EN LA BÚSQUEDA DE CERO INCIDENTES

Sintetizando:

Aunque el objetivo es obtener información holística sobre las propiedades materiales de los ductos para reducir la incertidumbre y, por ende el riesgo, muchos operadores se ven forzados a lidiar con varios factores desconocidos en lo que respecta a las decisiones IM (Administración de Integridad). Aumentar las expectativas para mejoras para abordar problemas relacionados con datos de ductos y documentación y poner ese peso sobre los hombros de los operadores ocasiona la aparición de nuevas regulaciones como la nueva regulación emitida por PHMSA (Administración de Seguridad de Materiales Peligrosos y Ductos) para extender los requisitos IM. Las nuevas regulaciones resultarán en una importante expansión de los requerimientos de seguridad aplicables para los ductos de gas natural en Estados Unidos.

El primer conjunto de nuevas regulaciones de PHMSA en cuanto a la seguridad de los ductos para la transmisión de gas entró en vigor el 1° de julio de 2020. La primera parte incluye la reconfirmación de la MAOP (Máxima Presión de Operación Admisible), la verificación de propiedades materiales de los ductos, la expansión de los requisitos de evaluación y la incorporación de API 1163 por referencia. Como parte de la reconfirmación MAOP, la cual está dirigida a reconfirmar la MAOP de un segmento del ducto, un operador debe usar propiedades materiales TCV (Trazables, Verificables y Completas) del ducto para representar las características físicas del segmento del ducto.

La Verificación de Propiedades Materiales y Atributos del Ducto para los ductos de transmisión de acero está definida en la Sección 192.607. Esta nueva sección de la regulación se puede considerar como una herramienta para establecer las propiedades materiales físicas para el ducto para apoyar el cumplimiento de los requisitos en la reconfirmación MAOP; análisis de la falla de presión prevista; y Administración de la Integridad relacionada con la identificación de amenazas y recopilación e integración de datos, Figura 1. Los esfuerzos asociados con la Sección 192.607, Verificación de Propiedades Materiales y Atributos del Ducto, estarán dirigidos a establecer lo siguiente en un segmento del ducto:

Diámetro
Espesor de pared
Tipo de costura
Esfuerzo de cedencia y esfuerzo último de tensión especificado (grado)
Dureza

Figura 1 - La Verificación de Propiedades Materiales y Atributos del Ducto es una herramienta de apoyo para la reconfirmación MAOP, la evaluación de características e IM (Administración de la Integridad)

Efectivamente, los operadores de ductos deben desarrollar e implementar procedimientos para establecer poblaciones basadas en información conocida, efectuar pruebas destructivas y no destructivas, análisis y evaluaciones para verificar las propiedades materiales. En segundo lugar, posteriormente un operador implementaría un programa de excavación para examinar el ducto y hacer pruebas. Este programa de excavación continuará hasta completar la menor de las 150 excavaciones o una excavación por milla de datos materiales desconocidos requeridos (es decir, espesor de pared, esfuerzo de cedencia, etc.). El programa de excavación se puede programar o puede potenciar exposiciones del ducto en esa oportunidad. Si un material del ducto que no estaba contemplado se descubre en un sitio de excavación, entonces el programa debe incluir un plan para extender el número de excavaciones para esa población (junto con el nuevo material descubierto) hasta alcanzar un nivel de confianza de 95 por ciento.

ROSEN comprende el valor de los procesos para la toma de decisiones basadas en datos y la continua propuesta de valor de ILI (inspección interna). Al potenciar ILI, es posible implementar un enfoque de ingeniería para establecer las propiedades materiales y así poder identificar poblaciones con base en las características físicas del ducto y análisis in situ específicos. Este enfoque proporciona un panorama preciso de todas las poblaciones dentro de la sección, lo cual posibilita definir un programa de excavación simplificado para alcanzar o superar el cumplimiento. Un conocimiento preciso de las poblaciones también garantiza que no ocurran hallazgos inesperados durante el programa de excavación, lo cual requeriría un programa de muestreo extendido.

Un enfoque ILI también proporciona un mecanismo superior para identificar valores atípicos y entender cómo desplegar recursos para reducir el riesgo. Si no se usa información sólida unión por unión para establecer poblaciones, entonces es posible no saber dónde se ubican los valores atípicos y por lo tanto no lograr contar con un conocimiento completo de las características materiales existentes. La Figura 2 demuestra cómo desplegar un programa de análisis de campo sin información suficiente y potenciar las exposiciones de oportunidad podrían pasar por alto un valor atípico de alto riesgo al cumplir con los requisitos regulatorios mínimos.

Figura 2 - El cumplimiento normativo con 192.607 podría no reducir el riesgo de forma óptima

Como parte de la Administración de la Integridad, ILI se ha desplegado principalmente desde principios del 2000 usando tecnología basada en geometría convencional y pérdida de metal en ductos de transmisión de gas. Estos conjuntos de datos se pueden usar para crear las bases para establecer poblaciones usando características físicas tales como WT (espesor de pared), JL (longitud de la unión) y, en algunos casos, el proceso de fabricación usado para formar el ducto (soldadura de costura larga o ducto sin costuras). ILI también puede habilitar servicios de mapeo de ductos, RoGEO XYZ, para poder ejecutar verificaciones de alta plausibilidad para las poblaciones derivadas mediante un análisis de ruta.

En muchos casos, los sistemas ILI se han desplegado para evaluar amenazas de integridad de costura larga usando una combinación ILI CMFL (Fuga de Flujo Magnético circunferencial) y/o ILI EMAT (Transductor Acústico Electromagnético). Estas dos tecnologías frecuentemente pueden proporcionar suficiente información sobre las características del proceso de soldadura de costura para aumentar las poblaciones. Aunque estas tecnologías ILI pueden identificar diferencias en los atributos de los ductos, no pueden detectar diferencias en las propiedades materiales, las cuales son fundamentales para una evaluación de población confiable. El sistema ILI RoMAT PGS de ROSEN proporciona YS (esfuerzo de cedencia) y UTS (esfuerzo último de tensión) para cada unión del ducto, lo cual significa que las poblaciones se pueden definir con mayor detalle. Potenciar datos unión por unión para WT, JL y YS puede facilitar un proceso sólido para las poblaciones derivadas. La Figura 3 muestra los datos YS para varias poblaciones con diferentes valores de esfuerzo y otros atributos que componen las características de la población. Estas poblaciones específicas ahora se pueden examinar en el campo para validar registros y los resultados del ADN del ducto, un entendimiento integral de las propiedades y atributos de la composición material del ducto.

Figura 3 - Poblaciones en la longitud de un ducto identificadas mediante el proceso ADN del ducto y mostradas como una función de YS

Al representar los datos YS de una población como un histograma, como se muestra en la figura 4, aumenta la confianza para asignar el grado de ducto para la población y representa la forma en la que se asignaría el grado en el proceso de fabricación del ducto. Establecer esta distribución estadística del esfuerzo desbloquea la siguiente fase del proceso, en la cual se efectúan el análisis in situ y las pruebas y se integran con los datos ILI. El beneficio de 100 por ciento de muestreo de ductos de ILI se combina con técnicas in situ de última generación para cumplir con API 1163 y completar el proceso 192.607. Mediante un enfoque estadístico bayesiano, los datos ILI se pueden integrar con los datos in situ para proporcionar una asignación de propiedades materiales con solamente una excavación en una población específica.

Como proceso alternativo al oneroso requisito "1 por milla" definido en el enfoque de la norma 192.607, esto representa una significativa reducción en el número de excavaciones y al mismo tiempo conserva un enfoque estadístico válido y riguroso a un nivel de confianza definido. Además, los datos in situ pueden recolectarse en esa oportunidad para reducir el conservadurismo en la asignación de propiedades materiales.

Aunque ILI y el ADN de Ductos pueden proporcionar una confianza lo suficientemente alta para entender la composición del material de un segmento inspeccionable, los análisis basados en la excavación en zanjas pueden incrementar el nivel de confianza. Al potenciar las inspecciones visuales detalladas, realizar grabados para la microestructura del acero y pruebas no destructivas complementarias, la evaluación material proporciona los detalles necesarios para satisfacer las exigencias de todos los requisitos regulatorios que se describen en la Figura 1. Vemos en la Figura 4 cómo entender la microestructura puede aumentar la confianza en la habilidad de RoMAT PGS para discernir entre los diferentes materiales con un alto grado de confianza, dado que el sistema ILI es sensible a cambios en la microestructura del acero.

Figura 4 - la imagen del lado izquierdo muestra la microestructura de la población primaria y la imagen del lado derecho muestra la estructura atípica identificada por RoMAT PGS y el ADN de Ductos

ROSEN ha desarrollado todos estos aspectos en un marco de servicio de verificación material que se centra en una evaluación de ingeniería. Bajo el nombre de Pipeline DNA (ADN de Ductos), incorpora registros existentes, datos ILI, análisis de campo in situ, pruebas de materiales y conocimientos de la industria para establecer poblaciones, identificar valores atípicos y, finalmente, verificar las propiedades materiales requeridas por 291.607: espesor de la pared, diámetro, tipo de soldadura, esfuerzo de cedencia y esfuerzo último de tensión y dureza.

La norma 192.607 Verificación de Propiedades Materiales y Atributos de los Ductos será un proceso que se podrá usar para establecer propiedades de ductos mediante la definición de poblaciones y satisfaciendo un número específico de excavaciones y pruebas de material de ductos. En algunos casos, este proceso será adecuado, pero la evaluación ADN de Ductos de ROSEN se puede potenciar, junto con RoMAT PGS de ROSEN, para desplegar una campaña de excavación optimizada y cumplir con la 192.607, reducir el riesgo mediante la identificación de valores atípicos, mejorar los registros de materiales y conocimientos sobre los activos y focalizar gastos.

Conclusión