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ASME B31.4, SISTEMAS DETRANSPORTE POR TUBERIA PARA

HIDROCARBUROS LIQUIDOS YOTROS FLUIDOS.

PRESENTADO POR:

Ing. Fernando Dávila, MBA

[email protected]

2009

2

INTRODUCCION

CODIGO ASME PARA TUBERIAS DEPRESION, B31

• B31.1 TUBERIAS PARA SISTEMAS DEENERGIA

• B31.2 TUBERIAS PARA GASCOMBUSTIBLE*

• B31.3 TUBERIAS DE PROCESO

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INTRODUCCION (CONT.)• B31.4 TUBERIAS PARA TRANSPORTE DE

HIDROCARBUROS Y OTROS LIQUIDOS

• B31.5 TUBERIA PARA REFRIGERACION YTRANSFERENCIA DE CALOR

• B31.8 TUBERIAS PARA SISTEMAS DE

TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE GAS

• B31.9 TUBERIAS PARA SERVICIOS DEEDIFICIOS

4

INTRODUCCION (CONT.)INTRODUCCION (CONT.)• B31.11 SISTEMAS DE TRANSPORTE DE

LODOS POR TUBERIAS

• B31G-1991 MANUAL PARA DETERMINARLA RESISTENCIA REMANENTE ENTUBERIAS CORROIDAS (SUPLEMENTO)

• B31Q-2006 CALIFICACION DE PERSONALDE OLEODUCTOS (PIPELINE)

* Documento histórico

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CODIGO B31.4

GENERALIDADESESTE CODIGO INCLUYE AYUDAS PARA:

a) REFERENCIAS DE ESPECIFICACIONESDE MATERIALES Y COMPONENTESACEPTABLES

b) REQUISITOS PARA DISEÑO DE

COMPONENTES Y ENSAMBLAJES,INCLUYENDO SOPORTES DE TUBERIA

6

CODIGO B31.4GENERALIDADES

c) REQUISITOS Y DATOS PARAEVALUACION Y LIMITACIONES DEESFUERZOS, REACCIONES, Y

MOVIMIENTOS ASOCIADOS CONCAMBIOS DE PRESION, TEMPERATURA,Y OTRAS FUERZAS.

d) GUIAS Y LIMITACIONES EN LASELECCIÓN Y APLICACIÓN DEMATERIALES, COMPONENTES YMETODOS DE UNION

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CODIGO B31.4

GENERALIDADES

e) REQUISITOS PARA LA FABRICACION,ENSAMBLAJE, Y MONTAJE DE TUBERIA

f) REQUISITOS PARA EXAMINAR,

INSPECCION, Y PRUEBAS DE TUBERIAS

8


g) PROCEDIMIENTOS PARA OPERACIÓN YMANTENIMIENTO QUE SON

ESENCIALES PARA LA SEGURIDADPUBLICA.

h) PROVISIONES PARA PROTEGER LOSOLEODUCTOS DE LA CORROSIONEXTERNA Y DE LA CORROSION /EROSION INTERNA

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ESTE CODIGO SE APLICA EN:

• HIDROCARBUROS LIQUIDOS

• GAS LICUADO DE PETROLEO

• AMONIACO ANHIDRO• ALCOHOLES

• DIOXIDO DE CARBONO

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ESTE CODIGO SE APLICA ENCONDICIONES NORMALES

UNICAMENTE.NO SE ESPECIFICAN DIRECTAMENTEREQUISITOS PARA TODAS LASCONDICIONES INUSUALES OANORMALES.

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CODIGO B31.4

GENERALIDADES

EL PRINCIPAL PROPOSITO DEL CODIGO ESESTABLECER REQUISITOS CONFIABLESPARA:

• DISEÑO

• CONSTRUCCION• INSPECCION

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• PRUEBAS

• OPERACIÓN• MANTENIMIENTO

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EL CODIGO ESTABLECE TAMBIENREQUISITOS CONFIABLES PARA:

• PROTECCION PUBLICA

• PERSONAL DE OPERACIONES

• PROTECCION CONTRA VANDALISMO

• EVITAR DAÑOS ACCIDENTALES

• PROTEGER EL MEDIOAMBIENTE

14


EL CODIGO NO ES UN MANUAL DE DISEÑO

EL BUEN JUICIO Y CRITERIO DEL

DISEÑADOR PREVALECERAN, EL CODIGOES UN EXCELENTE AUXILIAR PARA ELANALISIS DE PROBLEMAS Y ESFUERZOSCOMBINADOS.

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CODIGO B31.4

GENERALIDADESTomar en cuenta que ciertas tuberías dentro de unainstalación pueden estar sujetas a otros códigos yestándares como pueden ser:

• ASME BPVC Sección III

• ANSI Z223.1: Código Nacional (USA) para Gas

Combustible• NFPA: Normas para transporte de

combustibles

• Códigos locales propios

16

ALCANCE DE LA B31.4

CRUDO CONDENSADOGASOLINANATURAL

GAS NATURAL

LIQUIDO

LPGDIOXIDO DE

CARBONOALCOHOLLIQUIDO

AMONIACOANHIDRO

PRODUCTOSENTREFACILIDADES

TUBERIAS YACCESORIOS

SOPORTES TANQUES

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ALCANCE DE LA B31.4

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ALCANCE DE LA B31.4

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NO ES PARTE DE LA B31.4:TUBERIA DEAUXILIARES

RECIPIENTESDE PRESION

BOMBAS YEQUIPOS

TUBERIA CONPRESION MENOR A 15PSI

TUBERIAS CONMAYOR PRESIONQUE 15 PSI ( T 250°F)

CASINGS O TUBERIADE RECUBRIMIENTOO PARA POZOS

TUBERIAS DEPROCESO

TUBERIA DETRANSMISION YDISTRIBUCION DEGAS

DISEÑO YFABRICACION DE

PARTES DE EQUIPOS,APARATOS OINSTRUMENTOS

SISTEMAS DETUBERIA DEREFRIGERACION PORAMONIACO

TUBERIAS PARARECOLECCION DEDIOXIDO DE CARBONOEN CAMPO

TANQUES DEPRODUCCION

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• MATERIALES

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Procesos de Fabricación de

Tubería

(Tubería sin costura)

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Procesos de Fabricación deTubería

(Tubería con soldadura porResistencia Eléctrica)

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Procesos de Fabricación de

Tubería

(Tubería con soldadura porResistencia Eléctrica)

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TABLA 423.1

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TABLA 423.1 (Cont.)

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TABLA 1, API 5L

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• REQUERIMIENTOS

DIMENSIONALES

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Componentes Estándar de

TuberíaLas normas que nos dan las dimensionesnormalizadas para accesorios de tuberías, están dadasen la Tabla 426.1

En la Tabla 423.1 del capítulo anterior también se danalgunos requisitos dimensionales

Todos los accesorios deben cumplir con estosrequisitos, normas y especificaciones a menos de quese indique expresamente lo contrario.

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Accesorios fuera de norma

Los accesorios que no cumplen con las normasdeberán tener resistencia y rendimientoequivalentes a los accesorios normalizados.

Cuando sea práctico, sus dimensiones deben sercomparables a las de los accesoriosnormalizados

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Roscas

Las dimensiones de todas las roscas deconexión para tuberías, deberán cumplircon los requisitos de las normas indicadas

en la Tabla 426.1

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Tabla 426.1

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LLEGADA DE OLEODUCTO

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ACCESORIOS

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MODULO IIDISEÑO

CONDICIONES DE DISEÑO

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Generalidades

Las fuerzas que afectan el diseño detuberías son:

• Presión• Temperatura

• Fuerzas aplicadas

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Presión

Presión Interna de Diseño:

P.I.D. > Presión de Operación

P.I.D. > Presión Estática

Presión de Operación = ΣΣΣΣ ( Presión Estática,Pérdidas & Presión Remanente).

Presión Externa de Diseño:

P.E.D. > ∆∆∆∆ (P. Interna – P. Externa)

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TemperaturaCondiciones normales de operación:

-20° F (-30° C) a 250° F (120° C)

Tener cuidado con las BAJAS TEMPERATURAS

Influencia del ambiente:

Aumento de la presión por efecto de calentamientoestático del fluido (expansión térmica)

Formación de vacío por causa de la contracción delvolumen del fluido por temperaturas bajas,equivalentes a presiones externas.

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Efectos DinámicosEfectos Dinámicos

• Impacto – causas internas o externas

• Viento – sobre tubería suspendida

• Terremoto o sismo – efecto directo o pordeslizamientos

• Vibración – considerar vibración oresonancia

• Hundimientos – revisar la región dondepuede ocurrir

• Olas y Corrientes – en cruces de vías de agua

42

Efectos Combinados

Los efectos combinados de peso propio con fuerzas ycargas deben ser considerados en tuberías suspendidas,expuesta o sin soporte continuo:

• Cargas Vivas - Incluye el peso del líquido más

cargas externas• Cargas Muertas - Incluye el peso de la tubería,

accesorios, revestimiento, cobertura del relleno,etc.

• Cargas de Expansión o Contracción Térmica

• Movimientos Relativos de ComponentesConectados al Tubo

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Criterios de Diseño

Los criterios a ser utilizados en el diseño de tuberías ycomponentes deben considerar:

• Clasificación (rating) presión – temperatura paralos componentes de tubería, estándar y diseñadosespecialmente

• Condiciones normales de operación

• Condiciones diferentes de las de operación

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Tensiones admisibles y otros límites

• Sobre espesores• Propagación de fisuras (Dióxido de Carbono)

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El Código establece normas de diseño paracondiciones usuales de uso, cuando se tienencondiciones inusuales, como cruces de ríos, pantanos,terreno inestable, puentes, etc., se deben consideraralgunas medidas de protección como las siguientes:

• Encapsular el tubo con otro de mayor diámetro

• Recubrir con concreto la parte expuesta del tubo

• Aumentar el espesor del tubo

• Colocarlo a mayor profundidad

46

Criterios de Diseño (Cont.)Criterios de Diseño (Cont.)

Cuando se diseña tuberías para dióxido de carbono, sedeben considerar bajas temperaturas eventuales.

Se debe prever equipos de protección y controles deforma que nunca se tenga en la tubería picos depresión mayores a 10% que la presión interna dediseño.

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Criterios de Diseño (Cont.)Criterios de Diseño (Cont.)

Si se tiene uniones de tuberías de distinta presión, laválvula de unión deberá ser especificada para lapresión mayor de las dos líneas.

Igualmente si se une tuberías a equipos de mayorpresión, la válvula deberá ser especificada a la presiónde operación del equipo.

48

Valores de Esfuerzo Permisibles

Para tubería nueva:

S = 0.72 x E x esfuerzo mínimo de fluenciaespecificado para la tubería, en psi (Mpa)

S = Valor de esfuerzo o tensión permisible (admisible)

0.72 = Factor de diseño en base al espesor de pared nominal

E = Factor de unión soldada (Tabla 402.4.3)

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Valores de Esfuerzo Permisibles (Cont.)

Los valores de esfuerzo permisibles para tracción ocompresión para materiales usados en soportesestructurales y guías, no deben exceder el 66% delesfuerzo mínimo de fluencia especificado.

En ningún caso se deben usar valores mayores a losespecificados en el Código.

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TABLA 402.3.1 EJEMPLOS

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TABLA 402.3.1 EJEMPLOS (cont.)

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TABLA 402.4.3 FACTORES DESUELDA

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HOLGURAS

• Corrosión: No es requerida si la tubería yaccesorios están protegidos

• Roscas y Ranuras: Se debe considerar

• Factores de Suelda: Ver tabla 402.4.3

• Espesor de Pared y Tolerancia de Defectos:Se debe especificar

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PRESIÓN DE DISEÑO DE

COMPONENTES PARATUBERÍA

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CRITERIOS DE DISEÑO

El espesor nominal de las secciones rectas de tuberíadeberán ser iguales o mayores que tn determinada porla siguiente ecuación:

tn = t + A

tn = espesor nominal de la tubería en plg.

t = espesor de la tubería de acuerdo a lapresión de diseño, en plg. (mm)

A = Suma de tolerancias añadidas por roscas,ranuras, corrosión, protección, etc.

58

CRITERIOS DE DISEÑO (Cont.)

PiD

2S

PiD20S

Para tubería recta bajo presión interna:

Tubería bajo presión externa deberá tenersuficiente resistencia para evitar que colapse

t =

t =

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CRITERIOS DE DISEÑO (Cont.)

Pi = Presión interna manométrica de diseño,psi (bar)

D = Diámetro externo de la tubería, plg.(mm)

S = Valor del esfuerzo admisible aplicable,psi (Mpa)

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CODOS Y CURVAS

• Las curvas deben tener el mismo espesorde la tubería

• Deben ser fabricadas sin daños en lasuperficie, ni deformaciones

• El diámetro no debe variar en más de 2.5%del nominal

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CODOS Y CURVAS

El espesor de los codos debe cumplir con lasnormas ANSI

Los codos fabricados por soldadura, debencumplir con las Normas ASME B16.9, ASMEB16.28, o MSS SP-75

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CURVA INDUCIDA

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INTERSECCIONES, TEES Y CRUCES

Deben cumplir con las Normas ANSI o MSS enel espesor

Las piezas fabricadas por soldadura deben

cumplir con la ASME B16.9, o la MSS SP-75Deben tener las mismas resistencias que latubería para presión y temperatura

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TOLERANCIAS SEGÚN ASME B16.9

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TOLERANCIAS SEGÚN ASME B16.9(Cont.)

Tolerancias en milímetros

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Intersecciones, RamalesLas conexiones a ramales pueden ser hechas con

tees, cruces, tomas integrales reforzadas, oconexiones soldadas, pero deben cumplir lossiguientes requisitos:

Tees y cruces

1. El espesor mínimo no puede sermenor al especificado por laspresiones y temperaturas deacuerdo al ANSI, o MSS Standards

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Intersecciones, Ramales2. Tees y cruces soldadas a tope

deberán cumplir con ASME B16.9ó el MSS SP-75 y deben seradecuados para la presión ytemperatura de la tubería

3. Tees y cruces soldadas a topepueden ser utilizadas para todos

los radios de diámetro de ramal alprincipal, y todos los radios deesfuerzos de deformación alesfuerzo de fluencia mínimoespecificado

72

TOMAS EXTRUÍDAS CONREFUERZO INTEGRAL

Pueden ser de cualquier diámetro hasta eldiámetro nominal de la tubería principal

Cuidar las fuerzas y momentos aplicados aestas tomas debidas a:

• Expansión y Contracción térmica

• Vibración

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TOMAS EXTRUÍDAS CON

REFUERZO INTEGRAL

• Peso muerto de Tubería

• Válvulas y accesorios

• Asentamiento del terreno

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TOMAS EXTRUÍDAS CONREFUERZO INTEGRAL

• Se definen como un múltiple que tieneun labio con una altura sobre la superficieigual o mayor que el radio de curvatura dela porción formada externa de la boca desalida h0 ≥ r0

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TOMAS EXTRUÍDAS REFORZADAS

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TOMAS EXTRUÍDAS REFORZADAS

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TOMAS EXTRUIDAS REFORZADAS

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TOMAS EXTRUÍDAS REFORZADAS(Cont.)

d = diámetro exterior tubo ramal

dc= diámetro interno tubo ramalD = diámetro externo de la toma

Do= diámetro interno de la toma

ho= altura del labio extruído ho ≥ ro

L= altura de la zona de refuerzo L=0.7√dTo

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tb=espesor calculado de la pared del ramal

Tb=espesor nominal del ramal

th=espesor calculado de la toma

Th=espesor nominal de la toma

To=espesor final de la toma

r1=mitad de la zona de refuerzo r1=D0

80


r0= radio de curvatura del refuerzo externo

r0>0.05d

Radio Mínimo: si d>NPS 30 ⇒ r0≤1.5” (32 mm)

Radio Máximo: si d>NPS 8 ⇒ r0≤0.10d +0.50”

si d

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Área Requerida: A=K(thDo)

Si d/D > 0.60 ⇒ K = 1.00

Si 0.15 < d/D < 0.60 ⇒ K = 0.6 + 2 / 3 (d/D)

Para d/D ≤ 0.15 ⇒ K = 0.70

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Area de Refuerzo = A1 + A2 + A3A1 = Do (Th – th)

A2 = 2L(Tb – tb)

A3 = 2ro(To – Tb)

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CONEXIONES DE RAMALESSOLDADAS

Deben cumplir con los requisitos de la Tabla 404.3.1

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Deben cumplir con los requisitos de la Tabla 404.3.1

1) Tees o cruces de contornos formados de diseñoprobado o cabezales integrales reforzados yextruídos se prefieren. Si no se usan esas tees ocruces, el miembro de refuerzo deberá extendersecompletamente alrededor de la circunferencia delcabezal. Placas, monturas parciales, u otro tipo derefuerzo localizado están prohibidos.

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CONEXIONES DE RAMALES

SOLDADAS

2) El miembro de refuerzo puede ser de envolturacompleta, placa o tipo montura, o accesorio parasoldar.

3) Los refuerzos para las líneas de ramal de 2” NPS omenores no necesitan refuerzo.

4) El refuerzo no es mandatario; sin embargo elrefuerzo puede ser necesario para casos conpresiones mayores a 100 psi (7 bar), pared muydelgada, o cargas externas severas.

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5) Si se utiliza un refuerzo y el diámetro del ramal estal que envuelva más de la mitad del tubo principal.

Se debe usar un refuerzo que abarque toda lacircunferencia.

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SOLDADAS (refuerzo completo)

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CONEXIONES DE RAMALESSOLDADAS (refuerzo localizado)

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SOLDADAS (sin refuerzo)

Para ramales de NPS < 2”

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CONEXIONES DE RAMALES;APUNTES

• Los ejes de los refuerzos y de las aperturasdeben ser redondeados a un radio de 1 / 8”

(3mm) y los extremos cortados a 45 gradosaproximadamente

• El diámetro de corte en la tubería matriz paracualquier ramal, no debe exceder deldiámetro exterior del ramal en más de 1 / 4”(6 mm)

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REFUERZOS EN APERTURAS

SIMPLES DE RAMALES

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REFUERZOS EN APERTURASSIMPLES DE RAMALES (Cont.)

AR = dth

d = longitud de la apertura, paralela al eje

th = espesor de la pared del cabezal pordiseño

El material del refuerzo deberá ser similaral del cabezal

Cuando se usan anillos o monturas, dejarun agujero de venteo para evitar corrosión

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REFUERZOS EN APERTURAS

MÚLTIPLES• Se debe evitar el traslape de refuerzos, laseparación no debe ser menor a dos vecessu diámetro promedio

• Si usan un refuerzo común dos aperturas,estas deben estar separadas por lo menos1.5 veces su diámetro, entre centros y el

área de refuerzo entre ellas debe ser por lomenos 50% del total requerido

• Bridas y reducciones deben cumplir con laASME B16.5, ASME B16.9, ó MSS SP-75

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APLICACIONES DE DISEÑO

DE COMPONENTES DETUBERÍA, SELECCIÓN YLIMITACIONES

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TUBERÍA METÁLICA DE

MATERIAL FERROSO

• Debe cumplir con Tabla 423.1 si estubería nueva

• Debe cumplir con la ecuación :t = PiD/(2S)

• Si es tubería nueva, usada, o ASTM A- 120debe también cumplir con estos requisitos

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TUBERÍA METÁLICA DEMATERIAL FERROSO

• Tubería formada en frío y luego calentada a600° F (300° C) debe limitarse a 75% de suvalor de esfuerzo aplicable permitido

• Los recubrimientos internos o externos sepueden utilizar pero no se consideran paraañadir resistencia

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TABLA 423.1

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TABLA 423.1(Cont.)

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ACCESORIOS, CODOS, CURVAS,

INTERSECIONES

• Deben cumplir con ASME B16.9, B16.28,ó MSS SP-75

• Las curvas pueden hacerse formando latubería

• El radio mínimo debe ser de acuerdo a lasiguiente tabla

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ACCESORIOS, CODOS, CURVAS,INTERSECIONES (Cont.)

Tamaño nominal Radio mínimo de curvaturaen diámetros de tubo

NPS 12 o menor 18 D

14 21

16 24

18 27

NPS 20 o más 30

Si la pared del tubo es muy delgada, se debe usar un mandrilinterior

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INTERSECIONES (Cont.)

Fabricando una curva

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ACCESORIOS, CODOS, CURVAS,INTERSECIONES (Cont.)

Máquina curvadora

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INTERSECIONES (Cont.)

Curva inducida

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CODOS, CURVAS PREPARACIÓNDE EXTREMOS DEL TUBO

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BAYONETAS

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BAYONETAS

αααα = Primer arco ββββ = Segundo arco decurvado

A = Primera tangente B = Tramo recto entre

curvasC = Segunda tangente D = Diámetro exterior

H = Altura de la bayoneta L = Longitud de labayoneta

R1 = Primer radio R2= Segundo radio

t = Espesor de la pared del tubo

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BAYONETAS

El mínimo radio de curvado en frío es:

R ≤ NPS 12 18D

NPS 14 21D

NPS 16 24D

NPS 18 27D

R ≥ NPS 20 30D

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MODULO IIICONSTRUCCION Y PRUEBAS

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EXPANSIÓN, FLEXIBILIDAD,ACCESORIOS ESTRUCTURALES,

SOPORTES, Y TOPES

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EXPANSIÓN Y FLEXIBILIDADSe aplica a tubería aérea o enterrada conmateriales aprobados

La tubería debe ser diseñada con suficienteflexibilidad para prevenir esfuerzos excesivospor expansión o contracción

Si se transporta fluido caliente en tuberíaenterrada, se deben hacer los cálculosapropiados si se espera cambios de temperaturaa menos que se tenga anclajes de restricción

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EXPANSIÓN Y FLEXIBILIDAD(Cont.)

La flexibilidad se produce con ayuda de curvas,giros, bayonetas, o juntas de expansión

Se puede utilizar el siguiente coeficiente deexpansión:

6.5 x 10 –6

in/in/°F para temperaturas hasta250°F

11.7 x 10-6 mm/mm/°C para temperaturas hasta

120°C

112


El módulo de elasticidad se usa a temperaturaambiente

La relación de Poisson se toma como 0.3 para elacero

El esfuerzo de compresión longitudinal neto sepuede calcular con:

S L = Eα αα α ( T 2-T 1 )- ν νν ν S h

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EXPANSIÓN Y FLEXIBILIDAD

(Cont.)SL = esfuerzo longitudinal de compresión, psi (Mpa)

Sh = esfuerzo debido a la presión del fluido, psi (Mpa)

T1 = temperatura al tiempo de instalación, °F (°C)

T2 = máxima temperatura de operación, °F (°C)

E = módulo de elasticidad del acero, psi (Mpa)

α = coeficiente lineal de expansión térmica in/in/°F

ν= relación de Poisson = 0.30 para acero

S L < 90% esfuerzo de fluencia mínimo

114

(Cont.)

En líneas sin restricción, los esfuerzos por expansiónse calculan:

S E = √ √√ √ S b 2 – 4S t

2

SE = esfuerzo debido a expansiónSb = [√(iiMi)2 + (ioMo)2]/Z

= esfuerzo equivalente de curvado, psi (Mpa)

St = Mt /2Z = esfuerzo de torsión, psi (Mpa)

Mi = momento de curvado in-lb (N-m)

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(Cont.)Mo = momento de curvado, fuera o transversal al

plano del miembro, in-lb (N-m)

Mt = momento de torsión, in-lb (N-m)

ii = factor de intensificación de esfuerzos por curvadoen el plano del miembro

io = factor de intensificación de esfuerzos por curvadofuera de o transversal al plano del miembro

Z = módulo de la sección del tubo, in3 (cm3)

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(Cont.)

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(Cont.)

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• SE≤ SA donde SA = 0.72 esfuerzo mínimo de fluencia

• ∑ esfuerzos longitudinales (presión, peso, otros) ≤ 0.75SA

• ∑ esfuerzos longitudinales (presión, cargas vivas, muertas,ocasionales, viento, terremoto) ≤ 80% del esfuerzomínimo de fluencia

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EXPANSI N Y FLEXIBILIDAD(Cont.)

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(Cont.)

• Restricciones, soportes, conexiones laterales,etc., deben considerarse en el cálculo deesfuerzos

• En el cálculo deben considerarse los factoresde intensificación de esfuerzos de las figuras.

• Siempre se debe usar las dimensionesnominales

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(Cont.)• Siempre se deben considerar las temperaturasmínima y máxima

• Se debe tomar en cuenta los movimientos yesfuerzos lineales y angulares debidos a losequipos conectados

• Los cálculos de fuerzas térmicas y momentos

sobre anclajes y equipos tales como bombas,medidores, intercambiadores de calor, se basaen la diferencia de las temperaturas máxima ymínima, siempre la mayor

122

CARGAS SOBRE ELEMENTOSSOPORTANTES DE TUBERÍAS

Las fuerzas y momentos transmitidos a losequipos deben mantenerse dentro de límitesde seguridad

• Los soportes deben ser diseñados parasoportar la tubería sin muchorozamiento ni limitación al movimientoestablecido

• Eventualmente se deberán usarelementos de amortiguamiento paraevitar vibración

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CARGAS SOBRE ELEMENTOS

SOPORTANTES DE TUBERÍAS• Todos los elementos deben ser

diseñados para minimizar los esfuerzosañadidos sobre las paredes de la tubería

• Si la tubería va a operar sobre el 20%SYMS todos los accesorios soldados ala tubería deben ser realizados sobre un

cilindro alrededor del tubo, y este serásoldado circunferencialmente al tubo

• Las Normas MSS SP-58 y MSS SP-69deben usarse para soportes

124

CONSTRUCCIÓN

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GENERALIDADES

Las especificaciones deben ajustarse al código,deben tener detalles sobre manejo, equipos,materiales, soldadura y detalles de construcciónque aseguren una buena ingeniería, seguridad yprácticas constructivas probadas.

La compañía operadora deberá contar con

inspectores calificados que aseguren elcumplimiento de las especificaciones deconstrucción.

126

DERECHO DE VÍA (ROW)

Debe ser seleccionado cuidando la menorinterferencia urbana posible

La primera consideración será para laseguridad pública y el mínimo de daños parael dueño de la tierra por donde cruzará lalínea

Si hay que usar explosivos se debe tener encuenta la seguridad pública, viviendas, vidasilvestre, líneas telefónicas, de electricidad,estructuras subterráneas, etc.

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Durante la construcción del derecho de víase debe evitar excesivos daños, cuidar de los

drenajes naturales y prevenir la erosiónposterior

Para cruces de vías, esteros, ríos, lagos, etc.,se deben tomar todas las precaucionesnecesarias con señales, luces, barreras, etc.

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TRANSPORTE, MANEJO, DESFILEY ALMACENAMIENTO

El manipuleo de la tubería y sus accesorios debehacerse con cuidado para evitar daños

Este cuidado debe ser extremado cuando es

tubería revestidaLa tubería no debe ser golpeada, debe evitarse deque caiga, o que tope con objetos que puedandañarla o deformarla

Los componentes fabricados y la tubería debenser inspeccionados y reparados si es necesarioantes de instalarlos

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TRANSPORTE

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TRANSPORTE

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MANEJO

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DESFILE

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DESFILE

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ALMACENAMIENTO

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ALMACENAMIENTO

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ALMACENAMIENTO

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ZANJADO

La profundidad a la que irá enterrada la tuberíadebe ser apropiada por las características delterreno y los peligros que represente.

Hay una tabla de las mínimas profundidades a lasque debe quedar una tubería, pero siempre elmejor criterio prevalecerá

Si no se puede dejar enterrada a la profundidadadecuada o requerida, entonces se deben ponerprotecciones adicionales

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ZANJADO (Cont.)

El ancho de la zanja debe ser suficiente pararealizar una operación de bajado segura y sindañar el revestimiento de la tubería

Cuando la línea se cruza con otras estructuras, sedebe prever un espacio mínimo entre ellas de 1 pié(300 mm), pero si es de drenaje, el mínimo

espacio deberá ser de 2 pulgadas (50 mm)El zanjado debe ser hecho de acuerdo a lasmejores prácticas de ingeniería y se puede usarcomo guía la Norma API RP 1102

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ZANJADO (Cont.)

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ZANJADO (Cont.)

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ZANJADO (Cont.)

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ZANJADO (Cont.)

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ZANJADO (Cont.)

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SOLDADURA

La soldadura es una de las fases másimportantes durante la construcción de unoleoducto

No se consideran las soldaduras longitudinalesni en espiral que son parte de la fabricación delos tubos

Tampoco se considera soldaduras de equipos,recipientes, accesorios o válvulas

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SOLDADURA (Cont.)

No se debe proceder a soldar si no se hancumplido con todas las normas de seguridad,especialmente si hay presencia de gasescombustibles o inflamables

La soldadura puede ser realizada por un proceso

manual, automático o semiautomático, ó poruna combinación de ellos

154

SOLDADURA (Cont.)

Los electrodos y fundentes para soldar debencumplir con lo siguiente:

• Deben ser seleccionados de tal forma quela soldadura final tenga igual o mayorresistencia que el material base

• Si son materiales diferentes, la resistenciafinal debe ser igual o mayor que la delmaterial mas débil

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SOLDADURA (Cont.)

• Cuando se usa materiales de relleno dediferente resistencia en la mismasoldadura las proporciones deben ser detal manera que el cordón tenga unaresistencia igual a la mínima del materialbase

• Para aceros aleados el material de la

suelda debe ser igual al del material base,si son distintos metales, los electrodosdeben ser iguales a uno de ellos ointermedios

156

SOLDADURA (Cont.)

• Si se sueldan aceros austeníticos conferríticos, los electrodos o metal de rellenodebe ser de estructura austenítica

• Los procedimientos de soldadores y de

soldadura deben ser de acuerdo a laNorma API 1104

• Para aceros aleados, construcciones detaller, facilidades o terminales, losprocedimientos deben ser de acuerdo conla API 1104 o la Sección IX del CódigoASME PV

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

• Antes de cualquier soldadura se debencalificar y probar los procedimientos desoldadura y de los soldadores paraasegurarse de que las soldaduras estaránacordes con las necesidades

• El procedimiento de soldadura debeincluir la información pedida por el

código, con detalles de precalentamiento,temperatura de entrepasos, tratamientotérmico posterior, etc.

166

SOLDADURA (Cont.)

• Se debe tener muy claro las “variablesesenciales” al aplicar el procedimiento desoldadura, registros de procedimientos decalificación, y calificación de soldadores

• Las pruebas de calificación deprocedimientos de soldadura se debenhacer con el material base de mayorresistencia en la variable esencial de losgrupos identificados en la especificacióndel procedimiento

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SOLDADURA (Cont.)

VARIABLES ESENCIALES SEGÚN API 1104:

• Proceso de soldadura o método de aplicación

• Material base

• Diseño de la junta

• Posición

• Espesor de pared

• Metal de relleno

• Características eléctricas

168

SOLDADURA (Cont.)

• Tiempo entre pasos

• Dirección de la soldadura

• Gas inerte o flujo de gas

• Polvo de recubrimiento• Velocidad de recorrido

• Precalentamiento

• Tratamiento térmico posterior (PWHT)

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SOLDADURA (Cont.)

• Los soldadores deben hacer una prueba derecalificación si por algún motivo suhabilidad está cuestionada, o no ha estadoinvolucrado en procesos de soldadura porseis meses o más

• La Compañía operadora será laresponsable por la calificación de

procedimientos y de los soldadores

• Se deben guardar registros de losprocedimientos, de las pruebas, y de lossoldadores calificados

170

SOLDADURA (Cont.)

• La calidad de las soldaduras debe serverificada por inspección visual y pruebasno destructivas o retirando sueldascompletas si así lo pide el inspector parasometerlas a pruebas destructivas

• Todas las soldaduras deben serinspeccionadas visualmente

• Cuando la tubería vá a operar con unesfuerzo mayor al 20% de la resistenciamínima de fluencia, los cinturones desoldadura deben ser inspeccionados

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SOLDADURA (Cont.)

• Un mínimo del 10% de los cordonescompletados cada día deben serseleccionados al azar e inspeccionados

• La inspección debe hacerse con métodosradiográficos u otro sistema similar nodestructivo

• Cada soldadura debe ser inspeccionadacompletamente

172

SOLDADURA (Cont.)

En los siguientes casos se debe inspeccionar el100% de las soldaduras, si hay zonasinaccesibles por lo menos debe inspeccionarseel 90% de las juntas:

• Dentro de zonas o establecimientoshabitados

• En cruces de ríos, lagos, o esteros

• Cruces o derechos de vías de carreteras,ferrocarriles, túneles, o puentes

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SOLDADURA (Cont.)

• En playas o en mar adentro

• Costuras antiguas en tuberías usadas

• Juntas sin prueba hidrostática previa

174

SOLDADURA (Cont.)

Los tipos comunes de soldadura a emplearson:

• Extremos de tubería: pueden ser desimple V, doble V, u otro tipo de

desbaste• En caso de diferentes espesores se

debe usar un nipple de transición o unrelleno

• El nipple debe tener como mínimo 0.5diámetros de longitud

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SOLDADURA (Cont.)

• Soldaduras de relleno: deben sercóncavas o ligeramente convexas

• Punteado: debe ser realizado porsoldadores igualmente calificados

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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SOLDADURA (Cont.)

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REMOCIÓN O REPARACIÓN DE

DEFECTOS• Quemadura de Arco. Causan serios esfuerzos

y deben ser prevenidas o removidas, hay quecuidar no afectar mucho el espesor delmaterial base.

• Defectos de Soldadura. Se debe seguir loindicado en la API 1104.

• Defectos en la Tubería. Fallas de laminación,extremos partidos, u otros deben ser reparadoso removidos.

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REMOCIÓN O REPARACIÓN DEDEFECTOS

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DEFECTOS

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REMOCIÓN O REPARACIÓN DEDEFECTOS (Cont.)

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DEFECTOS (Cont.)

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DEFECTOS (Cont.)

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REMOCIÓN O REPARACIÓN DEREMOCIÓN O REPARACIÓN DEDEFECTOS (Cont.)DEFECTOS (Cont.)

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REMOCIÓN O REPARACIÓN DEREMOCIÓN O REPARACIÓN DE

DEFECTOS (Cont.)DEFECTOS (Cont.)

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PRECALENTAMIENTO

Aceros al carbono con más de 0.32% de carbón ode carbón equivalente (C + 1/4 Mn) en exceso de0.65% deben ser precalentados

Si son materiales distintos, se aplicará siempre latemperatura de precalentamiento mas alta, y secontrolará con instrumentos adecuados

Se puede usar cualquier método pero éste debe seruniforme y la temperatura no debe bajar de loslímites durante la soldadura

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PRECALENTAMIENTO (Cont.)

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MODULO IVMODULO IV

COMPLEMENTOSINSPECCIONES Y PRUEBAS

200

COMPLEMENTOS

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce de río

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Cruce aéreo

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Cruce aéreo

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Cruce aéreo

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Cruce aéreo

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Cruce aéreo

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217

TIE-INS Y ESPECIALES

• Tie-in llamamos a la unión de dossectores de tubería que deben juntarse enun determinado sitio para completar untramo.

• Obras especiales son las que merecen unestudio, planificación y ejecución fuera de

lo común del tramo, por ejemplo, cruces deríos, cruces por pantanos, cruces porbarrancos, cruce por una carretera o vía,etc.

218


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TIETIE--INS Y ESPECIALESINS Y ESPECIALES

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CRUCES ESPECIALES (Cont.)

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CRUCES ESPECIALES ((Cont.)

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VÁLVULAS

En todo oleoducto existe la posibilidad de underrame, por tanto se debe escoger sitiosdeterminados donde colocar válvulas queminimicen el efecto en caso de un derrame yfaciliten las labores de mantenimiento

Las válvulas deben ser colocadas en sitios

accesibles y protegidas contra dañosEn cruces de ríos siempre se instalará unaválvula antes del cruce (aguas arriba) y unacheck después del cruce (aguas abajo)

230

VÁLVULAS (Cont.)

En sitios remotos se instalarán válvulascontroladas a distancia supervisadas para aislarsegmentos de tubería

En tuberías que transportan LPG o amoníaco, se

instalarán siempre válvulas check junto con lasde bloqueo para evitar retorno de fluído.

Si se transporta LPG o amoníaco, se debeinstalar una válvula de bloqueo cada 7.5 millas(12 km) para agilizar mantenimientos, en zonasindustriales, residenciales o comerciales

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VÁLVULAS (Cont.)

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VÁLVULAS (Cont.)

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VÁLVULAS (Cont.)

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VÁLVULAS (Cont.)

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VÁLVULAS (Cont.)

Válvulas de Control de Velocidad

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VÁLVULAS (Cont.)

Válvulas de Alivio

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237

RASPADORES (PIGS)

Para mantener en buen estado o identificarposibles daños o restricciones de un oleoducto otubería de transporte, se utilizan los raspadoresque pueden ser de muchos tipos y tamaños, loshay desde los mas sencillos de poliuretano paralimpieza, los de disco calibrador, los removedoresde incrustaciones, hasta los inteligentes que nostransmiten datos de espesores, condición interna,defectos o deformaciones y distancias.

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RASPADORES (PIGS) (Cont.)

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RASPADORES (PIGS) (Cont.)

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LANZADORES Y RECEPTORES DERASPADORES

Los raspadores tienen que ser enviados y viajan porel interior del tubo, por tanto necesitan un equipoespecial que los envíe y los reciba, para esto se

instalan en cada estación un lanzador y un receptorde raspadores, en la cabecera se instala un lanzadory en el final se instala sólo un receptor.

Estos equipos son similares pero tienen diferenciaspara operar adecuadamente como vamos a ver enlos siguientes gráficos

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LANZADORES Y RECEPTORES DERASPADORES (Cont.)

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252

LANZADOR DE ESFERAS PARASERVICIO DE GAS


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253

RECEPTOR DE ESFERAS PARASERVICIO DE GAS


254

ESTACIONES DE BOMBEO, TANQUESY TERMINALES

Siempre se instalarán válvulas de bloqueo ala entrada y a la salida de cualquier estaciónde bombeo, patio de tanques o terminales

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ESTACIONES DE BOMBEO, TANQUESY TERMINALES (Cont.)

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PLAN DE OLEODUCTO

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Sistema SCADA (Supervisory Controland Data Adquisition)

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INSPECCIÓN Y PRUEBAS

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INSPECCIÓN E INSPECTORES

Durante la construcción debe haber una adecuadaorganización para asegurar que se cumple con losrequisitos del Código en lo que se refiere amateriales, construcción, soldadura, montaje y

pruebas de la línea y sus facilidades.

El control de la calidad de los trabajos durante laconstrucción debe quedar debidamentedocumentada y sustentada con detalles de lasubicaciones, distancias, profundidades, etc.

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INSPECCI N E INSPECTORES

(cont.)Los inspectores deben tener experiencia yentrenamiento en sus funciones, debe tenerse unequipo para los siguientes frentes:

• Desbroce y derecho de vía

• Zanjado

• Desfile e inspección de tubería• Soldadura

272

INSPECCI N E INSPECTORES(cont.)

• Revestimiento

• Uniones (tie-in) y bajado

• Tapado y limpieza

• Pruebas hidrostáticas y de presión

• Obras especiales

• Facilidades

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INSPECCI N E INSPECTORES

(cont.)

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INSPECCIÓN VISUAL

Materiales:

• Toda la tubería y componentes por dañosdurante el transporte y manipuleo

• Toda la tubería por defectos de fabricación• En los centros de acopio, revisar el

almacenamiento por espesores, tipo,especificaciones y fabricantes.

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INSPECCIÓN VISUAL (cont.)

Construcción:

• Revisar por defectos superficiales antes derevestimiento y durante bajado y tapado

• Limpieza interna de la tubería

• Biseles y alineamiento antes de soldar

juntas• Examinar los bordes por roturas

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• Las sueldas completadas deben ser limpiadasy examinadas antes de poner elrevestimiento

• Se debe inspeccionar el equipo derevestimiento para asegurar que no dejarárebabas

• Las laceraciones deben examinarse para versi no afectaron a la tubería y deben repararseantes del bajado

278


• Todos los cambios, reparaciones, oreemplazos deben ser inspeccionados antesde tapado

• La condición de la zanja debe examinarseantes de bajar la tubería para cuidar elrevestimiento y la tubería

• El ajuste de la tubería en la zanja debeinspeccionarse antes de tapado

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• Las operaciones de tapado deben examinarsepor calidad y compactación del relleno,colocación adecuada del material

• Cruces encapsulados deben serinspeccionados para verificar que la tuberíaestá soportada, sellada y aislada de la

cápsula (casing)• Los cruces de río deben ser inspeccionados y

luego medidos y registrados los perfiles

280


• Todos los accesorios y componentes de latubería deben ser inspeccionados por sucondición e instalación

• Se deben examinar todas las soldaduras detaller y de campo

• Las radiografías de las sueldas deben serinspeccionadas

• El revestimiento debe ser examinado por sucondición

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PRUEBAS• Si ocurren fugas durante las pruebas estas

deben ser reparadas, la sección reemplazaday se repiten las pruebas

• Todos las partes fabricadas como trampas,manifolds, etc., deben ser probadoshidrostáticamente

• Todas las tuberías deben ser probadashidrostáticamente

284

PRUEBAS (cont.)

• El equipo que no será parte de la pruebahidrostática debe desconectarse o aislarse

• Las uniones de secciones pre-probadashidrostáticamente, serán inspeccionadas por

medio de radiografías u otro métodoaceptable

• Todos los controles y equipos de protecciónserán probados y comprobados su operacióne instalación

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PRUEBAS HIDROSTÁTICAS

Las pruebas hidrostáticas son parte muy importanteen la construcción de un oleoducto o de una tuberíay por tanto se le debe dar la importancia debida.

Si la tubería esta diseñada para trabajar un esfuerzoradial de más del 20% del esfuerzo mínimo defluencia, la prueba se hará a un mínimo de 1.25

veces la presión interna de diseño en ese punto porun tiempo no menor a 4 horas

286

PRUEBAS HIDROSTÁTICAS (cont.)

Cuando las tuberías son probadas con presionesque desarrollan un esfuerzo radial basado en elespesor nominal, mayores al 90% del esfuerzomínimo de fluencia, se debe cuidar de no dañar la

tubería.

En las pruebas se debe tener supervigilancia visualen todas las juntas para ver si no presentan fugas

Se debe usar como guía la API RP 1110

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Para las pruebas hidrostáticas se debe usar siempreagua, excepto en casos especiales y siempre ycuando sea en tierra firme, que se puede usarpetróleo líquido, pero manteniendo una estrictavigilancia en todo el recorrido de la línea, no debehaber centros poblados cerca

Si durante la prueba puede haber variacionesfuertes de temperatura con expansión térmica delfluido, se debe tener medios para aliviar la presióny registrar las cantidades desalojadas

288


Después de la prueba es siempre preferible eldesalojar el agua del interior de la tubería y conmayor razón cuando puede haber temperaturas bajoel punto de congelación del agua

Las líneas de dióxido de carbono deberán ademásser secadas para evitar luego corrosión al mezclarel dióxido de carbono y el agua

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PRUEBAS DE FUGAS

Tuberías que van a trabajar con esfuerzos radialesmenores al 20% del esfuerzo mínimo de fluencia,se puede someterlas a una prueba hidrostática oneumática por una hora

La prueba hidrostática debe ser realizada con una

presión no menor a 1.25 veces la presión de diseñointerna de la tubería

300

FACTOR DE JUNTA SOLDADA

Si se conoce el tipo de soldadura longitudinal oespiral, se debe usar el factor de la tabla 402.4.3

Si no se conoce, el factor E no debe exceder 0.60para tubería NPS 4 o menor, ó 0.80 para tuberíamayor a NPS 4

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MODULO V

PROCEDIMIENTOS DEPROCEDIMIENTOS DEOPERACIÓN YOPERACIÓN Y

MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

302

GENERALIDADES

• Cada compañía establece el sistema másadecuado para su operación, pero éstedebe estar basado en el Código

• El código da guías generales, pero la

responsabilidad es de la Compañía

• Para el mantenimiento y reparaciónpriman las condiciones locales

• Se debe contar siempre con un equipomínimo de seguridad y el personal debeestar entrenado para utilizarlo

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303

PLAN Y PROCEDIMIENTOS

• Debe haber planes escritos y programas deentrenamiento

• Debe haber un plan de control decorrosión interna y externa

• Debe existir un Plan de Emergenciaescrito

• Deberá existir un plan de revisiones ycambios que afecten la seguridad ointegridad del sistema

304

PLAN Y PROCEDIMIENTOS (cont.)

• Establecer un vínculo con las autoridadeslocales

• Establecer un procedimiento de análisis defallas y accidentes

• Mantener mapas y registros actualizados

• Tener procedimientos para abandono detuberías

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307

PRESIONES DE OPERACIÓN

• La presión interna durante la operación, o enlos puntos de mayor altura estática, no debeexceder la presión de diseño de la tubería ysus componentes, y las variacioneseventuales no deben superar el 10% desobrecarga

• Un sistema tendrá que ser calificado para unamayor presión de operación cuando estaproducirá un esfuerzo radial mayor al 20%de la tensión mínima de fluencia

308

PRESIONES DE OPERACIÓN (cont.)

• Si a un sistema se lo degrada a una menorpresión debido a cambios o reparaciones,deberán justificarse los cálculos

• En sistemas existentes que usen materialesdescontinuados o con otros estándares, supresión interna deberá ser determinada deacuerdo a las normas del tiempo deconstrucción

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309

SEÑALES Y COMUNICACIONES

Las comunicaciones deben mantenerse siempreen óptimas condiciones para operación normal yemergencias

Se debe instalar señales de indicación y peligroen toda la ruta, junto a las vías, en cruces decarreteras, o en cruces de ríos y esteros

Las señales deben indicar la Compañíaoperadora y si es posible un teléfono parareportar cualquier anormalidad (API RP 1109)

310

DERECHOS DE VÍA

El derecho de vía debe mantenerse limpio y conaccesos a las válvulas

Debe cuidarse de que no cause daños o erosión ala propiedad

Patrullar continuamente, por lo menos cada dossemanas, si se transporta LPG o amoníaco, lapatrulla debe pasar por lo menos cada semana

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311

DERECHOS DE VÍA (Cont.)

312

REPARACIONES

Debe existir un plan de mantenimiento

El personal debe estar entrenado y ser calificado,debe ser conciente de los peligros propios y para elmedio circundante

Siempre antes de realizar un trabajo se debesolicitar el permiso o aprobación

Si se va a usar un fluido inerte para la reparación,debe existir un procedimiento escrito, con lapresión, flujo máximo, temperatura, desecho delgas, procedimientos de seguridad

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313

DEFECTOS

Límites aceptables:

• Hendiduras y ranuras mayores al 12.5% delespesor nominal deben ser removidas oreparadas

• Mellas que afecten la curvatura en la costura oen cualquier soldadura deben ser removidas o

reparadas• Mellas con ranuras, hendiduras o ralladuras

deben ser removidas o reparadas

314

DEFECTOS (Cont.)

• Mellas que excedan una profundidad de ¼”(6mm) en tuberías de 4” o menos, ó con 6%del diámetro nominal, si son mayores a 4”,

tienen que ser removidas o reparadas

• Todas las quemaduras de arco deben serremovidas o reparadas

• Todas las rajaduras tienen que ser removidaso reparadas

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315

DEFECTOS (Cont.)

• Todas las soldaduras defectuosas deben serremovidas o reparadas con procedimiento

• Corrosión, si es un área pequeña, ésta debeser reemplazada, pero si es generalizada, latubería debe trabajar a menor presión, deacuerdo con el ataque

• Corrosión localizada, la tubería debe serreparada, reemplazada o trabajar a menorpresión

316

DEFECTOS (Cont.)• Si la profundidad de la corrosión localizada

es menor al 80% del espesor nominal, sepuede aplicar el siguiente método paraencontrar la extensión máxima permitida deárea corroída, pero este no aplica en

soldaduras

L = 1.12B√Dtn

B =c/tn

1.1 c/tn – 0.15- 1

2

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317

DEFECTOS (Cont.)

B =

B = un valor que no debe exceder 4.0sale de la ecuación o de la figura451.6.2(a)(7)

D = diámetro exterior nominal

tn = espesor nominal de la tubería

c = profundidad máxima del áreacorroída

c/tn

1.1 c/tn – 0.15- 1

2

318

DEFECTOS (Cont.)

• Cuando se ha esmerilado a menos delespesor nominal un tubo para corregir undefecto también se debe analizar por los

mismos métodos para decidir si se repara,se retira esa sección, o se reduce la presiónde trabajo.

• Toda tubería con fugas debe serreemplazada o reparada

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DEFECTOS POR CORROSIÓN

320

DAÑOS EN TUBERÍAS

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REPARACIONES

Reparaciones permitidas:

• Si se puede parar el oleoducto, se deberetirar la parte cilíndrica dañada yreemplazarla con una nueva, mínimo de 1.5diámetros de longitud

• Si no es práctico suspender el servicio, sedebe reparar con un refuerzo completosoldado o mecánicamente ajustado

322

REPARACIONES (Cont.)

• Para reparaciones de ralladuras o ralladurascorroídas que tengan un espesor remanentemenor al 87.5% del espesor original, sedebe rellenar con epóxico el espacio entreel daño y el refuerzo de manga.

• Para reparar rajaduras sin fuga, se debeinstalar algún accesorio adecuado entre eltubo y la manga para ecualizar presiones

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• Los defectos deben ser removidos poresmerilado o “hot tapping”. Se debeverificar el trabajo con algún método ND

• Fugas menores y áreas corroídas pequeñas,excepto rajaduras, serán reparadasinstalando un parche soldado o algún

accesorio• Defectos de soldadura deben ser reparados,

esmerilados y rellenos con soldadura

324


• Áreas corroídas sin fuga pueden serreparadas soldando una media zapata

• Igualmente pueden ser también reparadas

aplicando algún refuerzo mecánicorevistiendo la parte afectada

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338

MÉTODOS DE REPARACIÓN

• Los soldadores y procedimientos de soldaduradeben ser calificados

• Para calificar procedimientos en tuberías conlíquido debe tomarse en cuenta el efecto deenfriamiento debido al líquido interno

• Se utilizará únicamente materiales aprobados

• Reparaciones temporales deben serreemplazadas por permanentes tan pronto comosea posible

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M TODOS DE REPARACI N(Cont.)

• Los parches soldados deben tener las esquinasredondeadas y una dimensión máxima de 6” alo largo del eje. El material debe ser igual o demejor calidad y con un espesor similar a latubería original. Parches se limitan a tuberías de12” NPS o menos y de grado X42 o menos.Deben ser soldados. Parches insertos está

prohibido.• Las mangas deben ser para presiones igual o

mayor que la tubería y deben ser totalmentesoldadas

340

MÉTODOS DE REPARACIÓN (Cont.)

• Los accesorios soldados para cubrir defectosestarán limitados a 3”

• Reparaciones de soldaduras se harán deacuerdo a los procedimientos

• Tuberías revestidas deben ser recubiertascon nueva capa de protección luego de lareparación

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MÉTODOS DE REPARACIÓN

(Cont.)• Si la tubería contiene líquido, debe

examinarse antes de realizar trabajos deesmerilado, cortes o hot tappings

• Si no se puede detener la operación, lapresión debe reducirse hasta niveles seguros

• Medias cañas todo soldadas se usarán sólopara reparar daños por corrosión, estánlimitadas a 12” NPS y a tuberías X42 omenos.

342

(Cont.)

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343

PRUEBAS DE LAS REPARACIONES

• Si se cambia una sección, ésta debe serprobada con presión similar a una tuberíanueva, los empalmes (tie-in) se probaráncon radiografías o algún otro método aprobado

• Todas las soldaduras de reparación deben ser

examinadas visualmente y por medio de algúnmétodo no destructivo

344

DEGRADACI N DE UNA TUBER AA MENOR PRESIÓN DE TRABAJO

•• Tubería corroída o reparada por medio deesmeril que reduce su espesor, debe serdegradada a una presión menor de trabajo

de acuerdo al menor espesor resultante

•• Si hay corrosión localizada o áreasreparadas por esmerilado que no cumplencon los límites de espesores, se puede usarla siguiente fórmula para determinar lapresión de trabajo

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DEGRADACI N DE UNA TUBER A

A MENOR PRESIÓN DE TRABAJO(Cont.)

1-0.67(c/tn)Pd = 1.1 Pi 0.67c

tn√√√√G2 + 11 -

G = 0.893L / √√√√Dtn

G ≤≤≤≤ 4.0

346

DEGRADACIÓN DE UNA TUBERÍA AMENOR PRESIÓN DE TRABAJO (Cont.).)

Pd = presión interna de diseño degradadamanométrica, psi (bar)

Pi = presión interna de diseño original

manométrica, psi (bar)L = extensión de la longitud de área corroída, in.

(mm)

Para tn, c, D, ver la figura

Si G > 4.0 Pd = 1.1 Pi(1 – c/tn)

Pd < Pi

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OPERACIÓN Y MANTENIMIENTODE ESTACIONES DE BOMBEO,TERMINAL, Y PATIO DE TANQUES

•• Deben existir procedimientos dearranque, operación y parada para todoslos equipos, con sistemas de control yalarma

•• Monitoreo y mediciones periódicas deflujo con registros de la presión dedescarga deben estar funcionandosiempre

348

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTODE ESTACIONES DE BOMBEO,

TERMINAL, Y PATIO DETANQUES (Cont.)

•• Deben existir equipos de control yprotección de los sistemas, los cualesdeberán ser inspeccionados y verificadospor lo menos una vez al año

•• Los tanques de almacenamiento deberán serinspeccionados y limpiados periódicamente yse llevarán registros, de fundaciones, planchas,válvulas de alivio, diques, sistemas deincendios, etc.

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349

PLAN DE EMERGENCIA

Se debe establecer un plan de emergencia escrito

• fallas del sistema

• accidentes• sabotaje

• deslizamientos o terremotos

350

PLAN DE EMERGENCIA (Cont.)

El personal encargado deberá:

• estar entrenado para reparaciones

• conocer las características del fluido

• saber enfrentar derrames

• conocer los procedimientos

• saber trabajar con seguridad

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351

PLAN DE EMERGENCIA (Cont.)

La coordinación de un evento:

• alertar a la policía y autoridades locales

• tener un buen sistema de comunicaciones

• movilizar al personal y equipo necesario

rápidamente• verificar con explosímetros el ambiente

alrededor del sitio del daño

352

REGISTROS DE CONTROL

Para propósitos de operación y mantenimiento:

• datos completos de operación

• registros de las inspecciones regulares

• registros de corrosión y mediciones

• registros de fallas y derrames o fugas

• registros de inspecciones sobrecondiciones de la línea

• registros de reparaciones

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353

CALIFICACIÓN DE UN SISTEMA

PARA PRESIÓN MAS ALTASi va a trabajar bajo condiciones que provoquenun esfuerzo radial de más del 20% del esfuerzomínimo de fluencia especificado:

• Verificar por los diseños y pruebas previassi está dentro de límites seguros

• Condición actual de la tubería conregistros

• Reparaciones, reemplazos o alteracionesrealizadas

354

ABANDONO DE UN SISTEMA

Cuando se abandona o cierra permanentementeun sistema, se requiere que:

• Si son facilidades en sitio, debenindependizarse de todas las fuentes de

suministro, líneas de servicios, estacionesde medida, líneas de control, líneas deenergía, etc.

• Todas las líneas deben ser purgadas delíquidos y vapores, llenadas con materialinerte y se debe sellar los extremos.

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355

CONTROL DE LACORROSIÓN

356

GENERALIDADES

• La corrosión puede ser por causasexternas o internas en la tubería

• La corrosión debe ser controlada omitigada adecuadamente para lo cual

deben existir procedimientos y requisitosde control

• Para el caso de protección catódica, sedeben seguir las normas NACE RP-01-69ó NACE RP-06-75 donde se dan guías deprocedimientos de monitoreo y control

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357

CONTROL DE CORROSIÓN

EXTERNA PARA TUBERÍASENTERRADAS O SUMERGIDAS

• Si no hay ambiente corrosivo, se hará unainspección eléctrica dentro de lossiguientes 12 meses de terminar lainstalación de la tubería, si se encuentranindicios de corrosión, se pondrá

protección catódica.• Las tuberías enterradas o sumergidas

deberán ser protegidas con una capaprotectora y protección catódica.

358

TUBERÍA ENTERRADA

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359

CAPA PROTECTORA

Deben tener las siguientes características:

• Mitigar la corrosión

• Evitar la humedad sobre la superficie

• Ser suficientemente dúctiles

• Tener suficiente resistencia para evitardaños por la tierra

• Deben ser compatibles con cualquier tipo deprotección catódica

360

CAPA PROTECTORA (Cont.)

• Las soldaduras deben ser inspeccionadaspara evitar irregularidades que dañen lacapa protectora

• La capa protectora debe ser inspeccionadavisualmente y con un holiday detector antesde ser enterrada o sumergida

• La tubería debe ser manejada con cuidadopara el bajado o sumergido después de lainspección, y debe ser protegidaadicionalmente contra terrenos agresivos

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361

CAPA PROTECTORA (Cont.)

• La operación de tapado debe serinspeccionada por compactación y calidaddel material de relleno para evitar daños a lacapa

• Cuando se hace una conexión, toda la capadañada debe ser removida y debe aplicarseuna nueva capa protectora

362

PROTECCIÓN CON POLIKEN

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363

SANDBLASTING

364

SISTEMA DE PROTECCIÓNCATÓDICA

• Se debe instalar un sistema de proteccióncatódica con un ánodo galvánico o unsistema de corriente anódica impresa

• El sistema de protección catódica debeinstalarse no mas tarde de un año determinada la construcción.

• La protección catódica debe ser controlada

• Hay que tener cuidado con estructurascercanas que pueden ser afectadas

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365

TERMINALES

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TERMINALES

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UNIONES CADWELD

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UNIONES CADWELD

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AISLAMIENTO ELÉCTRICO

• Toda tubería enterrada o sumergida debeestar aislada eléctricamente de otrossistemas

• Debe existir algún elemento de aislamientoentre la tubería y las facilidades. Debecuidarse de no tener atmósfera combustible

en el área• Debe preverse daños por rayos o fallas

de corriente, ver NACE RP-01-77

374

AISLAMIENTO ELÉCTRICO(Cont.)

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AISLAMIENTO ELÉCTRICO

(Cont.)

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AISLAMIENTO ELÉCTRICO(Cont.)

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TERMINALES DE PRUEBAS

• Se debe dejar suficientes terminales deprueba a lo largo del recorrido paraverificar la efectividad de la proteccióncatódica

• Estos terminales deben fijarse a la tuberíacon soldaduras de tipo suave, sin provocarpuntos de esfuerzos localizados

• Los terminales deberán estar protegidoscontra el material de relleno, la humedad, ydeberán quedar aislados

380

MONITOREO

• Todos los sistemas de protección catódicadeberá mantenerse en buenas condiciones ydeberán verificarse por lo menos cada año

• El tipo, ubicación, frecuencia, y número depruebas a realizar dependerá de lascondiciones de la tubería y del medio, setomará en cuenta:

• Edad de la tubería

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MONITOREO (Cont.)

• Condición de la tubería

• Corrosividad del ambiente

• Posibilidad de fallas de la protección

• Método aplicado para la protección catódica

y vida útil del sistema• Seguridad de los empleados y publico en

general

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MONITOREO (Cont.)

• Los terminales deben mantenerse en buenacondición

• Los rectificadores y otras fuentes debeninspeccionarse por lo menos cada 2 meses

• Los elementos de protección debeninspeccionarse cada dos meses, y otros porlo menos una vez al año

• Las partes no protegidas deben serinspeccionadas eléctricamente cada 5 años

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CONTROL DE CORROSIÓN

INTERNA• La corrosión interna debe ser investigada y

mitigada, use como guía la NACE RP-01-75

• Para limitar la corrosión interna se puedeusar raspado, limpiadores, esferas,inhibidores o revestimiento interno

• Si se usan deshidratantes o inhibidores, sedeben instalar suficientes cupones decorrosión u otros sistemas para monitorear ydeterminar la efectividad de la protección

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CONTROL DE CORROSIÓNINTERNA (Cont.)

• Si se usa revestimiento interno, éste debe serde suficiente espesor y calidad aceptable,deberá ser inspeccionado frecuentemente

• Amoníaco deberá contener un mínimo de0.2% de agua desmineralizada por peso parainhibir las roturas por esfuerzo de corrosión

• En tuberías existentes debe examinarse yregistrarse periódicamente el estado delmaterial

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CONTROL DE CORROSIÓN EXTERNAPARA TUBERÍA EXPUESTA AL

AMBIENTE

• Tuberías nuevas deben ser construidas deacero resistente o protegidas con una capaprotectora o de pintura de acuerdo a la

agresividad del medio a que se exponen

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CONTROL DE CORROSIÓN EXTERNAPARA TUBERÍA EXPUESTA AL

AMBIENTE (Cont.)

• Tuberías existentes deberán inspeccionarse

y protegerse de acuerdo a un planestablecido

• La protección por pintura o revestimientodebe mantenerse en buenas condiciones einspeccionarse regularmente

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TUBERIA EXPUESTA

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MEDIDAS CORRECTIVAS

Ya se dieron anteriormente los criterios sobrelos límites de corrosión.

Cuando hay antecedentes de fugas o deinspecciones que denotan presencia decorrosión activa, y existe un peligropotencial, debe corregirse de acuerdo a loestablecido en el código, y además:

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MEDIDAS CORRECTIVAS

(Cont.)

• Si es corrosión externa, en tuberíaenterrada o sumergida, debe instalarseprotección catódica

• Si es corrosión interna debe aplicarselos métodos indicados para mitigarla

• Si es corrosión externa en tuberíaexpuesta, debe cubrirse con una capaprotectora o pintura

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MEDIDAS CORRECTIVAS(Cont.)

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MEDIDAS CORRECTIVAS

(Cont.)

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MEDIDAS CORRECTIVAS(Cont.)

• La tubería que se reemplace por causade la corrosión externa, debe serreemplazada con tubería revestida si esenterrada o sumergida, y con tuberíarevestida o pintada si es aérea.

• Después de cualquier reparación oreemplazo de un sector o degradaciónde un tramo, debe considerarse elimplementar algún tipo de control

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REGISTROS

Se debe mantener registros y mapas con laubicación de todos los elementos de protección

catódica, estructuras que puedan afectar alsistema y otros

Se debe tener registros de pruebas, mediciones einspecciones de acuerdo a lo exigido por elcódigo para indicar la eficacia de la protecciónaplicada

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PLAN DE OLEODUCTO

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MODULO VI

SISTEMAS SUBMARINOS DETUBERÍAS CON LÍQUIDOS

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ESQUEMA DE SISTEMA

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Oleoducto “Tesoro”

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CONDICIONES DE DISEÑO

Las condiciones que pueden afectar laseguridad y confiabilidad de un sistema de

tuberías costero, son:• Presión

• Temperatura

• Olas

• Corriente

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CONDICIONES DE DISEÑO (Cont.)

• Lecho marino

• Viento

• Hielo

• Actividad sísmica• Movimiento de la plataforma

• Profundidad del agua

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• Asentamiento de soportes

• Cargas accidentales

• Actividad de barcos marinos

• Actividades de barcos de recreación

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PLATAFORMA MARINA

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PLATAFORMA MARINA

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PLATAFORMA MARINA

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PLATAFORMA MARINA

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PLATAFORMA MARINA

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PLATAFORMA MARINA

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PLATAFORMA MARINA

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PLATAFORMA MARINA

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Conexiones en Plataforma

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REVESTIMIENTOS

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CARGAS OPERACIONALES

• Peso: tuberías, revestimientos, añadidos, yproducto contenido

• Flotación

• Presión interna y externa

• Expansión y contracción térmica

• Cargas residuales

• Sobrecargas

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Photo 1: Barge “Barcaccia” with the small jack-up rig

used in shallow water.

Photo 2: Tugboat used to move the barge.

BARCAZA

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LANZAMIENTO DE TUBERÍA

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GABARRA MARINA

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BAJADO DE TUBERÍA

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CARGAS AMBIENTALES• Olas

• Corrientes marinas

• Vientos

• Mareas

• Hielo• Cargas dinámicas durante la construcción o

por movimiento de barcos

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CARGAS AMBIENTALESDURANTE OPERACIONES

• Olas

• Corrientes marinas

• Vientos

• Mareas

• Hielo

• Sismos

• Deslizamientos de suelos

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441

CRITERIO DE ESFUERZOS

DURANTE INSTALACIÓN YPRUEBAS

• Valores de esfuerzos admisibles

• Diseño para evitar deformaciones

• Diseño contra fatiga

• Diseño contra fra

b31.4 Course

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