anotaciones del modulo n° 6

8/18/2019 Anotaciones del Modulo N° 6

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CORROSIÓN POR H2S

El H 2 S promuebe la penetración del hidrogeno dentro de la estructura del metal. Los tipos de corrosión por H 2 S, son SSC (Sulphide Stress Corrosion Cracking, agrietamiento por tensión con sulfatos), el HC (H!drogen nduced Cracking) ! S"HC (Stress

"riented H!drogen nduced) # SSC $ HC. Es importante se%alar &ue los re'estimientos no nos 'an a proteger de estos tipos de corrosión. Cuando in!ectamos agua al !acimiento, introducimos bacterias al !acimiento, ! estas producen H 2 S, por tal moti'o luego de un proceso de in!ección de agua se incrementa

el 'alor de H 2 S. Las bacterias se comen el aufre, ! producen H 2 S ! sobre'i'en inclusi'e a altas temperaturas ! altas presiones. Cuando tenemos H 2 S $ C"2 , tenemos &ue hacer el clculo por nosotros mismo, no lo debe hacer el pro'eedor, para determinar en &ue tipo de ser'icio nos encontramos. El *cero al carbono, debe ser tratado termicamente, para aumentar su durea, ! debemos realiarle pruebas en el laboratorio. +ara hacer esta prueban tenemos dos

metodos, el metodo * ! el . Si tenemos una corrosión HC, podemos utiliar un re'estimiento, pero la corrosión por tensión puede ocurrir, ! asi crear una falla. Con este e&uipo debemos tener mucho

cuidado. +ara obtener una prueba de durea o Charp!. El problema con los re'estimiento, es la adhesión a la superficie del metal, En las regiones ! , no es aceptable el uso de re'estimiento, debido a &ue este no aporta

ninguna garant-a total de protección contra la corrosión. La regulación mas importante para la protección de los e&uipos es la *CE /0 1345 6 S"557. Cada empresa debe tener su propia especificación para la protección contra la corrosión. 8ebemos utiliar la protección contra la corrosión contra el H 2 S, tan pronto e9ista el riesgo de agrietamiento.

CORROSIÓN EN EL TOPE LA LINEA DE TUBERÍA (TLC)

Lo primero &ue debemos hacer para e'itar el efecto de la corrosión, es el dise%o de las lineas de tuber-as, para e'itar los flu:os laminares. La corrosión es promo'ida por el flu:o laminar, (Es un tipo de patron de flu:o 0e # 8ensidad ; 'elocidad ; diametro 6 'iscosidad< es un f lu:o sin turbulencia, no e9iste mecla ).

El numero de 0e!nolds debe ser menor &ue =111 (2111 > 0e > =111), para poder ser denominado Laminar. ? @ 5 m6s es el promedio de la 'elocidad, para poder e'itar unflu:o laminar.

"tro parmeto es la *lta temperatura (o diferencia alta con la presión ambiental) en ese punto 'amos a tener corrosión en el tope de la l-nea. "tro criterio para el dimensionamiento de lineas para crudo bifsico, es la 'elocidad sonica. +odemos aceptar la l-neas con li&uido ! no con gas. La tasa de condensación del agua debe encontrarse entre 1.125 a 1.25 ml6m2s. El tope de la l-nea puede ser protegido con aislamiento tArmico de la l-nea. *dicionalmente puede hacerse un encamiado interno (Es mu! costoso)< es aceptable para

a&uellas l-neas &ue se encuentran dentro de la planta, pero para un gasoducto o oleoducto no es economicamente rentable. "tro metodo es la in!ección por baches de inhibidores de corrosión (Solubles en crudo) Se puede in!ectar /8E* (amina), para incrementar el pH eliminando depositos (Esta solución es mu! costosa). La me:or propuesta es la utiliación de Cochinos inteligentes

para determinar el porcenta:e de perdida por corrosión interna en la linea de tuber-a. La tuber-a podr-a estar contaminada, desde la fase de fabricación.

CORROSIÓN MICROBIOLÓGICA INDUCIDA (MIC)

Las bacterias producen una corrosión se'era (craters) con H 2 S en la superficie del acero. Estas bacterias se benefician en ausencia de o9igeno, pH neutro, temperaturas entre 21 ! B1 C. La pre'ención de /C puede e:ecutarse por dos mediosD /onitoreo constantes ! el uso de iocida si es necesario. Las fallas por /C, pueden ocurrir mu! rapido, sobre todo cuando se presentan depositos de material. Las bacterias se 'an a instalar en estos depositos ! alli se 'an a

desarrollar. La contaminación puede 'enir de dos origenes, de un agua no tratada ! de una prueba hidrosttica con agua no tratada (fuera de especificaciones. na solución puede ser agregar pastillas de cloro dentro del agua.

La bacteria &ue se forma es mu! dificil tratarla con tratamientos &uimicos. Fenemos &ue cambiar frecuentemente los tratamientos con biocidas para e'itar &ue las bacteriascreen defensas.

CORROSIÓN – EROSIÓN

La erosion es la remocion de las particulas metalicas por efectos mecnicos de particulas solidas o gas. Cuando tenemos presente un cambio de fase de li&uido a gas, puede darse un efecto de erosión en las l-neas de tuber-as. La corrosión es una reacción &uimica, ! se puede

tener una combinación de las dos (corrosión ! Erosión). +rimero la corrosión remue'e el material ! luego la corrosión ataca la superficie despro'ista. En este caso, el re'estimiento no es la solución, para poder e'itar este efecto, debemos atacar la producción de agentes erosi'os, desde su origen. +or lo general es el

fondo del poo, ! alli podemos utiliar filtros (Gra'el +ack) para minimiar el paso e arena o sedimentos a las l-neas de la tuber-a. +ara los re'estimiento e9ternos, lo mas importante es la preparación de la superficie en donde 'a a ser instalado. Lo mas recomendable, es &ue el re'estimiento sea

aplicado en tres capas. La ma!or causa de corrosión e9terna, ocurre en los procesos de las plantas. E9isten herramientas de predicción de la presncia de solidos de erosión (e:. S++S de la ni'ersidad de Fulsa). Estos modelos no hacen una predicción de la corrosión ! de

la cantidad de capas 'an a ser remo'idas por efecto e la corrosión. Si no es posible reducir los solidos, se debeD 0educir el lu:o, Codos de 0adio Largo, n re'estimiento mu! duro (cermico), principalmente en las 'l'ulas de choke,

trampas de arena, monitoreo (cupones, pruebas ultrasónicas), *leaciones resistentes a la corrosión (C0*# Corrosión 0esistant *llo!s). Con estas medidas, estamosaceptando &ue tenemos un gra'e problema de arenas ! lo &ue 'amos a lograr es aumentar un poco la 'ida util de los e&uipos.

CORROSIÓN POR O2

sicamente es una corrosión e9terna, ! laos de agua de enfriamiento, ! ocurre en los e&uipos e9puestos a medios ambientes altamente corrosi'os (+lantas, +rocesoscosta *fuera). La principal solución para e'itar este proceso de corrosión, es el aislamiento.

+rincipalmente tiene &ue 'er con el re'estimiento e9terno de los e&uipos. E9posición al agua marina. Si tenemos agua aireada, puede ocurrir esta corrosión de manerainterna. +or lo general siempre e9isten dos tipos de enfriamiento, el primero es el agua marina (Fitanio, ncaloi 225, G0E # ba:as presiones, etc.). El segundo proceso, escon agua de enfriamiento pre'iamente tratada. Estas mediadas reducen el costo de la instalación. En aguas marinas el costo es ele'ado, debido a &ue toda la instalacióndeber-a ser de Fitanio, &ue adicinalmente es li'iano. (El Fitanio es entre 5 ! 21 'eces mas costoso &ue el *cero al Carbono )

Se debe di'idir los circuitos de enfriamiento, ! remo'er el agua aireada, para minimiar el efecto de corrosión por "2 . asicamente se debe realiar una prueba del aislamiento termico antes de poner en funcinamiento la planta de proceso.

Es mu! dificil detectar la corrosión por "2 , ! lo mas importante &ue podemos realiar es un registro de corrosión con el uso de cupones, en cada re:illa de inspección, desdela fabricación, dimensionamiento, arran&ue ! luego cada 7 meses de estar en operaciones. (Se debe tener cuidado con las patas de perro ICodos o accesorios con un radiode giro grande, &ue produsca un cambio en el patron del fluidoJ).

La temperatura l-mite para la protección personal es de 71C @ 75C (cuando esto ocurre, el operador no puede tocar el e&uipo). +ara remediar esta situación, se puedecolocar una coraa &ue prote:a al traba:ador, ! nos e'ite as- el uso de aislamiento tArmico (Esta es la principal raón &ue incide en la corrosión e9terna).

"tro metodo para pre'enir el a'ance o inicio de la corrosión, es la protección catódica. La selección de materiales es una alternati'a recomendable para e'itar la corrosión. En especial materiales resistentes a los efectos erosi'os de los sedimentos !6o arenas

&ue la ocasionan. Fraas de o9igenos son mu! cr-ticas para el agua de in!ección del !acimiento, al igual &ue para el sistema de enfriamiento. Si conocemos mu! bien la composición &u-mica del agua ! de nuestro gas, podemos realiar una buena e'aluación de mAtodos anti3corrosi'os. La deshidratación con Glicol (FEG, /EG, etc.), reduce el ni'el de corrosión al eliminar la cantidad de agua presente en el sistema.

TRATAMIENTOS QUIMICOS PARA PREVENIR LA CORROSIÓN .

*ntes de utiliar los inhibidores de corrosión, deben ser probados en el laboratorio, a las condiciones ambientales, a las cuales 'an a ser e9puestos. Iunca le crean al pro'eedorJ.


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E9isten cuatro posibilidades de tratamientos &uimicos para la pre'ención de la corrosiónD .3 so de nhibidores de Corrosión, 2.3 iocidas, ?.3 Estabiliadores de pH, ! =.3Secuestrantes de "9igeno.

La solución para comprobar si es efecti'o el &uimico anticorrosi'o, solamente se puede demostrar en laboratorio (unca se debe confiar en lo &ue e9presa el pro'eedor). Sedebe poseer e&uipos de medición, laos de corrosión ! celdas de corrrosión. *dicionalmente, se deben hacer pruebas en campo, con las condiciones de operación.

Los tratamientos con iocidas, deben cambiarse, por lo menos cada 7 meses. El soporte de la tuber-a, debe ser el mas adecuado, para e'itar la 'ibración ! el roce constante contra el material, en donde se pueden crear puntos criticos para la formación

de corrosión.

PREVENCIÓN DE CORROSIÓN POR REVESTIMIENTOS Y RECUBRIMIENTOS

El costo de la pintura es el 1K del costo total del pro!ecto.

*dicionalmente a un correcto re'estimiento con pintura, se debe efectuar planes de inspección ! de ensa!os de calidad. El proceso de los re'estimientos, re&uiere &ue un inspector de la empresa este pendiente todo el tiempo en &ue se realice el re'estimiento. El ob:eti'o &ue se percibe con un

re'estimiento, es &ue dure la instalación 5 a%os sin realiarse un mantenimiento ma!or (Casi nunca se cumpla esta premisa). +ara instalaciones costa afuera, el promedio de mantenimiento ma!or es de 1 a%os. +or lo general la garant-a de la instalación por parte de la constructora es de 5 a%os.

Fodo esto es con sistema de recubrimiento de pintura mu! bueno ! una aplicación e9celente. La brea epo9ica, esta limitada por la temperatura de 71C a 513B1 bar. Los encamisado de materiales para sistemas costa afuera, podr-a ser la solución correcta para

pre'enir la corrosión. Los sistemas mas resistentes son, +inturas fenolicas con calentamiento pre'io, 'inil de fibra de 'idrio ! otros compuestos hibridos. Los aceros ino9idables, pueden contener hasta K de Cromo (Cr), pero son deficientes en presencia de Cloro o Cloruros, debido a &ue no representan una protección a

estas sustancias. Las aleaciones de aluminio, son menos utiliadas, debido a su ba:a resistencia a la presión ! temperatura. Los re'estimientos metlicos, como por e:emplo la Gal'aniación, i&uel osforado, etc. Se puede aplicar en pieas con una geometr-a dificil de recubrir con una pintura

normal. "tros metodos son el Espra! de *luminio difuso, recubrimiento de inc. "tra posible solución, es agregar un re'estimiento de un material ino9idable al acero al carbono, con el fin de crear una pelicula protectora &ue disminu!a el efecto de

corrosión. (Este proceso se denomina Claring). La preparación para el re'estimiento o aplicación de pintura es una de las 'ariables mas importantes. La humedad no debe ser ma!or del B5K ! la temperatura de la

superficie del metal no debe ser menor a ?C. Cuando no ha! una buena preparación de la superficie o e9iste humedad se forman ampollas en el re'estimiento, &ue repercute en una posterior caida del re'estimiento.

Estos re'estimientos no pueden se aplicados a altas temperaturas ! altos ni'eles de humedad. +ara una prueba del re'estimiento, lo primero &ue se debe 'erificar es el re'estimiento en las soldaduras, si es continua o no, si e9iste un buen traba:o de aplicación del

re'estimiento. Si en el rea de las soldaduras la calidad del re'estimiento de las soldaduras es buena, e9iste un B1K a fa'or de &ue las demas partes internas del re'estimiento estAn correctas. +or tal moti'o las grandes compa%-as e9igen un inspector de calidad en todo el proceso de aplicación del re'estimiento.

PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN CON PROTECCIÓN CATÓDICA.

Es una de las buenas maneras de pre'enir la corrosión. o se puede aplicar todo el tiempo, pero en la ma!or-a de las 'eces es aplicable. Es mu! eficiente desde el punto de'ista de costos. En especial es aplicable en presencia de humedad. Se puede aplicar en todos los tipos de corrosión, e9ceptuando en la corrosión por erosión.

E9isten dos mAtodos de aplicación de protección catódicaD .3 Con una corriente impresa ! 2.3 Mnodos de sacrificio. Es una manera bien sencilla de lle'ar a cabo la protección de la corrosión.

El problema de la +rotección Catódica, es cerciorarse como se est liberando el hidrógeno. Es ampliamente utiliada en el campo de petróleo ! gas. Cuando tenemos dos materiales, ! uno est protegido con protección catódica, ! el otro no, el momento en &ue se conectan, uno de:a de estar protegido, e inmediatamente

comiena un proceso de corrosión se'era. +or tal moti'o se utilia lo &ue llamamos aislamiento (nsolation). Este aislamiento debe ser instalado en el momento en &uehacemos la cone9ión de las dos l-neas. Este efecto se da en medios con una alta conducti'idad.

La protección catódica, no debe ser el Nnico mAtodo para garantiar una protección contra la corrosión óptima. +ara tener una buena protección, necesitamos una buenacombinación de 'arios mAtodos de protección. Si tenemos &ue cambiar el nodo de sacrificio constantemente, esto &uiere decir &ue el re'estimiento aplicado o el tratamiento &u-mico no es el correcto.

La protección catódica, no funciona cuando e9iste re'estimiento de prolipopileno, bitumenes, etc. Estos re'estimiento efectNa un aislemiento contra la conducti'idad, por tal moti'o no e9iste el mo'imiento de electrones necesarios para la protección catódica.

En los desaladores no debemos e'itar nunca un sistema de protección catódica, a pesar de tener cual&uir otros metodos de protección. +ara el prolipopileno en el re'estimiento de las tuber-as, amerita una constante inspección, con el fin de determinar la integridad f-sica de este re'estimiento.

MONITOREO DE LA CORROSIÓN Y EL PLAN DE INSPECCIÓN

La corrosión mide una corrosión ma!or a la de las probetas. La utiliación de cupones de corrosión, el uso de probetas para el monitoreo de la corrosión, las biopruebas, son algunos de los metodos mas efecti'os para el monitoreo de

los ni'eles de corrosión presentes en un proceso. Las herramientas ! metodos principales, sonD El anlisis de agua producida (El conteo de Hierro, Contenido de inhibidores de corrosión ! el pH), Cupones, La prueba de

resistencia elActrica (E0+), Las probetas de resistencia elActrica (E0+), Las probetas de resistencia lineal de polariación, ioprobetas, etc. unca se le instala a un e&uipo nue'o &ue no se sospeche de ni'eles de corrosión, una probeta de prueba. +ara la inspección se toma en cuenta, las mediciones ultrasónicas, las gammagraf-as, el control 'isual, Caliper (tiliado para tubing de perforación), ! cochinos inteligentes

(l-neas de tuber-as). La ma!or-a de las compa%ias, lo utilian una 'e al a%o. Los metodo de inspección de la corrosión en recipientes a presión, pueden ser, las radiograf-as, las pruebas hidrostticas, la medición ultrasónica, 'erficación de los

materiales, e9amenes 'isuales internos ! e9ternos, Finte penetrante, etc. no de los mAtodos mas modernos es el registro de la corrosión desde el proceso de fabricación del e&uipo6tuber-a, hasta el momento &ue se encuentre en operaciones

normales, en un mismo punto del e&uipo, con el fin de determinar el efecto de los procesos de fabricación con el proceso de corrosión. La corrosión es un asunto serio, &ue representa en perdidas de producción, riesgos al ambiente ! a la integridad de los traba:adores. La ma!or pre'ención de la corrosión, debe realiarse en el dise%o inicial de las instalaciones (selección de /ateriales, conocimientos de los medios en donde se 'a a

operar). Los dems mAtodos para minimiar la corrosión no son 11K efecti'os. La inspección mas importante en los e&uipos es la 'isual.

FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD

E9isten dos parmetros para definir la electricidad. La electricidad es la energ-a &ue puede ser suministrada a una instalación en forma de electricidad. La eficiencia en losmotores electicos de alta potencia es de OOK ! de los de ba:a potencia es apro9. de O7K.

La corriente elActrica, es el flu:o de los electrones los cuales transportan la electricidad. La corriente elActrica es medida por el amperio # 791 7 electrones 6 segundo. na corriente directa, es cuando el electrón 'ia:a todo el tiempo en una misma dirección, cuando no ocurre esto o sea &ue 'ia:a en las dos direcciones, lo denominamos

corriente alterna. +odemos tener altas corrientes con ba:os 'olta:es ! 'icer'ersa, el 'olta:e a la corriente es lo mismo &ue a la presión al li&uido. Es recomendable transportar altos 'olta:es

&ue altos ni'eles de corriente. Cuando transportamos altas corrientes, ocurre una perdida &ue denominamos ohmnios. Los buenos conductores, son a&uellos &ue tienen suficientes electrones libres para poder transportar la corriente. Los buenos aislantes, son a&uellos &ue no poseen suficientes electrones libres para poder transportar la corriente. E:emplo son el 'idrio ! la porcelana. La diferencia en la tensión, es la diferencia en la presión. El receptor es el tan&ue. El corto circuito es igual a una 'l'ula. El flu:o es lo mismo &ue la corriente. El generador

es igual a la bomba. En la corriente directa, hablamos de la le! de ohm, La tensión es igual a la multiplicación de la resistencia por la corriente. (#0;). El lu:o de corriente a tra'es de una resistencia, libera calor, esto se conoce como el efecto Poule. La potencia es la energ-a disipada en un segundo. +otencia es igual

Cantidad de energ-a entre el tiempo. Con la corriente directa, hablamos de 0esistencia, ! en la corriente alterna, se habla de mpedancia. En la corriente alterna tenemos la intensidad &ue se encuentra en la misma fase con la tensión, la denominamos intensidad acti'a ! la &ue no est en la misma fase la

denominamos intensidad reacti'a.


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La generación de energ-a elActrica para nuestro pro!ecto, puede ser de utilidad pNblica o de auto generación (ciclos combinados, turbogeneradores, energ-a eolica, panelessolares, etc.)

Los principales consumidores de esta energ-a, son. ombas, compresores, enfriadores, luces, calentadores elActricos, +S (nidades de protección de sistemas), etc. La generación de potencia, mediante una toma pNblica, debemos instalar sub3estaciones dentro de las instalaciones, sobre todo en refiner-a ! en plantas de gas, con el fin

de e'itar cables de cone9ión mu! grandes, ! por tanto utiliamos transformadores ! sQith guear. Con respecto a la auto generación, se utilian Furbinas a gas, turbinas a 'apor, motores generadores diesel. La generación de potencia en la industria petrolera, 'a a depender del usuario final. Estos usuarios pueden serD normal, esencial ! de emergencia6'ital. El sistema de

potencia debe ser dise%ado en concordancia con el re&uerimiento de ser'icio. n consumidor normal, son a&uellos &ue no tienen &ue 'er con seguridad o con ninguna sal'aguarda. +ero si tenemos una función de seguridad, de:a de ser un usuario

normal. n usuario normal, puede ser el compresor, las 'l'ulas de seguridad, las bombas. El usuario de emergencia6'ital se pueden considerar las bombas del sistema contra

incendio, las 'l'ulas de blo&ueo de seguridad, los indicadores de fuego. El sistema de aire de instrumento, es considerado como un sistema esencial. El sistema de control (8ependiendo de la filosof-a de la compa%-a) en la ma!oria de los casos es considerado como sistema esenciales. El sistema de distribución, inclu!e los transformadores, los paneles, las torres ! los cables de distribución. +ara el sistema de distribución de potencia elActrica, tenemos tres opcionesD .3 0adial, 2.3 En *nillo ! ?.3 8ouble Shunt (8oble des'-o). El sistema de distribución de doble des'-o, es el mas usado en la industria petrolera. La des'enta:a &ue presenta, es la alta in'ersión &ue se debe hacer por la gran cantidad

de e&uipos ! cables &ue dben ser instalados. El /CC, es el cuarto en donde tenemos los sistemas de seguridad de la energ-a elActrica ! en especial los sistemas de medición del consumo de energ-a de cada uno de los

e&uipos &ue se encuentran en la planta. La diferencia de la ar&uitectura electrica de "ffShore a la de Fierra, es &ue no e9isten Furbogeneradores. *dicionalmente, en costa afuera, es &ue no se tiene el suministro

de energia a tra'As de ser'icio publico. E9iste una diferencia entre la plataforma de producción ! la plataforma de la 'i'ienda< en la plataforma de producción se tiene losmotores, las bombas, etc.< pero en cambuo todo lo &ue es el sistema de distribución de media ! ba:a potencia, se encuentra cerca de la plataforma de 'i'ienda.

"tra diferencia es el E8G (Emergenc! 8iesel Generator) &ue se encuentra en las plataformas de Costa *fuera, &ue sir'e como ser'icio de respaldo. La ma!oria de las plataformas, estan e&uipadas con dos sistemas de generación, uno principal ! el otro de respaldo. En tierra firme, e9isten ma!or numero de etapas de transformación &ue encosta afuera, por el aspecto del espacio ! el peso.

En las plataformas tenemos dos ni'eles identicos de energ-a con la misma filosof-a. En los arreglos Costa afuera en las plataformas, la confiabilidad es ma!or &ue en tierrafirme.

El generación Costa afuera, est dise%ado espec-ficamente para nuestro consumo, por tal moti'o est adaptado a los motores de alto 'olta:e (* diferencia de Fierra irme,&ue debe pasar por 'arias etapas de transformación).

En un sistema de anillo, es mu! dificil detectar un problema sin tener &ue parar toda la planta. La ubicación del sistema de emergencia en la plataforma en tierra firme e9iste el /CC, en cambio en Costa *fuera, todo el sistema de seguridad ! de medición esta ubicada

cerca de cada e&uipo ! no se encuentra centraliado. +rincipalmente, tenemos 'ariadores de frecuencia en las instalaciones, por las bombas.

FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD

Los transformadores son e&uipos indispensables en el momento en &ue se &uiera transportar en alta tensión, con una corriente re&uerida, debemos instalar untransformador &ue 'a a tener la relación 26 # 26 # 26 (#tensión, #intensidad, #numero de espiras). El transformador se utilia para aumentar o disminuir latensión para poder ser utiliada o transferida.

Los transformadores, poseen aceite en su interior, &ue sir'e como aislante para e'itar arcos elActricos. En algunos casos para sistemas de ba:os 'olta:es, e9istentransformadores secos.

+ara los tipos de motores HR (*lto Rolta:e) se utilian filtros de armónicos. Los SQitcgear o conmutador, tiene como principal función detener el flu:o de corriente. sicamente, se utilin para la protección de e&uipos. Este tipo de celdas (HC sQitchboard, paneles de interruptores para alto ! ba:o 'olta:e), estn ubicados en los cuartos de seguridad. *guas deba:o de los e&uipos, si no tenemos potencia, no tenemos 'olta:e. Los sistemas RS8 (Relocidad Rariable IRariable Speed 8ri'eJ), se utilian para las bombas de producción, impulsores de tama%o medio, para compresores de gas. En las

plantas petro&uimicas, se utilia solamente en los struders, mecladores. Estos e&uipos son mu! costosos. En la parte hidraulica, son e&ui'alentes a una 'l'ula check, el fluido solo desplaarse en un solo sentido.

Los principios de operación de los RS8, se pueden encontrar de dos formasD .3 i:ando la recuencia, i:ando el 'olta:e, 'ariamos la 'elocidad. 2.3 /odulando el 'olta:e,'ariamos la recuencia ! la amplitud.

Los rectificadores, son e&uipos &ue transforman la corriente alterna en corriente directa.

El arreglo del puente eston, nos a!uda a obtener una corriente directa, de una corriente alterna. El costo de los cables en una instalación elActrica, puede ser ma!or al 21K del total. El principal problema de los cables, es la longitud de los cables, se debe hacer una

especificación para drsela a los fabricantes, para &ue los fabri&uen especialmente para el pro!ecto, por lo tanto debemos ser e9actos $ el factor de seguridad a la hora desolicitar la fabricación del cable, debido a &ue si ocurre un mal clculo, debemos 'ol'er a realiar un pedido al fabricante ! entraremos nue'amente en lista de espera por fabricación. Este pedido se hace en una fase temprana del pro!ecto, tomando en cuenta el tiempo de construcción, los recubrimientos &ue re&uerimos ! los materialesinterno &ue 'an a ser'ir como transportador de la corriente.

DISEÑO ELÉCTRICO DE UN FPSO (Fl!"#$% P&'#$% S"&!% * O++l!,#$% -$#")

En el +S", debemos realiar al igual &ue en una plataforma, tenemos entre B1 ! 51 /Q de potencia. 8ebemos &ue definir el sistema de 'olta:e ! de potencia. La autonom-a de las baterias de los +S. Las reglas de protección, etc. Luego de esto se realia el diagrama unifilar

tipico. 8ebemos definir cuanta electricidad re&uerimos en el pro!ecto. El tipo de generador &ue 'amos a utiliar. Las condiciones ambientales a las cuales estarn e9puestos todos

los e&uipos elActricos. n punto critico de la ngenier-a electrica en los sistemas costa afuera, es el sistema de generación, el cual debe ser fabricado a la medida. 8ebemos eespecificar el balance

de material en una fase temprana delpro!ecto (Lista de E&uipos, +8Ts, la lista de carga, lista de e&uipos, etc.) Las cargas de mergencia, son los sistemas +STs , los sistemas de seguridad de emergencia. +ara la potencia de emergencia, tomamos como factor de seguridad un 21K de sobredise%o, ! en algunos casos un 51K La ingenier-a elActrica debe estar en concordancia con todas las dems disciplinas de ingenier-a, para el dise%o de un sistema de generación ! transmisión de electricidad en

una plataforma. La parte de los armonicos es mu! cr-tica, !a &ue generan turbulencias en los sistemas de medición, en los +STs, en los indicadores, etc. Los armónicos, generan una deformación de la se%al en los sistemas de medición. Estos filtros de armonicos, se instalan en los e&uipos mas criticos, como lo son las

calderas !6o calentadores elActricos, las bombas, los compresores, etc. "tro factor fundamental, es el calculo de disipación de calor, el cual re&uiere un sistema de aire acondicionado, adaptado a cada panel. En la ma!oria de los casos, se debe e'itar el uso de los sistemas R8. (Rariadores de recuencias). El documento principal de la parte elActrica, es el diagrama unifilar. En donde se plasma todo el dise%o de la disciplina elActrica, ! debe estar en concordancia con el

personal de procesos, debido a &ue debe cumplir con los re&uerimientos estipulados por procesos.

SENSORES Y TRANSMISORES

Los tipos de sensores, pueden ser de +resión, ni'el, lu:o, Femperatura. 8espues de la medición, necesitamos un transmisor, el cual se 'a a encargar de en'iar el 'alor al controlador, &ue a su 'e nos 'a a dar el 'alor en la sala de control. El transmisor, en las ma!oria de la 'eces 'a de = @ 21 m*, rara 'e usa'o presión. +odemos utiliar tambien la se%al de = 'oltios para los sQitches, lo &ue nos indica

solamente si tenomos o no corriente.


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Cuando hablamos de presición, hablamos de 'ariabilidad de la medición. +or lo general, cuando el 'alor medido es pe&ue%o, 'amos a tener un mu! buena medición, a medida &ue aumenta el 'alor, el error en la medición aumenta. La histAresis, se refiere a la cur'a de medición &ue no tiene la misma tra!ectoria de ida ! de 'uelta, enm el momento en &ue tomamos una medición.(* 'eces estamos por

encima ! luego por deba:o del 'alor). El instrumento, tiene un tiempo de acomodo para dar la respuesta correcta de la medición. Cuando hacemos la transferencia de una se%al analógica a una digital, me:oramos la eficiencia de medición de los datos. na de las regulaciones mas importantes en los instrumentos, es la regulación *FEU.

PROTECCIÓN DE INSTRUMENTOS PARA SOBRE PRESIÓN

*lgunos e&uipos estn protegidos contra la sobre3presión, con una 'l'ula de seguridad pe&ue%a. El aceite de Silicio, dentro de los e&uipos de medición de presión, tiene dos funciones, una es para e'itar la corrosión interna dentro de los internos del instrumento, ! el otro

es para e'itar la bi'ración de la medición. Lo normal es &ue estos instrumentos soporten altas temperaturas.

TRANSMISORES DE TEMPERATURA

El material de los instrumentos, depende del rango de temperatura ! del tipo de fluido &ue 'amos a tener en el proceso. +ara conectar un medidor de temperatura en una linea de producción, debemos instalar primero un termo3poo, &ue sir'e de protección al termomAtro. +or lo general el temormomAtro debe 'enir calibardo desde la fbrica. *lgunos indicadores de temperatura, funcionan con el principio de deformación del material con temperatura (8ilantación) ! otros con diferencia de 'olta:es.

INDICADORES DE NIVEL

E9isten indicadores de ni'el e9ternos a los recipientes a presión, del tipo de ndicador directo, con 'idrio ! paredes transparentes (Este sitema no es el indicado en caso deun incendio). "tro mAtodo es un sensor basado en la presión hidrosttica del recipiente.

"tro sensor de medición de ni'el, podr-a ser el &ue traba:a con el principio de ar&uimedes, &ue consiste en un flotador magnetico, dentro de una columna e9terna (Stand pipe) al recipiente a presión, &ue a medida &ue aumenta el ni'el del recipiente a presión 'a modificando una serie de 'entanillas de metal a colores &ue indican 'isualmenteel ni'el instantaneo del recipiente.

Cuando e9isten problemas en separadores trifsicos, sobre todo en el rea del cambio de fase, una recomendación es colocar como m-nimo tres cone9iones &uesuministren fluido al stand pipe ! el flotador debe tener una densidad ma!or a la del agua ! a la 'e menor a la del gas, con el fin de &ue se mantenga en la ona de

transición. 8e los sistemas de medición de ni'el por el principio de la presión (+#densidad;gra'edad;altura), se tiene de dos tipos, .3 si el recipiente es abierto a la atmosfera, solo se

tiene un indicador de ni'el en el fondo del tan&ue, debido a &ue !a se conoce la presión superior # atmosfArica. 2.3 el otro mAtodo es cuan el recipiente es cerrado, senecesita dos tomas, una superior ! una inferior para determinar el diferencial de presión, conociendo los dos 'alores de presión (Superior e inferior), conociendo la mismadensidad ! la gra'edad, determinamos el ni'el, con la diferencia de laturas entre los dos ni'eles.

+ara fluidos sucios !6o corrosi'os, debemos colocar una menbra antes de los medidores de ni'el con el fin de no alterar los 'alores de la medición. "tro tipo de medidores de ni'el, son los ultrasónicos ! por radiación, el cual consiste en en'iar una onda desde el techo del recipiente hasta el ni'el interno del tan&ue, !

tomando en cuenta el tiempo de respuesta de la oonda contra el emisor, se determina a &ue ni'el est el fluido. 8entro de los tipos de radares, e9isten los intrusi'os ! los no intrusi'os. n buen radar debe tener al menos un O5K de amplitud de la onda refle:ada. n radar en donde la amplitud de la onda refle:ada es menor al 41K, se dice &ue es un mal

dise%o de sistema de medición por radar. Los radares de onda guiada, son buenos cuando e9iste presencia de espuma o cambio de fase de los l-&uidos. +ero su defecto, ocurre cuando e9isten sales (&ue funcionan

como un material conductor) &ue se acumula en las paredes del recipiente interfiriendo la se%al ! emitiendo una medida erronea. "tra tecnolog-a es la utiliación de sistemas radioacti'os, en donde inter'ienen un emisor ! una columna detectora. La absorción de la fuente radioacti'a, depende del

espesor ! de la densidad de los productos. Los sensores del tipo capaciti'o, consiste en una probeta con cierta carga, ! su principio de funcionamiento consiste en la constante dielectrica &ue tengan los fluidos entre el

electrodo ! las paredes.

VALVULAS DE CONTROL

+ara las 'al'ulas de control, necesitamos el set point, &ue puede ser calculado o estipulado, &ue dar una orden de control a la 'l'ula de apertura o cierre para el elcontrol de un proceso.

El C' de la Ral'ula es el principal parmetro, lo cual es el nNmero de galones americanos &ue podemos tener por minuto cruando la 'l'ula, para una libra de presión decaida por plg 2 .

Cada frabicante, indica el C' de la 'l'ula Iull "penJ, completamente abierta, el C' instalado, es el mismo C' cuando la 'l'ula est completamente abierta. Este factor (C'), 'a a 'ariar desde el punto de 'ista de construcción de la 'al'ula en s-. El C' est relacionado con la geometr-a ('l'ulas horiontales o 'erticales) ! el

dimetro de la 'l'ula, los internos de la 'l'ula tambiAn influ!e. Las partes de la 'l'ulas, sonD el accionador, El resorte, el sello, el cuerpo de la 'l'ula, la menbrana. 8ependiendo de la geometr-a del tapon, es lo &ue hace la diferencia

entre las 'l'ulas con respecto a la calidad Con las 'l'ulas de doble tapon, controlamos presión, ! con la tapon sencillo, controlamos el flu:o. Las 'l'ulas de un solo puerto se utilian para control, ! se reduce el punto de filtrado de la 'l'ula, debido a &ue e9iste un ,me:or sello. Las 'l'ulas de doble puerto, no proporcionan un sello hermAtico, ! se utilian principalmente para una mecla en el proceso ! elcontrol es a tra'As de la presión. La m9ima apertura de una 'l'ula, no debe e9ceder el O1 K ! el m-nimo es el 5K (1 K para un buen pro'eedor). +or encima del O1K ! por deba:o del 1K, no e9iste

regulación. Cada pro'eedor posee su propio tipo de tapon, ! es un secreto de cada empresa. Fenemos dos posiciones de la 'l'ula, para la seguridad. alla abierta ! alla cerrada. alla abierta, consiste cuando no tenemos aire de instrumento por encima de la

menbrana, la 'l'ula abre. * diferencia de las 'l'ulas de falla cerrada, &ue consiste en la apertura con el aire de instrumento, ! cuando este no estA, el resorte empu:a la'l'ula para cerrarla.

Las ''ulas de Paula, son utiliadas para cuando tenemos alta presión diferencial a tra'As de la 'l'ula, ! &ueremos reducir el ruido. Cuando tenemos 'aporiación,debemos utiliar este tipo de 'l'ulas de :aula.

Cuando &ueremos a:ustar el C' de la 'l'ula, podemos tener un sistema para el a:uste de este, de forma manual. Con respecto a las 'l'ulas de tres '-as, tenemos dos tipo, con una separación de los fluidos, ! con una mecla de los fluido. Estas 'l'ulas son mu! costosas, ! se utilian

cuando tenemos ni'eles altos de ruido ! 'aporiación en el proceso. +ara poder controlar la regulación de la 'l'ula, podemos conectar un posicionador, &ue controla la apertura ! cierre de la 'l'ula. Si &ueremos cerra la 'l'ula un cierto porcenta:e, debemos controlar el suministro de aire de instrumento. Este proceso se puede controlar con un posicionador. Las 'l'ulas de mariposa, se utilian principalmente para ser'icios industriales, en especial agua. E9isten suplidores especialiados para el asiento ! el sello de las 'l'ulas, &ue se carcterian en el dise%o para cada uso en espec-fico. La prueba de fugacidad de las 'l'ulas, se realia con helio, con el fin de determinar la hermeticidad de las 'l'ulas, antes de firmar la recepción de las 'l'ulas. La ma!oria de las 'eces, utiliamos accionadores de tipo neumtico, pero en ocasiones podemos utiliar energ-a elActrica, e inclusi'e de forma hidrulica. El sistema de 'l'ulas de :aula, se utilia para e'itar la ca'itación.

ON – OFF ACTUADORES DE VALVULAS

Este tipo de 'l'ulas se utilian para la seguridad ! control del proceso. Cuando son para seguridad se indican S8R ! si son para el proceso se denominan UR. Las 'l'ulas "3", o estan completamente abiertas, o estan completamentes cerradas. Las 'l'ulas de una sola acción, abren con aire ! cierran con los resortes de la

'l'ula. Si este aire falla, la 'l'ula falla cerrada.


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+ara comprar una 'al'ula S8R, debemos conocerD El dimetro de la l-nea, la presión, la temperatura, el fluido a controlar, el material (Vue soporte los ni'eles de corrosión).Con estos parmetros especificamos solamente la 'l'ula. +ara la selección del actuador, necesitamos saberD tiempo de cierre (+or lo general este tiempo es igual al tiempo&ue tarda en desalo:ar todo el l-&uido &ue se encuentra en el recipiente I1.5 seg6in para dimetros ma!ores a BJ, ! seg6in para dimetros > BJ), La ma9ima presióndiferencial (Shut "ff) entre los dos lados de la 'l'ula (* ma!or presión de Shutt "ff, ma!or ser el accionador para poder cerrar la 'l'ula).

La S8R, debe estar instalada aguas aba:o e la bomba, lo mas cercana posible del tan&ue de proceso. En una 'l'ula de doble acción, no se tienen resortes, e9isten dos puntos d in!ección de aire, uno para abrir la 'l'ula, ! otro para cerrarla. Esta 'l'ulas de doble acción, se utilian cuando necesitamos una alta presión para poder cerrar la 'l'ula. Fambien se puede tener un motor elActrico para cerrar 6 abrir la 'l'ula (este proceso no es mu recomendable, debido a &ue puede fallar el suministro elActrico).

DETECTORES DE FUEGO Y GAS

Entre los detectores de gas, se encuentra los dtectores Cataliticos, ! los nfraro:os. Los sensores Cataliticos, funcionan ba:o el principio de una reacción catalitica &ue produce una o9idación con la presencia de gas. Si no e9iste gas, no ocurre una o9idación

catalitica, por lo tanto el sensor no detecta ninguna cantidad de Gas. Lo &ue es cr-tico para los detectores de fuego ! de gas, es la ubicación de las instalaciones, dependiendo del relie'e, presencia de otros e&uipos, medio ambiente, etc. Los detectores de fuga de gas de hidrocarburos ultrasónicos, son en especial para determinar una fuga mediante el sonido &ue esta produce. Los detectores de laser infraro:os de H2S, detectan los ni'eles de fuga, por la refle9ión de la onda del laser. Los detectores de uego, detecta el incendio, a tra'es de tres 'ariableD Femperatura, humo !6o fuego. na 'ariable importante a la hora de determinar un fuego, es el espectro de la llama, cada unop de los combustible, presentan como carcteristica un espectro de flama. +ara detectar fuegos, podemos utiliar un sistema R60, (ltra'ioleta e nfraro:o), &ue combinados dan un rsultado mas efica. n buen dise%o, consiste cuando todos los sistemas estn cubriendo la misma rea. El sistema de CCFR, bsicamente es un sistema de detector de flama, mediante un soft Qere, dtermina la presencia de llama en un rea determinada. El problema con el sistema photoelActrico de detección de fuego, es el mantenimiento, debe ser probado todas las semanas ! se le debe e:ecutar ser'icio de mantenimiento

con periodicidad.

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS

En la industria aguas ariba de los hidrocarburos, tenemos menos analiadores, sobre todo los tnemos instalados en la refiner-as. Las 'al'ulas de seguridad de presión o +SR, estn regidas por un proceso de control. EL control de proceso, se debe e:ecutar cuandoD .3 El proceso es inestable, o se puede mane:ar manualmente, ?.3 reducir el numero de operadores ! aumentar la

producción, =.3 Cuando se necesita monitorear la producción constantemente. Con los instrumentos podemos medir, el ni'el, el flu:o, presión, temperatura, radiación, composición de gas, 'alor calorifico, 'iscosidad, el 0R+, +osición, Ribración, densidad,

composición del gas, etc. +ara montar un sistema de control, necesitamosD los diagramas +W8Ts, (+iping W nstrumentation 8iagram) diagramas de seguridad logica, descripción de procesos. Las

tablas de causas ! efectos ! los +W8Ts, son los documentos primordiales a la hora de montar un sistema de control. Las matrices de causa ! efecto, son tablas en donde se colocan todos los instrumentos instalados en el sistema, la 'ariable &ue controla, ! las acciones a seguir en cierto

momento a la hora cumplir una función. El diagrama de Frouble Shooting, nos da información para la localiación de todas las acciones &ue se e:ecutan en el proceso, ! a la hor de una problema en el proceso de

producción, podemos localiar con facilidad el punto en donde se est e:ecutando una acción erronea. Con la lista de instrumento, podemos dise%ar el sistema logico de control del sistema. Los diagramas de tuber-as e instrumentación, dependen de la filosof-a de operación de cada empresa.

LA.OS DE CONTROL

El sensor, el control ! el sistema de control, deben estar adaptados perfectamente al proceso, para poder e:ecutar una acción optima. n lao de control, consiste en la toma de una medida, transmitirla a un sistema de control, este solicita una acción, ! luego se e:ecuta la cción para controlar el proceso. El Controlador es &uein le dice a la 'l'ula cerrar o abrir. Las ilosof-as de control pueden serD +roporcional, ntegral o 8eri'ati'a. Con la ganancia proporcional, podemos tener una respuesta rapida de la se%al, pero una margen de error superior. El sistema integral, dbe ser con'inado con el sistema proporcional, para poder disminuir el margen de error en la recepción de la se%al. En la industria, por lo general utiliamos las tres le!es (+roporcional, ntegral ! 8eri'ati'a) al mismo tiempo, La integral toma en cuenta la duración del error, la deri'a toma

en cuenta la dirección en &ue estemos, con repecto a la pendiente del error, ! la proporcional, nos da una respuesta de la se%al mas rpida.

CONTROL DE PROCESOS DIGITALES Y SISTEMAS DE SEGURIDAD

Los 8CS (Sistemas de Control 8igital) ! los +LC (Controlador logico programable), son dos tipos diferentes de sistemas digitales con diferentes funciones. El 8CS puede mane:ar toda la planta, desde los compresores e aire, hasta la planta en su totalidad. Est basado es un sistema metrico binario al igual &ue las

computadoras. Las 'enta:es del 8CS, es bueno para una planta grande, tiene ma!or capacoidad de tratamiento de los datos, f le9ibilidad en cuanto a la ar&uitectura, tiene un corto tiempo de

desarrollo, para &ue funcione no es tan complicado. Como des'enta:a es el tiempo de 'ida, debido a la 'elocidad de respuesta. Ho! en d-a !a se encuentra desfasada, adems e9iste el riesgo de tener información inutil. E9iste

el riesgo de perder todos los conocimientos ! la data. Est compuesto de un HardQare ! un SoftQare. El hardQare, esta compuesto de la interfase humana, los controladores, las redes de comunicación, las estaciones de

ngenier-a. El softQare, est compuesto por los diferentes programas de control ! sus aplicaciones. En el controlador o +LC, hacemos la diferncia entre las se%ales analógica ! las se%ales digitales. Las se%ales analogicas 'an de =321 m*, en cambio las se%ales digitales, actuan con sQitches (open o close) Con respecto a las ar&uitecturas del sistemas, e9isten tres tiposD ) Fipo us, la cual re&uiere menos cables ! es fasil conectarse, el problema es &ue si e9iste una

uinterrucción se 'a a parar todo el sistema, ! es dificil detectar de donde 'iene el problema. 2) Sistema en estrella, es facil instalar ! conectarse, no e9iste problemas en lared, pero re&uiere mas cable, el cual puede representar un problema, a la hora de determinar en donde esta localiada una falla a la hora de buscar una solución. Estesistema es mas costoso &ue el de S. ?) El otro sistema es del tipo en *rbol, el cual da la posibilidad de combinar diferentes programas de control de diferentes pro'eedores, a la 'e si e9iste una ruptura de una rama del sistema, se trata de manera aislada ! no afecta a la red global.

Fan&ues flotantes

Los tanques con techo flotante? Asignación: El tanque diseñado para el almacenamiento de más volátiles de HC.? iseño: !an" sin techo revisión. En el tanque se coloca una estructura que aflora a la superficiedel l#quido para evitar la presencia de un cielo gaseoso.$ El espacio de vapor en la superficie se elimina$ Entrada % salida de las l#neas son a menudo com&n.? El mantenimiento de un volumen de agua li're para el funcionamiento del ánodo. (resa de apro)imadamente * malto por delante de la l#nea de salida de producto.? +enta,a


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$ -educción de prdidas por evaporación$ isminución de los riesgos de incendio$ isminución de la contaminación atmosfrica$ /mportante volumen de almacenamiento0 hasta * millón de 'arriles.? esventa,a$ el volumen perdido durante grandes o'ras de mantenimiento del tanque.$ El drena,e de las grandes cantidades de agua de lluvia.$ 1ia'ilidad de la manguera de drena,e de agua de lluvia.E( 232456

anotaciones del modulo n° 6

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