Equipo para el control de las tuberías de acero en servicio
En el CENIM-CSIC han desarrollado un sistema que permite evaluar in situ, de manera no destructiva, las soldaduras longitudinales en tuberías de acero, realizadas mediante calentamiento por inducción de alta frecuencia o por resistencia, como las utilizadas en gasoductos y oleductos.
Las soldaduras longitudinales en tuberías de acero, que tienen entre 50 y 100 micras de ancho y recorren longitudinalmente la tubería, son uno de los puntos vulnerables de la infraestructura. En el caso de gasoductos u oleoductos, es crucial asegurar su integridad. Normalmente, la inspección de las tuberías se hace en laboratorio, lo que implica tener que fragmentar un trozo de ella y llevarlo para su análisis. Esto sería impensable en el caso de tuberías en servicio. En este caso, la inspección periódica se hace usando sistemas PIGS (del inglés, ‘Pipeline Integrity Gauges’), unos dispositivos que viajan por el interior del tubo y detectan defectos mediante tecnologías como las fugas de flujo magnético o los ultrasonidos.
Sin embargo, el uso de PIGS está limitado a tubos de gran diámetro y sin curvaturas cerradas en su trayecto. Además, dichos sistemas no permiten determinar la tenacidad de la línea de soldadura, un parámetro que determina su resistencia y que las grietas no se propaguen.
Este parámetro es crucial para predecir la integridad de los gasoductos. Recientemente se han desarrollado métodos alternativos, pero suelen requerir el uso de simulaciones de elementos finitos y ajustes adicionales para cada tubería.
El sistema desarrollado por los investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC) permite evaluar, de manera no destructiva, la tenacidad de la línea de soldadura en tuberías de este tipo. El equipo permite, mediante análisis de imagen, categorizar la tenacidad de una tubería tras compararlo con un valor de seguridad, y determina con gran precisión la probabilidad de un fallo catastrófico de la misma. Se trata de un sistema compacto que permite su transporte y hacer medidas en el lugar donde esté instalada la tubería. “Es un enfoque distinto a los métodos existentes actualmente”, apunta Ricardo Fernández Serrano, investigador del CENIM-CSIC que ha dirigido el trabajo. “Permite evitar los ensayos mecánicos en laboratorio y permite anticiparse a posibles fallos”. Y es que, ilustra el científico, cada vez que se hace una intervención en el material, como es el caso de la soldadura, se está modificando la microestructura de ese material, lo que puede afectar su integridad y tener efectos posteriormente. Esas modificaciones dejan una ‘huella’ que puede ser visible mediante el análisis de imagen que proponen estos investigadores.
Para los fabricantes de tuberías, un método así les permite asegurarse de que se está realizando correctamente la soldadura y la fabricación de los tubos. Sería “un plus para garantizar la buena calidad del producto fabricado, más fácil de implementar que los análisis en el laboratorio, explica Fernández Serrano.
Para empresas distribuidoras, es un sistema de bajo coste que permite inspeccionar gasoductos, oleoductos y similares. Es un sistema compacto, portátil, preparado para la industria 4.0 / 5.0, y es fácil de usar, sin intervención de personal experto.
Los investigadores están trabajando actualmente para hacer el equipo más automatizado, de forma que la lectura de los datos sea incluso más sencilla para personal no especializado. También están valorando extender la tecnología a otras aplicaciones, como los moldes metálicos que se usan en la producción de componentes en la industria, moldes que están sometidos a condiciones muy extremas, u otras piezas similares.
