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INDUSTRIAL
DOCUMENTO NORMATIVO
PROCEDIMIENTO PARAEFECTUAR LA MEDICION DEL
ROLADO DE TUBOS YCABEZALES DE
CALENTADORES DE FUEGODIRECTO Y SU CONTROL
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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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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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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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Hoja 4 de 22
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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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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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
GERENCIA DE PROTECCION AMBIENTAL Y SEGURIDAD INDUSTRIAL
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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GERENCIA DE PROTECCION AMBIENTAL Y SEGURIDAD INDUSTRIAL
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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ESPESOR ORIGINAL
GERENCIA DE PROTECCION AMBIENTAL Y SEGURIDAD INDUSTRIAL
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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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
ESPESOR 1/4" ESPESOR 3/8" ESPESOR 1/2"
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
TUBO 4" (DIAMETRO EXTERIOR)INCREMENTO DEL DIAMETRO
INTERIOR DEL TUBO
ESPESOR 1/4" ESPESOR 3/8" ESPESOR 1/2"
TUBO 4 1/2" (DIAMETRO EXTERIOR)INCREMENTO DEL DIAMETRO
INTERIOR DEL TUBO
ESPESOR 1/4" ESPESOR 3/8" ESPESOR 1/2"
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
TUBO 6" (DIAMETRO EXTERIOR)INCREMENTO DEL DIAMETRO
INTERIOR DEL TUBO
ESPESOR 1/4" ESPESOR 3/8" ESPESOR 1/2"
TUBO 6 5/8" (DIAMETRO EXTERIOR)INCREMENTO DEL DIAMETRO
INTERIOR DEL TUBO
ESPESOR 3/8" ESPESOR 7/16" ESPESOR 1/2"
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
TUBO 8 5/8" (DIAMETRO EXTERIOR)INCREMENTO DEL DIAMETRO
INTERIOR DEL TUBO
ESPESOR 1/4" ESPESOR 3/8" ESPESOR 1/2"
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
PEMEX-REFINACINGERENCIA DE PROTECCINAMBIENTAL Y SEGURIDAD
INDUSTRIAL
DOCUMENTO NORMATIVO
FECHA:FEBRERO/1996
PROCEDIMIENTO PARA EFECTUAR LA
MEDICION DEL ROLADO DE TUBOS Y
CABEZALES DE CALENTADORES DE
FUEGO DIRECTO Y SU CONTROL
ESTADISTICO
No. de documento:
SP-GPASI-IT-0205
Rev. 2
Hoja 22 de 22
850
GERENCIA DE PROTECCION AMBIENTAL Y SEGURIDAD INDUSTRIAL
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