La mejor definición de Evaluación FFS se incluye en la nueva edición 2021 de ASME API-579–1 // ASME FFS-1:
“Evaluaciones de ingeniería cuantitativas que se realizan para demostrar la integridad estructural de un componente en servicio que puede tener una falla o daño, o que puede estar operando bajo una condición específica que podría causar una falla”.
Todas las ediciones de API-579-1 // ASME FFS-1
API Fitness For Service o ASME FFS-1 se publicó originalmente en enero de 2000 (primera edición), este estándar fue redactado y publicado conjuntamente por el Instituto Americano del Petróleo (API – American Petroleum Institute) y la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME – American Society of Mechanical Engineers). Este estándar incluye técnicas de evaluación que ayudan a garantizar que los recipientes a presión utilizados en las industrias de petróleo y gas, química y otras industrias de procesos/energía puedan continuar funcionando en condiciones seguras y confiables.
Las siguientes ediciones se han publicado desde 2000:
- Edición API RP 579: enero de 2000. La publicación de la Práctica recomendada 579 del Instituto Americano del Petróleo, Aptitud para el servicio, en enero de 2000 proporcionó a la industria petroquímica y de refinación un compendio de métodos de consenso para la evaluación confiable de la integridad estructural de los equipos que contengan defectos o daños identificados. API RP 579 se escribió para usarse junto con los códigos existentes de la industria petroquímica y de refinación para recipientes a presión, tuberías y tanques de almacenamiento sobre el suelo (es decir, API 510, API 570 y API 653).
- Edición API 579-1 / ASME FFS-1: junio de 2007. En junio de 2007, el Comité conjunto API y ASME Fitness-For-Service publicó la primera edición de API 579-1/ASME FFS-1 Fitness-For-Service. La principal mejora de esta publicación en relación con la edición 2000 API 579 fue la adición de la Parte 10 que cubre la evaluación de los componentes que operan en el rango de fluencia.
- API 579-1 / ASME FFS-1 edición junio de 2016 –. La edición 2016 de API 579-1/ASME FFS-1 incluyó muchas modificaciones y mejoras técnicas. Algunos de los cambios más significativos son los siguientes: se reorganizó la norma para facilitar el uso y las actualizaciones volviendo a numerar los anexos que están directamente asociados con la parte relevante del documento, se amplió la cobertura del código de diseño de equipos, se agregó un nuevo anexo para establecer un factor de resistencia restante permisible (𝑅𝑆𝐹), anexo de solución de tensión residual de soldadura reescrito para su uso en la evaluación de fallas similares a grietas, guía actualizada sobre predicciones de tenacidad del material para su uso en la evaluación de fallas similares a grietas, procedimientos de evaluación actualizados para la evaluación de daños por fluencia, agregó un anexo que cubre la investigación metalúrgica y la evaluación de las propiedades mecánicas en una evaluación de daños por incendio, y desarrolló una nueva Parte 14 que cubre la evaluación de daños por fatiga.
- Edición diciembre de 2021 – API 579-1. Se han realizado numerosos cambios para la edición 2021 de API 579-1/ASME FFS-1 para abordar los comentarios de los usuarios e introducir nueva tecnología. Un resumen de los cambios en la nueva revisión de API 579-1 / ASME FFS-1 se resumen en las siguientes páginas.
Resumen de cambios API-579-1 // ASME FFS-1 edición: diciembre de 2021
Se implementaron los siguientes cambios en la nueva edición 2021 de ASME API-579–1 // ASME FFS-1:
Parte 2: Procedimiento de evaluación de ingeniería de aptitud para el servicio:
- Se agregó una disposición que permite determinar 𝑀𝐴𝑊𝑃 utilizando los procedimientos de análisis de tensión del Anexo 2D
Anexo 2C: Espesor, 𝑀𝐴𝑊𝑃 y ecuaciones de tensión para una evaluación de 𝐹𝐹𝑆:
- Se agregó el método de Svensson para el cálculo de la presión de explosión.
- Se eliminó la opción de usar la tensión permitida ASME VIII-2 para el equipo ASME VIII-1. Esto fue originalmente un remanente de API 510 antes de que el criterio de tensión permisible en ASME VIII-2 cambiara de un factor de seguridad de 3.0 a un factor de seguridad de 2.4.
- Se eliminó el requisito de verificación del refuerzo de la boquilla para boquillas pequeñas para que sea consistente con ASME VIII-1.
Se eliminó el procedimiento heredado de refuerzo de boquilla de carga límite que se eliminó anteriormente en ASME VIII-1.
Anexo 2D: Descripción general del análisis de estrés para una evaluación de 𝐹𝐹𝑆.
- Los casos de carga elástica hacen referencia a ASME VIII-2 por simplicidad.
- Se eliminó la opción de usar la tensión permitida ASME VIII-2 para el equipo ASME VIII-1.
- Coeficientes modificados para su uso en el cálculo elástico-plástico para cubrir los márgenes de diseño apropiados con varios códigos de construcción actuales y heredados (incluidos los márgenes de diseño apropiados para tuberías).
- Se agregó una guía explícita sobre cómo limitar el esfuerzo de fluencia utilizado en un análisis de carga límite al esfuerzo de fluencia a temperatura para evitar la aplicación incorrecta del método al evaluar componentes fabricados con materiales que tienen un esfuerzo de diseño elástico admisible igual al 90 % del esfuerzo de fluencia específico mínimo (MSIS).
- Limitó el factor de resistencia restante permisible, 𝑅𝑆𝐹𝑎, para evaluaciones de pandeo a no menos de 0.9.
Anexo 2E: Propiedades de los materiales para el análisis de tensión.
- Se actualizó el modelo de tensión-deformación de Ramberg-Osgood para su uso en una evaluación de nivel 3.
- Se agregó una guía para las propiedades de los materiales para las evaluaciones de nivel 3 que involucran materiales de tuberías.
- Correlaciones actualizadas para estimar la resistencia máxima a la tracción del material (𝑈𝑇𝑆) usando pruebas de dureza.
Parte 3: Evaluación de Equipos Existentes para Fractura Frágil.
- Se aclaró que el uso de códigos/estándares de diseño como alternativa a la Parte 3 se considera una Evaluación de Nivel 3.
- Se corrigieron errores relacionados con la temperatura mínima permitida (𝑀𝐴𝑇) para las especificaciones de material de pernos y tuercas.
- Se amplió la definición de enfriamiento rápido y se agregó el requisito de que es necesaria una evaluación de Nivel 3 para evaluar las condiciones en las que no se cumple la evaluación de enfriamiento rápido.
- Se agregaron límites de espesor para las curvas de exención de prueba de impacto de Nivel 1 para que sean consistentes con ASME VIII-1.
- Se aclaró que no se permite el crédito de 𝑃𝑊𝐻𝑇 en una evaluación de fractura frágil de un componente si las reparaciones anteriores se completaron con métodos de soldadura alternativos (como precalentamiento alto o cordón templado).
- Se agregaron requisitos de inspección complementarios para las evaluaciones de fractura frágil realizadas en componentes identificados con pérdida de metal que excede las tolerancias de diseño originales.
- Se excluyeron explícitamente los efectos de la tolerancia del molino en una evaluación de fractura frágil.
- Exenciones de prueba de impacto modificadas para bridas para abordar cambios recientes en ASME VIII-1.
- Se agregó el requisito de que los componentes no expuestos a la tensión de tracción general de la membrana primaria se evalúen utilizando la base de clasificación de presión en una evaluación de nivel 2.
Parte 4: Evaluación de la pérdida general de metal.
- Se movieron las definiciones y ejemplos de tipos de componentes a una tabla para simplificar las designaciones.
- Exento el lado del cilindro de las uniones cabeza a carcasa elípticas 2:1 como componentes Tipo C y discontinuidades estructurales para evaluaciones de pérdida de metal (aplicable a las evaluaciones de la Parte 4, Parte 5 y Parte 6).
Calificaciones revisadas para utilizar el enfoque de lectura de espesor de punto (PTR) para evitar la aplicación incorrecta del método y el «lavado» del daño local.
Se revisó la longitud para el promedio de espesor en las boquillas (Figura 4.13) para garantizar que el método no permita daños mayores en las uniones de las boquillas que lejos de las uniones de las boquillas.
Se revisó el espaciado de cuadrícula UT recomendado para escenarios en los que «la superficie corroída no es accesible para la inspección visual, 𝐿𝑠 = min[2𝑡𝑟𝑑, 25 𝑚𝑚 (1 𝑖𝑛𝑐ℎ)].
Documentó el propósito del límite de espesor mínimo medido en las Evaluaciones de Nivel 1 y Nivel 2.
Se incluyeron recomendaciones para la validación de los resultados de la inspección cuando las lecturas de espesor son menores o iguales a 2,5 mm (0,100 pulgadas) (también mencionadas en la Parte 5 Evaluación de la pérdida local de la pared y la Parte 6 Evaluación de las picaduras).
Parte 9: Evaluación de fallas similares a grietas.
- Se redefinieron las reglas de interacción y recategorización de fallas similares a grietas para reducir el conservadurismo y para una mejor alineación con la Sección XI de ASME.
- La Tabla 9.2 se actualizó para reflejar la nueva correlación de tenacidad a la fractura de la Curva Maestra de Wallin para aceros al carbono y de baja aleación en el Anexo 9F.
Anexo 9B: Compendio de Soluciones de Factor de Intensidad de Tensión para Defectos Tipo Grieta..
- Soluciones K expandidas para cubrir cilindros de pared gruesa.
Anexo 9C: Compendio de Soluciones de Tensión de Referencia para Defectos Tipo Grieta.nnex:
- Soluciones actualizadas para fallas circunferenciales en cilindros.
- Soluciones de referencia ampliadas para cubrir cilindros de pared gruesa.
Anexo 9F: Propiedades de los materiales para fallas similares a grietas.
- Se actualizó la correlación de tenacidad a la fractura de Wallin Master Curve para aceros al carbono y de baja aleación.
- Se agregaron datos de propiedad de material de desgarro dúctil. Los datos se incluyeron en la edición de 2007 de API 579, pero se eliminaron por error en la edición de 2016.
- Guía actualizada sobre estimaciones de resistencia a la fractura para soldaduras y metales base de acero inoxidable.
- Se incorporó la orientación del Boletín 562 del WRC, Recomendaciones para establecer la temperatura mínima de presurización (MPT) para equipos, y el libro blanco de API Los efectos del hidrógeno para establecer una temperatura mínima de presurización (MPT) para recipientes de reactores de acero de pared gruesa para abordar las modificaciones de dureza del material debido al hidrógeno y efectos de fragilización del temperamento.
- Se agregó orientación para equipos ASME VIII-3 (alta presión).
Nuevo Anexo 9H: Efectos de restricción para fallas superficiales en componentes de acero al carbono y de baja aleación en la región de transición dúctil-frágil.
- Estableció un procedimiento para ajustar la tenacidad a la fractura del material para aprovechar los efectos de restricción de los defectos superficiales en una evaluación de nivel 2.
- La base técnica está documentada en el WRC Bulletin 577 Constraint Effects on Fracture Toughness in Fracture Toughness in Ductile-Fragil Transition.
Nuevo Anexo 9I: Estimación Alternativa de Factores de Intensidad de Estrés Modo I.
- Estableció un procedimiento para ajustar la tenacidad a la fractura del material para aprovechar los efectos de restricción de los defectos superficiales en una evaluación de nivel 2.
La base técnica está documentada en el WRC Bulletin 577 Constraint Effects on Fracture Toughness in Fracture Toughness in Ductile-Fragil Transition.
Nuevo Anexo 9J: Determinación de la Temperatura Mínima Permitida (MAT) usando un Enfoque de Mecánica de Fractura.
- Procedimiento establecido para usar la mecánica de fractura para determinar el 𝑀𝐴𝑇.
- Incluyó un procedimiento simplificado de detección de fractura frágil desarrollado usando mecánica de fractura.
- Proporcionó orientación sobre los ajustes necesarios para el acero 2.25Cr-1Mo en servicio de hidrógeno.
Parte 10: Evaluación de los componentes que operan en el rango de fluencia.
- Curvas de detección de nivel 1 actualizadas para garantizar la coherencia con los resultados de una evaluación de nivel 2 e incorporar actualizaciones tecnológicas (coeficientes de materiales actualizados, etc.).
- Se revisó el límite de daño máximo permisible del Nivel 1 a 0.8 en la evaluación de múltiples condiciones de operación.
- Agregó un límite de espesor estructural a las evaluaciones de nivel 1 y nivel 2 para proteger contra la pérdida de contención debido a los desafíos y limitaciones asociados con la inspección de los tubos del horno.
Anexo 10B: Datos de materiales para análisis de fluencia.
- Se actualizaron los coeficientes de material MPC Omega existentes y se agregaron nuevos.
- Se agregaron los coeficientes de material Larson-Miller del Boletín 541 de WRC, revisión 3.
- Coeficientes fijos de la curva de fatiga por temperatura elevada.
Parte 11: Evaluación de daños por incendio.
- Extendió el uso de pruebas de dureza para cubrir materiales de acero al carbono, bajo contenido de cromo y acero inoxidable.
Parte 12: Evaluación de abolladuras, gubias y combinaciones de abolladuras y gubias.
- Procedimientos actualizados de Nivel 1 y Nivel 2, aplicabilidad y limitaciones, y criterios de aceptación para alinearse con el Manual de Evaluación de Defectos de Tuberías (PDAM).
- Tabla 12.2 actualizada para reflejar la nueva correlación de tenacidad a la fractura de la Curva Maestra de Wallin para aceros al carbono y de baja aleación en el Anexo 9F.
Parte 14: Evaluación del daño por fatiga.
- Se agregó una ecuación de forma cerrada para curvas de fatiga de barra suaves y datos para nuevos materiales.
- Se agregaron curvas de fatiga de barra suaves basadas en pruebas de fatiga en el aire.
- agregaron límites para el uso de ecuaciones de curva de fatiga de barra suave.
- Se actualizó el Método C y el Método D de detección de fatiga.
- Factor de corrección de plasticidad corregido, 𝐾𝑒,𝑘.
- Procedimiento de trinquete elástico reescrito utilizando el Diagrama de Bree.
- Procedimiento de nivel 2 actualizado para la evaluación de fatiga del método C.
Anexo 14B: Propiedades de los materiales para el análisis de fatiga.
- Se agregó una ecuación de forma cerrada para suavizar las curvas de fatiga de la barra y se agregaron datos para nuevos materiales.
- Se agregaron curvas de fatiga de barra suaves basadas en pruebas de fatiga en el aire.
- Se agregaron límites para el uso de ecuaciones de curva de fatiga de barra suave.
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