado frecuente puede ser innecesariamente costosa.

• Requisitos de la NOM-020-STPS-2011 La norma establece lineamientos generales, pero la frecuencia específica debe determinarse caso por caso, considerando:

  • Inspección Inicial (Antes de la Puesta en Marcha o Después de una Reparación Mayor): Para establecer una línea base de espesores y verificar la calidad de fabricación o reparación. Es fundamental tener estos datos de «espesor original» o «espesor post-reparación» para futuros cálculos de velocidad de corrosión.
  • Inspecciones Periódicas: La NOM-020-STPS-2011 indica que la periodicidad de las pruebas de presión y exámenes no destructivos (como la medición de espesores) debe basarse en:
    • La clasificación del equipo (Categoría I, II o III).
    • Su historial de operación y mantenimiento.
    • Las condiciones de operación (fluido, presión, temperatura).
    • La velocidad de corrosión esperada o medida.
    • Las recomendaciones del fabricante.

  Para equipos de Categoría II y III, el programa de revisión y las pruebas, incluyendo la periodicidad de la medición de espesores, deben estar avalados por una Unidad de Verificación. La norma sugiere que, como máximo, las pruebas de presión y PND para equipos que no cuenten con un programa de mantenimiento basado en integridad (RBI), no excedan ciertos plazos (por ejemplo, 5 años para Categoría II y III, dependiendo del tipo de fluido y condiciones). Sin embargo, si la velocidad de corrosión es alta, los intervalos deben ser mucho más cortos. La vida útil restante calculada a partir de mediciones anteriores es un factor determinante: la siguiente inspección debe realizarse antes de que se alcance la mitad de la vida útil restante estimada, o antes de que se alcance el espesor mínimo, lo que ocurra primero (siguiendo prácticas de API 510 / API 570).

• Disparadores Adicionales para una Inspección Inmediata Independientemente del programa regular, ciertas situaciones deben activar una inspección de medición de espesores:

  • Después de Eventos Anómalos: Si el equipo ha sido sometido a una sobrepresión significativa, cambios bruscos de temperatura fuera de diseño, incendios cercanos, o impactos mecánicos.
  • Cambios en las Condiciones de Operación: Si se modifica el tipo de fluido manejado, la concentración, la temperatura o la presión de operación, ya que esto puede alterar drásticamente la velocidad de corrosión.
  • Observación de Daños Visuales: Si durante inspecciones visuales rutinarias se detectan abolladuras, fugas, zonas con corrosión externa severa, ampollamientos o cualquier otra anomalía.
  • Antes de Reparaciones o Alteraciones Mayores: Para evaluar el estado del material adyacente a la zona a reparar y asegurar que la reparación sea viable y segura.
  • Cuando el Historial de Equipos Similares lo Sugiere: Si equipos similares operando en condiciones parecidas han mostrado problemas de adelgazamiento, es prudente inspeccionar los propios.
  • Dudas sobre la Integridad del Equipo: Ante cualquier sospecha o incertidumbre sobre la condición del recipiente.

• Inspección Basada en Riesgo (IBR o RBI – Risk-Based Inspection) Un enfoque más avanzado y recomendado por estándares internacionales (como API 580/581) es la Inspección Basada en Riesgo. RBI es un proceso sistemático para desarrollar un programa de inspección óptimo, donde la frecuencia, el alcance y el tipo de inspección se determinan en función del riesgo (probabilidad de falla x consecuencia de falla) de cada equipo.

  • La medición de espesores es una entrada fundamental para el análisis de probabilidad de falla en un RBI.
  • Los resultados de RBI pueden justificar intervalos de inspección más largos para equipos de bajo riesgo o más cortos para los de alto riesgo, optimizando los recursos y mejorando la seguridad general.
  • La NOM-020-STPS-2011 permite la aplicación de estos enfoques si están debidamente justificados y documentados, y usualmente requieren la validación de una UV.

  Pscymi puede asesorar a las empresas en la implementación de programas de inspección, ya sea siguiendo los lineamientos prescriptivos de la NOM o desarrollando enfoques más sofisticados como RBI, siempre buscando el balance óptimo entre seguridad, cumplimiento y eficiencia.

 

6. El Proceso Detallado de una Inspección de Medición de Espesores por Ultrasonido

Una inspección de medición de espesores por ultrasonido, para ser efectiva y confiable, debe seguir un proceso estructurado y ser realizada por personal calificado. Este proceso generalmente se divide en cuatro fases principales:

• Fase 1: Planificación Estratégica y Preparación Meticulosa Esta fase es la base para una inspección exitosa.

  • Revisión de Documentación del Recipiente: Se recopila y analiza toda la información relevante:
    • Planos de diseño y fabricación («as-built» si están disponibles).
    • Especificaciones de material.
    • Historial de operación (presiones, temperaturas, fluidos manejados).
    • Historial de inspecciones y reparaciones anteriores (reportes de medición de espesores, PND, pruebas de presión).
    • Diagramas de Tuberías e Instrumentación (DTI o P&IDs) para entender la conexión del equipo al proceso.
  • Definición del Alcance de la Inspección: Se determina qué recipientes específicos serán inspeccionados y qué nivel de detalle se requiere para cada uno.
  • Selección de Puntos de Medición (TMLs – Thickness Monitoring Locations): Este es un paso crítico. Los TMLs no se eligen al azar. Se seleccionan con base en:
    • Zonas donde se espera mayor corrosión o erosión (fondos de tanques, zonas de entrada de fluidos, áreas de estancamiento, cambios de dirección de flujo, interfaces líquido-vapor).
    • Proximidad a soldaduras (la Zona Afectada por el Calor – ZAC – puede ser susceptible a ciertos tipos de corrosión).
    • Boquillas y conexiones.
    • Áreas donde se hayan detectado problemas en inspecciones previas.
    • Recomendaciones de códigos y estándares (ej. API 510 para recipientes a presión).
    • Se pueden establecer «grids» o mallas de inspección en áreas extensas para un mapeo más completo.
  • Preparación de la Superficie: Para obtener lecturas de ultrasonido precisas, la superficie del material debe estar limpia y lisa. Esto puede implicar:
    • Remoción de óxido suelto, escamas, suciedad o depósitos.
    • Si el recipiente está pintado o recubierto, y el recubrimiento es grueso o está desprendido, podría ser necesario removerlo en los TMLs. Algunos equipos de UT modernos pueden medir «a través de pintura» (Thru-Coat™), pero su efectividad depende del tipo y espesor del recubrimiento.
    • Si hay aislamiento térmico, se deben abrir ventanas de inspección en los TMLs designados.
  • Consideraciones de Seguridad para el Personal Inspector:
    • Análisis de riesgos del trabajo (permisos de trabajo, espacios confinados, trabajo en alturas, atmósferas peligrosas si el equipo está en servicio o recién salido de él).
    • Uso de Equipo de Protección Personal (EPP) adecuado.
    • Asegurar que el equipo esté despresurizado y, si es necesario, purgado y aislado antes de la inspección (especialmente si se requiere acceso interno o preparación de superficie extensa).
  • Selección y Calibración del Equipo de Ultrasonido:
    • Seleccionar el medidor de espesores o detector de fallas adecuado para la aplicación (rango de espesores, material, temperatura, precisión requerida).
    • Elegir el transductor (palpador) correcto (frecuencia, diámetro, tipo: contacto directo, doble cristal, línea de retardo) en función del material, espesor y condición de la superficie.
    • Utilizar un acoplante adecuado (gel, glicerina, aceite) para asegurar una buena transmisión del sonido entre el transductor y la pieza.
    • Calibrar el equipo utilizando bloques de calibración de material conocido y espesores certificados, idealmente del mismo material o con velocidad sónica similar al del recipiente a inspeccionar. La calibración debe realizarse antes de iniciar las mediciones y verificarse periódicamente durante la inspección.

• Fase 2: Ejecución de la Medición en Campo Con la planificación completa y el equipo calibrado, se procede a la toma de lecturas:

  • Aplicación del Acoplante: Se aplica una fina capa de acoplante en el TML.
  • Toma de Lecturas: Se coloca el transductor firmemente sobre el TML y se aplica una presión moderada y constante. Se ajusta la orientación del transductor para obtener una señal estable y la lectura de espesor más delgada y repetible en ese punto.
  • Múltiples Lecturas por TML: Es buena práctica tomar varias lecturas en la vecindad inmediata de cada TML para asegurar la representatividad.
  • Técnicas de Barrido (Scanning): En áreas donde se sospecha corrosión generalizada o localizada, o entre TMLs espaciados, se puede realizar un barrido manual moviendo el transductor sobre la superficie para detectar variaciones de espesor o el punto más delgado. Los equipos con A-Scan son particularmente útiles aquí.
  • Registro Meticuloso: Cada lectura de espesor debe registrarse cuidadosamente junto con:
    • Identificación del equipo.
    • Fecha de la inspección.
    • Nombre del inspector.
    • Equipo y transductor utilizado, incluyendo número de serie.
    • Identificación única del TML (referenciada a un plano o isométrico del equipo).
    • La lectura de espesor.
    • Cualquier observación relevante (condición de la superficie, dificultad para obtener lectura, etc.). El uso de software especializado para la gestión de datos de inspección es altamente recomendable.
  • Inspección Visual Concurrente: El inspector debe estar atento a cualquier anomalía visual en la superficie del equipo mientras realiza las mediciones.

• Fase 3: Análisis de Datos e Interpretación Experta Una vez recopilados los datos, comienza el trabajo de análisis, que es tan importante como la propia medición:

  • Comparación con Espesores de Referencia:
    • Las lecturas actuales se comparan con el espesor nominal o de diseño original del equipo.
    • Se comparan con el espesor mínimo requerido (t_min), que se calcula utilizando las fórmulas de diseño del código aplicable (ej. ASME Sección VIII Div. 1) basadas en la presión de diseño, temperatura, diámetro, material y eficiencia de junta soldada. El t_min es el espesor por debajo del cual el equipo ya no se considera seguro para operar a su PMPT.
  • Cálculo de Velocidades de Corrosión (CR – Corrosion Rate): Si se dispone de mediciones de espesor anteriores para los mismos TMLs, se puede calcular la velocidad de corrosión: CR=(tinicial​−tactual​)/tiempo entre inspecciones (an˜os) Donde tinicial​ es el espesor medido en la inspección previa y tactual​ es el espesor de la inspección actual. Se pueden calcular velocidades de corrosión a corto plazo (entre las dos últimas inspecciones) y a largo plazo (desde la inspección inicial).
  • Estimación de la Vida Remanente (RL – Remaining Life): Con la velocidad de corrosión y el espesor mínimo requerido, se puede estimar la vida útil restante del equipo: RL=(tactual​−tmin​)/CR Este cálculo ayuda a determinar cuándo será necesaria la próxima inspección o una posible reparación/reemplazo.
  • Identificación de Áreas Críticas: Se señalan las zonas con las lecturas de espesor más bajas, las velocidades de corrosión más altas, o aquellas que se aproximan al espesor mínimo.
  • Análisis Estadístico: En algunos casos, se pueden aplicar análisis estadísticos a los datos de espesor para entender mejor la distribución de la corrosión.
  • Evaluación de la Necesidad de Pruebas Complementarias: Si las mediciones de espesor revelan pérdidas significativas, velocidades de corrosión alarmantes, o si hay incertidumbre, se pueden recomendar otras PND:
    • Inspección Visual Interna: Para observar directamente el estado de la superficie interna.
    • Líquidos Penetrantes (PT) o Partículas Magnéticas (MT): Para buscar fisuras superficiales.
    • Réplicas Metalográficas: Para evaluar microestructuras o daño por creep.
    • Prueba de Presión: Para verificar la integridad global del equipo.

• Fase 4: Elaboración del Informe y Recomendaciones Accionables El resultado final de la inspección se plasma en un informe técnico detallado y comprensible. Un buen informe de medición de espesores debe incluir, como mínimo:

  • Información General: Nombre del cliente, ubicación, identificación del equipo inspeccionado (tag, número de serie), fecha de inspección.
  • Objetivo y Alcance de la Inspección.
  • Normas y Procedimientos Aplicados: Referencia a la NOM-020-STPS-2011, procedimientos internos de Pscymi, códigos de referencia (API, ASME).
  • Personal Inspector: Nombres y nivel de certificación (ej. ASNT Nivel II en UT).
  • Equipo Utilizado: Marca, modelo, número de serie del medidor de espesores y del transductor; bloques de calibración utilizados.
  • Resumen de Resultados: Hallazgos más significativos.
  • Resultados Detallados:
    • Tabla con todas las lecturas de TMLs, indicando ubicación, espesor medido, espesor nominal, espesor mínimo (si se calculó), pérdida de metal, velocidad de corrosión y vida remanente para cada punto.
    • Planos o isométricos marcados con la ubicación de los TMLs y los espesores medidos (mapas de corrosión).
  • Análisis y Discusión de Resultados: Interpretación de los hallazgos.
  • Conclusiones: Declaración sobre el estado general del equipo en relación con la pérdida de espesor.
  • Recomendaciones Claras y Específicas:
    • Si el equipo es apto para continuar en servicio y bajo qué condiciones.
    • Intervalo para la próxima inspección de medición de espesores.
    • Necesidad de reparaciones (con especificación del tipo de reparación si es posible) o reemplazo.
    • Recomendaciones para mitigar la corrosión (cambio de proceso, inhibidores, recubrimientos).
    • Necesidad de otras inspecciones o monitoreo continuo.
  • Firmas del personal responsable.
  • Anexos: Certificados de calibración del equipo, certificaciones del personal, etc.

  Pscymi se enorgullece de entregar informes exhaustivos que no solo cumplen con los requisitos normativos, sino que también proporcionan información valiosa para la toma de decisiones de sus clientes.

7. Pscymi: Tu Aliado Experto en Integridad Mecánica y Cumplimiento NOM-020-STPS-2011

Navegar el complejo mundo de la integridad de recipientes a presión y el cumplimiento normativo puede ser un desafío. Es aquí donde contar con un socio técnico experimentado como Pscymi marca una diferencia fundamental.

• La Experiencia de Pscymi a tu Servicio Pscymi es una empresa con una sólida trayectoria en la prestación de servicios de inspección, Pruebas No Destructivas (PND) y consultoría en integridad de activos para una amplia gama de industrias en México. Entendemos los desafíos operativos y regulatorios que enfrentan nuestros clientes y estamos comprometidos con ofrecer soluciones que garanticen la seguridad, el cumplimiento y la eficiencia.

  Nuestro equipo está conformado por ingenieros y técnicos altamente calificados y certificados en diversas disciplinas de PND, incluyendo la medición de espesores por ultrasonido (con certificaciones como ASNT SNT-TC-1A Nivel II y Nivel III). Estamos familiarizados con la aplicación de la NOM-020-STPS-2011 y otros códigos y estándares relevantes (ASME, API, ASTM).

• Soluciones Integrales de Pscymi para Recipientes a Presión En relación con la NOM-020-STPS-2011 y la integridad de recipientes a presión, Pscymi ofrece un portafolio de servicios diseñado para cubrir todas tus necesidades:

  • Inspección de Medición de Espesores por Ultrasonido (UT): Utilizando equipos de última generación y personal certificado, realizamos mediciones precisas y confiables en campo.
  • Desarrollo e Implementación de Programas de Inspección: Te ayudamos a diseñar programas de inspección periódica y TMLs basados en la normativa, las características de tus equipos y las mejores prácticas de la industria.
  • Análisis de Integridad Mecánica y Cálculo de Vida Remanente: Interpretamos los datos de inspección para evaluar la aptitud para el servicio (Fitness For Service – FFS, según API 579), calcular velocidades de corrosión y estimar la vida útil restante de tus equipos.
  • Asesoría Especializada para el Cumplimiento de la NOM-020-STPS-2011: Te guiamos a través de los requisitos de la norma, ayudándote a preparar la documentación necesaria, coordinar con Unidades de Verificación y asegurar el cumplimiento.
  • Otras Pruebas No Destructivas Complementarias: Ofrecemos un amplio rango de PND, incluyendo:
    • Inspección Visual (VT) Calificada.
    • Líquidos Penetrantes (PT).
    • Partículas Magnéticas (MT).
    • Radiografía Industrial (RT) (convencional y digital).
    • Ultrasonido Industrial Avanzado (Phased Array UT, TOFD).
    • Pruebas de Fuga (LT).
  • Elaboración de Expedientes Técnicos: Apoyo en la compilación y actualización de los expedientes de tus recipientes a presión según la NOM-020.
  • Capacitación Técnica: Ofrecemos cursos de capacitación para tu personal en temas de PND, integridad de equipos y normatividad (sujeto a disponibilidad y programas de Pscymi).

• Ventajas de Confiar en Pscymi para tus Inspecciones

  • Experiencia y Conocimiento Local: Entendemos el mercado mexicano y sus particularidades.
  • Personal Certificado y Competente: Nuestros inspectores poseen las calificaciones y certificaciones requeridas.
  • Tecnología de Vanguardia: Invertimos en equipos modernos para garantizar la precisión y eficiencia de nuestras inspecciones.
  • Enfoque en la Seguridad: La seguridad es nuestra máxima prioridad en todas nuestras operaciones.
  • Informes Claros y Detallados: Proporcionamos reportes que son fáciles de entender y que contienen toda la información necesaria para la toma de decisiones y el cumplimiento.
  • Compromiso con el Cliente: Buscamos establecer relaciones a largo plazo, convirtiéndonos en un socio confiable para la gestión de la integridad de tus activos.
  • Soluciones a la Medida: Adaptamos nuestros servicios a las necesidades específicas de cada cliente y cada proyecto.

  ¿Preocupado por la integridad de tus recipientes a presión o necesitas asegurar el cumplimiento con la NOM-020-STPS-2011? [¡Contacta a Pscymi hoy mismo para una asesoría especializada y descubre cómo podemos ayudarte! (Llamada a la Acción)]

8. Una Visión Holística: Más Allá de la Medición de Espesores

Si bien la medición de espesores es una herramienta poderosa, la gestión de la integridad de los recipientes a presión requiere un enfoque multifacético. Varias otras técnicas de inspección y prácticas de mantenimiento son esenciales:

• Inspección Visual (VT): La Primera Línea de Defensa A menudo subestimada, la inspección visual realizada por un inspector calificado (ej. certificado API 510) es una de las PND más importantes. Permite detectar:

  • Corrosión externa e interna (si hay acceso).
  • Abolladuras, deformaciones, ampollamientos.
  • Fugas, manchas o evidencia de pérdidas de contención.
  • Estado de soldaduras, boquillas, pernos y empaques.
  • Condición de recubrimientos y aislamiento.
  • Funcionamiento de dispositivos de seguridad.

  La VT debe ser la primera inspección realizada y sus hallazgos pueden guiar la necesidad y el alcance de otras PND, incluyendo la medición de espesores.

• Pruebas de Presión (Hidrostática/Neumática): Verificando la Resistencia Global Según la NOM-020-STPS-2011 y códigos de diseño, las pruebas de presión (generalmente hidrostáticas, utilizando agua) se realizan:

  • Después de la fabricación o una reparación mayor.
  • Periódicamente, como parte del programa de inspección, para verificar la resistencia mecánica e integridad global del equipo. La presión de prueba es típicicamente 1.3 a 1.5 veces la PMPT, ajustada por temperatura. Las pruebas neumáticas (con aire o gas inerte) son menos comunes debido a su mayor riesgo, pero pueden ser necesarias si el agua es perjudicial para el proceso o el equipo.

• Otras Pruebas No Destructivas (PND) Esenciales Dependiendo del tipo de equipo, material, condiciones de operación y hallazgos de inspecciones previas, se pueden requerir otras PND:

  • Líquidos Penetrantes (PT): Para detectar discontinuidades abiertas a la superficie (fisuras, porosidad) en materiales no porosos.
  • Partículas Magnéticas (MT): Para detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales (cercanas a la superficie) en materiales ferromagnéticos.
  • Radiografía Industrial (RT): Para detectar discontinuidades volumétricas internas (porosidad, inclusiones de escoria, falta de fusión en soldaduras) y, en algunos casos, corrosión severa o cambios de espesor.
  • Ultrasonido Industrial Avanzado:
    • Phased Array (PAUT): Permite dirigir y enfocar el haz ultrasónico, generando imágenes detalladas de soldaduras y componentes.
    • Time of Flight Diffraction (TOFD): Técnica muy sensible para la detección y dimensionamiento preciso de fisuras.
  • Emisión Acústica (AE): Técnica pasiva que «escucha» las señales liberadas por defectos activos (crecimiento de fisuras, deformación plástica) bajo esfuerzo.
  • Análisis de Vibraciones: Principalmente para equipos rotativos, pero puede dar indicios de problemas estructurales asociados.

• La Sinergia del Mantenimiento Predictivo y Preventivo Un programa robusto de mantenimiento es vital.

  • Mantenimiento Preventivo: Actividades programadas (limpieza, lubricación, reemplazo de componentes de desgaste) para evitar fallas.
  • Mantenimiento Predictivo: Utiliza datos de inspección (como medición de espesores, vibraciones, termografía) para predecir cuándo un componente fallará y programar el mantenimiento justo a tiempo. Este enfoque optimiza los recursos y minimiza los paros.

  La medición de espesores es un pilar del mantenimiento predictivo para recipientes a presión.

• Sistemas de Gestión de Integridad de Activos (AIMS – Asset Integrity Management Systems) Las empresas con un gran número de activos críticos están adoptando AIMS. Estos sistemas integran datos de diseño, operación, inspección y mantenimiento para gestionar de forma proactiva la integridad de los equipos a lo largo de su ciclo de vida, optimizando la seguridad, el rendimiento y los costos.

 

 

9. Desafíos Comunes y Mejores Prácticas en la Industria

La medición de espesores, aunque es una técnica establecida, no está exenta de desafíos. Conocerlos y aplicar las mejores prácticas es esencial para obtener resultados confiables.

• Superando los Obstáculos en la Medición de Espesores

  • Acceso Limitado: Muchos TMLs pueden estar en zonas de difícil acceso (alturas, espacios confinados, bajo aislamiento). Requiere planificación, andamiaje, o técnicas de acceso especiales (cuerdas, drones con palpadores).
  • Superficies Irregulares o Corroídas: Una superficie rugosa o con picaduras profundas puede dificultar el acoplamiento del transductor y dispersar la señal ultrasónica, llevando a lecturas erróneas. Una preparación adecuada de la superficie es clave.
  • Altas Temperaturas: Medir espesores en equipos en servicio a alta temperatura requiere transductores especiales, acoplantes de alta temperatura y procedimientos que consideren la variación de la velocidad del sonido con la temperatura y la seguridad del inspector.
  • Recubrimientos y Aislamientos: El aislamiento debe retirarse en los TMLs. Los recubrimientos gruesos o desadheridos pueden interferir. Como se mencionó, algunos equipos pueden medir «a través de pintura», pero siempre se debe verificar su precisión.
  • Interpretación de Señales Complejas: En materiales con microestructura gruesa, geometrías complejas o presencia de defectos internos, la señal de A-Scan puede ser difícil de interpretar. Requiere inspectores experimentados.
  • Calibración Inadecuada o Infrecuente: Una calibración incorrecta es una de las principales fuentes de error. Debe realizarse con los bloques adecuados y verificarse periódicamente.
  • Selección Incorrecta del Transductor o Acoplante: Usar un transductor no apto para el material, rango de espesor o temperatura, o un acoplante inadecuado, resultará en mediciones pobres o imposibles.

• Implementando las Mejores Prácticas para Resultados Confiables

  • Personal Calificado y Certificado: Las mediciones deben ser realizadas por personal con certificación vigente según esquemas reconocidos (ej. ASNT SNT-TC-1A Nivel II o III en UT). La experiencia del inspector es invaluable.
  • Procedimientos de Inspección Detallados y Aprobados: Contar con un procedimiento escrito que detalle la metodología de calibración, toma de lecturas, registro de datos, etc., asegura la consistencia y calidad. Pscymi opera bajo procedimientos rigurosos.
  • Equipos Calibrados y Bien Mantenidos: Los medidores de espesor y transductores deben estar en buen estado y calibrados con trazabilidad a patrones nacionales o internacionales.
  • Correcta Preparación de la Superficie: No se puede subestimar la importancia de una superficie limpia y lisa en los TMLs.
  • Confirmación de Lecturas Anómalas: Si se encuentra una lectura inesperadamente baja, se debe verificar (re-calibrar, limpiar mejor la superficie, usar otro transductor, medir en puntos adyacentes).
  • Documentación Exhaustiva y Precisa: Un buen registro es fundamental para el análisis de tendencias y el cumplimiento. Utilizar software de gestión de datos puede ser muy beneficioso.
  • Análisis de Tendencias a lo Largo del Tiempo: La verdadera utilidad de la medición de espesores se revela al comparar datos de múltiples inspecciones a lo largo de los años para determinar velocidades de corrosión y vida remanente de forma confiable.
  • Integración con Otros Datos de Inspección: Correlacionar los hallazgos de la medición de espesores con los de inspección visual, pruebas de presión y otras PND proporciona una imagen más completa de la condición del equipo.
  • Programa de Gestión de TMLs: Mantener un registro actualizado de todos los TMLs, sus ubicaciones exactas (con croquis o isométricos) y su historial de mediciones.

10. Conclusión: Invirtiendo en Seguridad, Cumplimiento y Continuidad Operativa

La inspección de medición de espesores no es un gasto, sino una inversión estratégica en la seguridad de tu personal, la protección del medio ambiente, el cumplimiento con la NOM-020-STPS-2011 y la continuidad operativa de tu planta. Ignorar la degradación paulatina de los recipientes a presión es invitar a riesgos innecesarios que pueden tener consecuencias económicas y humanas incalculables.

Al comprender los mecanismos de falla, los requisitos normativos y la metodología detrás de una medición de espesores efectiva, las empresas pueden tomar un control proactivo sobre la integridad de sus activos más críticos. La información obtenida de estas inspecciones es vital para la planificación del mantenimiento, la optimización de los intervalos de inspección y la toma de decisiones basadas en datos reales, no en suposiciones.

Pscymi se posiciona como tu socio confiable y experto en México para todos los aspectos relacionados con la inspección de medición de espesores y el cumplimiento de la NOM-020-STPS-2011. Con nuestro equipo de profesionales certificados, tecnología de punta y un compromiso inquebrantable con la calidad y la seguridad, te ayudamos a transformar la gestión de la integridad de tus recipientes a presión de una obligación a una ventaja competitiva.

No esperes a que una pequeña indicación de corrosión se convierta en un gran problema. La integridad de tus recipientes a presión está en tus manos, pero no tienes que enfrentarlo solo