ROLADO TUBERIA CALENTADORES.pdf

PEMEX-REFINACINGERENCIA DE PROTECCINAMBIENTAL Y SEGURIDAD

INDUSTRIAL

DOCUMENTO NORMATIVO

PROCEDIMIENTO PARAEFECTUAR LA MEDICION DEL

ROLADO DE TUBOS YCABEZALES DE

CALENTADORES DE FUEGODIRECTO Y SU CONTROL

ESTADISTICO.

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Rev. 2

H O J A D E A U T O R I Z A C I N

P R O P O N E N :

MXICO, D.F. A 11 DE JUNIO DE 1996


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DOCUMENTO NORMATIVO

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PROCEDIMIENTO PARA EFECTUAR LA

MEDICION DEL ROLADO DE TUBOS Y

CABEZALES DE CALENTADORES DE

FUEGO DIRECTO Y SU CONTROL

ESTADISTICO

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Hoja 1 de 22

n d i c e

T e m a P g i n a

1. Objetivo..............................................................................................2

2. Alcance. .............................................................................................2

3. Ambito de aplicacin..........................................................................2

4. Procedimiento. ...................................................................................2

5. Criterios de evaluacin.......................................................................6

6. Control................................................................................................9

7. Responsabilidades...........................................................................10

8. Anexos .............................................................................................11


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Hoja 2 de 22

1. Objetivo.

Prevenir fallas en operacin estableciendo las actividades necesarias para llevar a

efecto la medicin, registro, anlisis y control de roles y cabezales de calentadores

a fuego directo.

2. Alcance.

Este procedimiento cubre los requerimientos generales para llevar a cabo la

medicin y el registro de los valores de rolado en los cabezales de los calentadores

de fuego directo.

3. Ambito de aplicacin.

Este procedimiento es de aplicacin obligatoria en los centros de trabajo de

PEMEX REFINACION en donde exista calentadores a fuego directo.

4. Procedimiento.

4.1. Seleccin de tubos y cabezales a medir.

4.1.1. Calentadores nuevos.- En este caso y como parte de la recepcin

del equipo durante su construccin, se debern efectuar

mediciones de todos los roles y cabezales, ya que dicha

informacin ser base para anlisis posteriores.

4.1.2. Calentadores en servicio.


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4.1.2.a. Durante reparaciones parciales. En este caso solo se

efectuar la medicin en aquellos roles y cabezales que

hayan tenido problemas de fugas o bien, de acuerdo a la

historia de anteriores mediciones, cuando se esperen

valores bajos por desgaste. En el caso de cambio de

tubos, invariablemente se debe medir el dimetro

exterior del tubo, as como el dimetro interior del palacio

en el asiento del cabezal.

Igualmente se tomarn medidas del espesor del cabezal,

y los valores en la zona del rol.

4.1.2.b. Durante reparaciones generales. Se efectuar la

medicin en los roles y cabezales de acuerdo con la

estadstica de inspeccin.

Es conveniente realizar una prueba hidrosttica

preliminar mediante la cual, se podrn detectar las fugas

por tapones y roles.

Cuando no se tengan evidencias de fugas por tapones y

roles, se debe marcar para destapar un mnimo del 30%

de los tubos de radiacin, correspondiendo en el caso de

calentadores horizontales: un 10% de la zona del techo y

20% en forma proporcional a las paredes de radiacin.

Para el caso de calentadores verticales este 30% se

debe repartir en forma equitativa entre los diferentes

serpentines del calentador.

Para la seccin de conveccin se deben destapar un


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mnimo del 10% de los tubos, siendo su seleccin a

criterio del Ingeniero de Inspeccin y Seguridad.

Estos porcentajes son el mnimo recomendado en una

reparacin general, siempre y cuando no se tengan

antecedentes y problemas particulares, lo cual se podr

determinar con el diagnstico correspondiente del

calentador.

Invariablemente se deben tomar lecturas en todos los

tubos que se destapen.

En el caso de cambio de tubos, se debe medir el

dimetro exterior del tubo, as como el dimetro interior

del palacio en el asiento del cabezal. Igualmente se

deben tomar medidas del espesor del cabezal.

4.2. Calibradores a usar.

4.2.1. Para roles, dimetro interior de tubos y dimetro interior del tubo

rolado en el palacio en el asiento del cabezal.

Para todas stas mediciones utilizar un medidor de interiores tipo

tijera, dos de los cuales se ilustran en la figura N. 1.

4.2.2. Para dimetro exterior de tubos y espesores de cabezales se

puede utilizar un calibrador del tipo U, dos de los cuales se

ilustran en la figura N. 2.

4.3. Ejecucin.


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4.3.1. Medicin del dimetro interior de tubos (Fig. 3). Esta medicin se

har fuera de la zona de rolado, mnimo de 3 a 6 pulgadas hacia

dentro del tubo (B), despus de la zona de rolado. Es

recomendable hacer una segunda medicin (E) a unas 20 Pulgs.

de la primera. En ambas mediciones se debe realizar la medicin

en cruz, esto es, con la tijera en posicin horizontal y con la

tijera en posicin vertical, con el fin de detectar desgastes

irregulares deformaciones del tubo.

Es importante que las puntas de medicin del calibrador estn en

contacto directo con la superficie metlica del tubo, para lo cual, se

debe limpiar la zona de medicin de cualquier tipo de depsito o

incrustacin que altere el valor real del dimetro interior del tubo.

4.3.2. Medicin del dimetro de rolado (Fig. N. 3). Esta medicin se debe

hacer en la zona del tubo rolado dentro del cabezal, procurando

que quede entre los candados (cejas) del cabezal (A) lo que

equivale a una distancia de mas menos 1 a 1.5 Pulgs. de la

punta del tubo hacia adentro.

Nuevamente la medicin se debe realizar en cruz. Tambin debe

cuidarse que las puntas de medicin del calibrador estn en

contacto directo con la superficie metlica del tubo. El valor de

rolado o expansin sufrida por el tubo, se obtendr restando el

valor medido del dimetro en la zona de rolado (A) menos el

dimetro interior del tubo (B). En la figura N 3 se ilustra el punto de

medicin.

4.3.3. Medicin del dimetro interior del palacio en el asiento del cabezal.


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Esta medicin (C) se debe realizar en cruz y el punto de medicin

se ilustra en la figura N 4.

4.3.4. Medicin del espesor de cabezales. Esta medicin se efecta en

las paredes del cabezal y se deben realizar un mnimo de 6

mediciones en cada cabezal. Los puntos de medicin se ilustran en

la figura N 5.

Es importante que se inspeccione visualmente el interior del

cabezal para detectar zonas de corrosin localizada, donde debe

medirse el espesor del cabezal, independientemente de las

mediciones mnimas recomendadas.

4.3.5. Medicin del dimetro exterior de tubos (D). Esta medicin se

efectua en cruz. Las mediciones deben realizarse en el extremo

del tubo en la zona que corresponde a la zona por rolar y se deben

efectuar una vez que la superficie exterior del tubo est

perfectamente limpia. Ver figura N 3.

5. Criterios de evaluacin.

5.1. Lmite de retiro de los tubos

5.1.1. Lmite de retiro diametral.


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Para obtener los lmites de retiro diametrales se utilizan las

siguientes frmulas:

Lmite de retiro diametral =Dimetro exterior del tubo -2 (lmitedel tubo. de retiro por espesor del tubo, calcu-

lado de acuerdo a la Norma A-VIII.4.)

Lmite de retiro diametral = Lmite de retiro diametral del tubo +del tubo en la zona del rol. Diam. Int.del cabezal - Diam. Ext. del

tubo).

5.2. Lmite de retiro de cabezales.

Los cabezales de los calentadores a fuego directo deben ser retirados de

servicio en las siguientes situaciones:

5.2.1. Lmite de retiro por incremento de su holgura.

Los cabezales de calentadores a fuego directo deben ser retirados

de servicio cuando la holgura de alguno de sus palacios sea mayor

de 8/64" (0.125").

L r c h = H > 8 / 6 4 "

Donde:

Lrch = Lmite de retiro del cabezal por holgura (pulg).

H = Holgura (Dimetro int. del palacio Dimetro ext. del tubo).

5.2.2. Lmite de retiro por prdida de espesor de pared.


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Los cabezales de calentadores a fuego directo construidos con

material de especificacin ASTM- A-216, A-217, A-297, A-351, A-

352 y A-447, deben ser retirados de servicio cuando a

consecuencia de corrosin, erosin o cualquier otra causa, su

espesor sea igual o menor que su espesor de retiro determinado

empleando la ecuacin siguiente:

L r c d = ( P * R ) / ( 0 . 8 S - 0 . 6 P )

Donde:

Lrcd = Lmite de retiro del cabezal por prdida de espesor (pulg).

P = Presin de diseo (lb/pulg2).

R = Radio nominal de cabezal (pulg).

S = Esfuerzo mximo permisible de acuerdo a la especificacin de material y a la temperatura de diseo (lb/pulg2).

El espesor obtenido con esta ecuacin se debe comparar con los

valores de la tabla del anexo No. 6 considerando el dimetro

nominal y el libraje del cabezal. El espesor de retiro del cabezal

ser el valor que resulte mayor.

5.3. Expansin apropiada para rolar tubos de calentadores.

Siempre que se efecte el cambio de tubos, se debe medir el dimetro


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Hoja 9 de 22

exterior del tubo y el dimetro interior del palacio del cabezal. La diferencia

entre estos dos valores dar la holgura de la zona de rolado la cual sirve de

base para determinar el valor de expansin a dar. La holgura nunca debe

ser mayor a 8/64" en dimetro, en cuyo caso se debe cambiar el cabezal

correspondiente.

La tabla del anexo N 5 debe servir de base para determinar el valor

adecuado de expansin a dar. Sin embargo, la expansin mnima en

dimetro que debe darse al tubo ser la suma resultante de la holgura de la

zona de rolado ms 4/64".

En el caso de calentadores nuevos o en el caso de cambio de tubos en

calentadores en servicio, se debe registrar la expansin dada a cada tubo

en la columna de rolado includa en el formato. Ver anexo N 3.

6. Control.

6.1. Formatos. Los formatos GPASI-IT-0205-1 y GPASI-IT-0205-2 para el

registro de las mediciones tomadas en el campo, se incluyen en los anexos

1 y 2. Para el control de las calibraciones obtenidas en el campo se emplean

los formatos GPASI-IT-0205-3 y GPASI-IT-0205-4 anexos 3 y 4. Estos

formatos deben estar complementados con un diagrama del calentador en

donde se muestren perfectamente numerados los tubos, similar al de la

figura N 6 para calentadores horizontales, y al de la figura N 7 para

calentadores verticales.

En trminos generales, en estas hojas se anotar el centro de trabajo, la

planta, nomenclatura del calentador y la seccin del mismo. Igualmente se

tienen espacios para anotar el nmero del tubo, dimetro del tubo, lado del


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Hoja 10 de 22

calentador que se est registrando segn su orientacin (Norte, Sur,

Oriente, Poniente, Arriba Abajo), lmites de retiro del dimetro del rol y del

cabezal, entre otros.

6.2. Manejo de Datos. Todos los tubos, roles y cabezales en o abajo del lmite de

retiro deben ser cambiados.

7. Responsabilidades.

7.1. De la entidad de Inspeccin Tcnica y Seguridad Industrial:

7.1.1. Efectuar las mediciones, su registro y el control estadstico de los

datos que se mencionan en este procedimiento.

7.2. De la entidad de Mantenimiento:

7.2.1. Realizar los trabajos necesarios para que la dependencia de

Inspeccin Tcnica y Seguridad Industrial efecte las labores de su

especialidad.


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FIG. No.2

CALIBRADORES PARA DIAMETROS EXTERIORES Y CABEZALES

FIG. No.1

CALIBRADORES PARA ROLES Y DIAMETROS INTERIORES


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A

B

E

D

FIG. 3MEDICION DEL DIAMETRO INTERIOR DE TUBOS Y DIAMETRO DE ROLADO


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45

10

1/16+ .007- .000

FIG. 4MEDICION DEL DIAMETRO INTERIOR DEL PALACIO EN EL ASIENTO DEL CABEZAL

C


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4

2 3

56

1

FIG. 5PUNTOS DE MEDICION DE ESPESORES EN CABEZALES


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123

4 567

8 91011

12 13

141516 17

1819

2021222324

25 26 27 28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

4488

87

86

85

84

83

82

81

80

79

78

77

76

75

74

73

72 71 70 69

6867666564

63 62

6160

59 58

5756

5554

5352

51 50

4948

47 4645

FIGURA 6DIAGRAMA TIPICO DE CALENTADOR DE TUBOS HORIZONTALES


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ENTRADA

SALIDA

SALIDA

12

13

14

15

1617

1819

20212223

24 25 100 99 989796

9594

9392

91

9089

8887

62

63

64

65

6667

6869

707172

7374755049

4847

4645

4443

42

41

40

3938

37

FIGURA 7DIAGRAMA TIPICO DE CALENTADOR DE TUBOS VERTICALES

PLANTA


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GERENCIA DE PROTECCION AMBIENTAL Y SEGURIDAD INDUSTRIAL

CENTRO DE TRABAJO

SUPERINTENDENCIA DE INSPECCION TECNICA Y SEGURIDAD INDUSTRIALCALIBRACION DIRECTA DE TUBO Y ROLL

PLANTA:

REGISTRO DE CAMPO

CELDA:

CALENTADOR:

ZONA:

FECHA:

MATERIAL:

TUBO N.

ORIGINAL

DIAM. EXT. DIAM. INT.LIMITE DE RETIRO

DIAMETRO INTERIORDIAMETRO INTERIOR ACTUAL

LADO : LADO :OBSERVACIONES

TUBO ROLL TUBOTUBO TUBO TUBOROLL ROLL

N O T A S :

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DIAMETRO ORIGINAL

DEL PALACIO


CENTRO DE TRABAJO

SUPERINTENDENCIA DE INSPECCION TECNICA Y SEGURIDAD INDUSTRIALCALIBRACION DIRECTA DE CABEZALES

PLANTA :

REGISTRO DE CAMPO

ZONA :

CALENTADOR :

LADO :

FECHA :

MATERIAL :

CABEZAL N.

POSICION N.

ESPESOR ORIGINAL

PULGADASOBSERVACIONES

N O T A S :

ESPESOR ACTUAL

PULGADAS

LIMITE DE RETIRO

PULGADAS

CELDA :

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CENTRO DE TRABAJO

SUPERINTENDENCIA DE INSPECCION TECNICA Y SEGURIDAD INDUSTRIALCALIBRACION DIRECTA DE CABEZALES

REGISTRO DE CAMPO

TUBO N.

(C)

LIMITE DE RETIRO

TUBO

DIAM. INT. RO-LA-DO (A)

DIAMETROS ORIGINALES

ROLL

N O T A S :

PLANTA :

ZONA :

CALENTADOR :

LADO :

FECHA :

MATERIAL :

CELDA :

DIAM. INT. DELTU-BO (B)

DIAM. INT.

PALA-CIO

DIAM. EXT. DELTU-BO (D)

FECHA :

DIAM. INT.

TUBO

DIAM. INT.

ROLL ROLADO ROLL

FECHA :

DIAM. INT.

TUBO

DIAM. INT.

ROLL ROLADO

FECHA :

DIAM. INT.

TUBO

DIAM. INT.

ROLL ROLADO

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Hoja 20 de 22

ESPESOR ORIGINAL


CENTRO DE TRABAJO

SUPERINTENDENCIA DE INSPECCION TECNICA Y SEGURIDAD INDUSTRIALESTADISTICA DE CABEZALES EN CALENTADORES

PLANTA :

ZONA :

CALENTADOR :

LADO : MATERIAL :

CABEZAL N.

O B S E R V A C I O N E S

N O T A S :

LIMITE DE RETIRO

CELDA :

ESPESOR ACTUAL

ESPESOR ACTUAL

ESPESOR ACTUAL

ESPESOR ACTUAL

FECHA FECHA FECHAFECHAPOSICION

N.

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Hoja 21 de 22

8.6258.6418.8568.6728.6888.7038.719

9/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/64

10/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/64

11/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/6417/64 - 18/64

GERENCIA DE PROTECCION AMBIENTALY SEGURIDAD INDUSTRIAL

SUPERINTENDENCIA DE INSPECCION TECNICA Y SEGURIDAD

EXPANSION ADECUADA PARA ROLAR TUBOS DE( LA EXPANSION APROPIADA PARA TUBOS TRATADOS TERMICAMENTE DEBE SER DE 1/64" MENOS

LA CANTIDAD MOSTRADA EN LA TABLA )

3.0353.0513.0663.0823.0983.1133.129

8/64 - 9/649/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/64

9/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/64

11/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/6417/64 - 18/64

DIAMETROINT. DEL

AGUJERO

TUBO 3" (DIAMETRO EXTERIOR)INCREMENTO DEL DIAMETRO

INTERIOR DEL TUBO

ESPESOR 1/4" ESPESOR 3/8" ESPESOR 1/2"

TUBO 3 1/2" (DIAMETRO EXTERIOR)INCREMENTO DEL DIAMETRO

INTERIOR DEL TUBO


3.5353.5513.5663.5823.5983.6133.629

8/64 - 9/649/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/64

9/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/64

11/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/6417/64 - 18/64


INTERIOR DEL TUBO



INTERIOR DEL TUBO


4.5354.5514.5664.5824.5984.6134.629

8/64 - 9/649/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/64

9/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/64

11/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/6417/64 - 18/64

6.0356.0516.0666.0826.0986.1136.129

8/64 - 9/649/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/64

9/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/64

11/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/6417/64 - 18/64


INTERIOR DEL TUBO



INTERIOR DEL TUBO


6.6256.6416.6566.6726.6866.7036.719

9/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/64

10/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/64

11/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/6417/64 - 18/64


INTERIOR DEL TUBO


PULG.

DIAMETROINT. DEL

AGUJERO

PULG.

DIAMETROINT. DEL

AGUJERO

PULG.

DIAMETROINT. DEL

AGUJERO

PULG.

DIAMETROINT. DEL

AGUJERO

PULG.

DIAMETROINT. DEL

AGUJERO

PULG.

4.0354.0514.0664.0824.0984.1134.129

8/64 - 9/649/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/64

9/64 - 10/6410/64 - 11/6411/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/64

11/64 - 12/6412/64 - 13/6413/64 - 14/6414/64 - 15/6415/64 - 16/6416/64 - 17/6417/64 - 18/64

GPASI-IT-0205-5


INDUSTRIAL

DOCUMENTO NORMATIVO

FECHA:FEBRERO/1996





ESTADISTICO

No. de documento:

SP-GPASI-IT-0205

Rev. 2

Hoja 22 de 22

850


TABLA DE REFERENCIA PARA EL CALCULO DE LOS ESPESORES DE RETIRO DE CONEXIONES FUNDIDAS

DIAMETRO (PULG)

LIBRAJE DE LA CONEXION FUNDIDA (PSI)

500

GPASI-IT-02056-6

0.100

0.100

0.100

0.190

0.130

0.110

0.140

0.160

0.170

0.210

0.110

0.140

0.170

0.330

0.220

0.190

0.250

0.270

0.300

0.360

1275

0.170

0.210

0.250

0.500

0.340

0.300

0.380

0.420

0.460

0.560

1700

0.230

0.290

0.350

0.700

0.460

0.410

0.520

0.580

0.640

0.770

2000

0.280

0.350

0.420

0.840

0.560

0.490

0.630

0.700

0.770

0.920

2.0

2.5

3.0

6.0

4.0

3.5

4.5

5.0

5.5

6.625

Valores calculados con un esfuerzo permisible de 10500 PSI.

Indice

A Alcance Ambito de aplicacin

M Manejo de datos Medicion del diametro interior de tubos Medicion del diametro del palacio

C Calibradores para roles y dimetros Calibradores para dimetro exterires Control Criterios de evaluacin

O Objetivo

D Diagrama tpico de calentador de tubos horizontales Diagrama tpico de calentador de tubos verticales

P Puntos de medicion de espesores en cabezales Procedimiento

L Lmite de retiro diametral Lmite de retiro de cabezales Lmite de retiro por incremento de su holgura Lmite de retiro por perdidas de espesor de pared

R Responsabilidades

IndiceObjetivoAlcanceAmbito de aplicacinProcedimientoSeleccin de tubos y cabezas a medirCalibradores a usarEjecucin

CriteriosControlResponsabilidadesAnexosIndice Alfabtico

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