Artculo 5.La instalacin de tuberas de vapor, agua sobrecalentada y agua caliente se realizar de acuerdo con las siguientes prescripciones:

1. Materiales.-Se utilizar tubera de acero u otro material adecuado, segn normasUNE u otra norma internacionalmente reconocida, y cuyas caractersticas de presin y temperatura de servicio sean como mnimo las de diseo. Para el clculo de las redes de tuberas se tomar como temperatura de diseo la mxima del fluido a transportar y como presin la mxima total en la instalacin, que ser: o Caso vapor: Igual a la presin de tarado de las vlvulas de seguridad instaladas en la caldera, o en el equipo reductor de presin si existiese. o Caso agua sobrecalentada: Igual a la presin de tarado de las vlvulas de seguridad de la caldera ms la presin dinmica producida por la bomba de circulacin. o Caso agua caliente: Igual a la presin esttica ms la presin dinmica producida por la bomba de circulacin. En los lugares que pudieran existir vibraciones, esfuerzos mecnicos o sea necesario para el mantenimiento del aparato, podrn utilizarse tuberas flexibles con proteccin metlica, previa certificacin de sus caractersticas. Las vlvulas y accesorios de la instalacin sern de materiales adecuados a la temperatura y presin de diseo, caractersticas que deben ser garantizadas por el fabricante o proveedor. Las juntas utilizadas debern ser de materiales resistentes a la accin del agua y vapor, as como resistir la temperatura de servicio sin modificacin alguna.

2. Dimetro de la tubera.-La tubera tendr un dimetro tal que las velocidadesmximas de circulacin sern las siguientes: o Vapor saturado: 50 m/seg. o Vapor recalentado y sobrecalentado: 60 m/seg. o Agua sobrecalentada y caliente: 5 m/seg.

3. Uniones.-Las uniones podrn realizarse por soldadura, embridadas o roscadas. Lassoldaduras de uniones de tuberas con presiones de diseo mayores que 13 kg./cm debern ser realizadas por soldadores con certificado de calificacin. Las uniones embridadas sern realizadas con bridas, segn normas UNE u otra norma internacionalmente reconocida, y cuyas caractersticas de presin y temperatura de servicio sean como mnimo las de diseo.

4. Ensayos y pruebas.-El nivel y tipo de ensayos no destructivos (END) a realizaren las instalaciones incluidas en esta Instruccin, as como las condiciones de aceptacin, sern los prescritos por el cdigo o normas de diseo utilizadas en el proyecto. Si el cdigo no prescribe niveles determinados en END, para presiones superiores a 13 kg./cm, se realizar un 25 por 100 de control no destructivo de las uniones, y las restantes se inspeccionarn visualmente. Como condiciones de aceptacin se emplearn las de un cdigo de diseo adecuado y reconocido internacionalmente. Para tuberas de vapor y agua sobrecalentada situadas en zonas peligrosas, por su atmsfera, locales de pblica concurrencia, vibraciones, etc., se prohben las uniones roscadas, y debern realizarse ensayos no destructivos del 100 por 100 de las uniones soldadas. Una vez realizada la prueba de resistencia a presin, segn el artculo 3., 3, se realizar una prueba de estanqueidad en las condiciones de servicio.

5. Puesta en servicio.-Para las instalaciones de agua sobrecalentada y calientedebe comprobarse el perfecto llenado de las mismas, por lo que se proveern los adecuados puntos de salida del aire contenido.

6. Instalacin: 1.La instalacin de tuberas y accesorios para vapor, agua sobrecalentada y caliente, estar de acuerdo con la norma UNE u otra norma internacionalmente reconocida.

2.

Las tuberas podrn ser areas y subterrneas, pero en todos los casos debern ser accesibles, por lo que las subterrneas sern colocadas en canales cubiertos, segn artculo 4., 1, o en tneles de servicios.

3. 4.

Con el fin de eliminar al mnimo las prdidas calorficas, todas las tuberas debern estar convenientemente aisladas, segn Decreto 1490/1975.

Para evitar que los esfuerzos de dilatacin graviten sobre otros aparatos, tales como calderas, bombas o aparatos consumidores, debern preverse los correspondientes puntos fijos en las tuberas con el fin de descargar totalmente de solicitaciones a aqullos.

5.

En todos los casos los equipos de bombeo de agua sobrecalentada, equipos consumidores, vlvulas automticas de regulacin u otros anlogos, debern ser seccionables de la instalacin con el fin de facilitar las operaciones de mantenimiento y reparacin.

6. 7.

Todos los equipos de bombeo de agua sobrecalentada y caliente dispondrn en su lado de impulsin de un manmetro.

La recuperacin de condensados en los que exista la posibilidad de contaminacin por aceite o grasas requerir la justificacin ante la Delegacin Provincial del Ministerio de Industria y Energa correspondiente de los dispositivos y tratamientos empleados para eliminar dicha contaminacin y, en caso contrario, sern evacuados.

8.

Las instalaciones reductoras de presin en los circuitos de vapor dispondrn de: Manmetro con tubo sifn y grifo de tres direcciones segn artculo 11 de la Instruccin MIE-AP1, Calderas, situadas antes y despus de la vlvula reductora. Una vlvula de seguridad despus de la vlvula reductora, capaz de evacuar el caudal mximo de vapor que permite la conduccin sobre la que se encuentra y tarado a la presin reducida mxima de servicio ms un 10 por 100 como mximo.

9.

Si dos o ms calderas de vapor estn conectadas a un colector comn, ste estar provisto del correspondiente sistema de purga de condensados y aqullos de una vlvula de retencin que impida el paso del vapor de una a otra caldera.

10. 11.

Todo sistema de purga de condensados conectado a tubera de retorno comn estar provisto de una vlvula de seccionamiento.

Los colectores de vapor y agua sobrecalentada en los que el producto de P (en kg./cm) por V (en metros cbicos) sea mayor que 5, sern sometidos a las prescripciones generales del Reglamento de Aparatos a Presin.

12.

En las instalaciones de vapor se evitarn las bolsas, pero en caso de existir, debern instalarse los correspondientes sistemas de purgas en el punto ms bajo de las mismas.

13.

Instalacin de tuberas auxiliares para las calderas de vapor, agua sobrecalentada y agua caliente.

1.

2.

La tubera de llegada de agua al depsito de alimentacin tendr una seccin tal que asegure la llegada del caudal necesario para el consumo de la caldera en condiciones mximas de servicio, as como para los servicios auxiliares de la propia caldera y de la sala de calderas. La tubera de alimentacin de agua tanto a calderas como a depsitos, tendr como mnimo 15 mm. de dimetro interior, excepto para instalaciones de calderas con un PV menor o igual a 5, cuyo dimetro podr ser menor, con un mnimo de 8 milmetros, siempre que su longitud no sea superior a un metro. Las tuberas de vaciado de las calderas tendrn como mnimo 25 mm. de dimetro, excepto para calderas con un PV menor o igual a cinco, cuyo dimetro podr ser menor, con un mnimo de 10 mm., siempre que su longitud no sea superior a un metro. Todos los accesorios instalados en la tubera de llegada de agua proveniente de una red pblica sern de presin nominal PN 16, no admitindose en ningn caso vlvulas cuya prdida de presin sea superior a una longitud de tubera de su mismo dimetro y paredes lisas igual a 600 veces dicho dimetro. La alimentacin de agua a calderas mediante bombas se har a travs de un depsito, quedando totalmente prohibido la conexin de cualquier tipo de bomba a la red pblica. Aunque el depsito de alimentacin o expansin sea de tipo abierto, estar tapado y comunicado con la atmsfera con una conexin suficiente para que en ningn caso pueda producirse presin alguna en el mismo. En el caso de depsito de tipo abierto con recuperacin de condensados, esta conexin se producir al exterior. En el caso de depsito de tipo cerrado, dispondr de un sistema rompedor de vaco. Todo depsito de alimentacin dispondr de un rebosadero cuya comunicacin al albaal debe poder comprobarse mediante un dispositivo apropiado que permita su inspeccin y constatar el paso del agua.

3.

4. 5.

6.

7. 8.

Los depsitos de alimentacin de agua y de expansin en circuito de agua sobrecalentada y caliente dispondrn de las correspondientes vlvulas de drenaje. No se permite el vaciado directo al alcantarillado de las descargas de agua de las calderas; purgas de barros, escapes de vapor y purgas de condensados, debiendo existir un dispositivo intermedio con el fin de evitar vacos y sobrepresiones en estas redes. De existir un depsito intermedio de evacuacin dispondr de: Tubo de ventilacin de suficiente tamao para evitar la formacin de sobrepresin alguna, conectado a la atmsfera y libre de vlvulas de seccionamiento. Capacidad suficiente para el total de agua descargada en purgas por todas las conexiones al mismo, en un mximo de cuatro horas. Las tapas o puertas de inspeccin con juntas que eviten los escapes de vapor. En la instalacin de sistemas de tratamiento de agua de alimentacin a calderas deber instalarse a la entrada del mismo una vlvula de retencin si se conecta directa

9.

10.

Se denomina oleoducto a la tubera e instalaciones conexas utilizadas para el transporte depetrleo, sus derivados y biobutanol, a grandes distancias. La excepcin es el gas natural, el cual, a pesar de ser derivado del petrleo, se le denominan gasoductos a sus tuberas por estar en estado gaseoso a temperatura ambiente. Fueron pioneros en el transporte por medio de oleoductos las compaas de Vladmir Shjov yBranobel, a finales del siglo XIX.Contenido[ocultar]

1 Construccin 2 Operacin 3 Accidentes 4 Como blancos 5 Vase tambin 6 Referencias

[editar]Construccin Los oleoductos son la manera ms econmica de transportar grandes cantidades de petrleo en tierra. Comparados con los ferrocarriles, tienen un coste menor por unidad y tambin mayor capacidad. A pesar de que se pueden construir oleoductos bajo el mar, el proceso es altamente demandante tanto tecnolgica como econmicamente; en consecuencia, la mayora del transporte martimo se hace por medio de buques petroleros. Los oleoductos se hacen de tubos de acero o plstico con un dimetro interno de entre 30 y 120 centmetros. Donde sea posible, se construyen sobre la superficie. Sin embargo, en reas

que sean ms desarrolladas, urbanas o con flora sensible, se entierran a una profundidad tpica de 1 metro. La construccin de oleoductos es compleja y requiere de estudios de Ingeniera Mecnica para su diseo de Conceptual a Detalles, as como estudios de impacto ambiental a todo lo largo de las reas por donde sern tendidos. El American Petroleum Institute es la institucin ms influyente a nivel mundial en lo que respecta a normas de ingeniera para la construccin de oleoductos, siendo la especificacin API 5L (Especificaciones para Tubera de Lnea) la aplicable para la construccin de tuberas para transporte de petrleo crudo, gas, as como derivados de hidrocarburos. La ltima versin del API 5L fue divulgada en Octubre 2007 en su edicin 44ta. Los oleoductos de tubera de acero son construidos uniendo en el sitio (campo) la series de tubos del dimetro requerido que han sido llevados al lugar del tendido, la unin es generalmente mediante soldadura. Los tubos por su parte, pueden tener dimetros desde 1/2" (12,7 mm) hasta 144" (aproximadamente 360 cm) y vienen de fbricas de tuberas que pueden utilizar diversos mtodos para su fabricacin de acuerdo a la norma API 5L, los mtodos ms usados son: - Seamless (Sin Costura, un tipo de tubera que no es soldada) - ERW (Electrical Resistance Welding o soldadura por resistencia elctrica hoy da conocida como High Frequency Welding o HFW) - SAW (Submerged Arc Welding o Soldadura por Arco Sumergido). De este tipo existe la SAWL (Con costura longitudinal) y la SAWH (Con costura Helicoidal o en Espiral). [editar]Operacin El petrleo se mantiene en movimiento por medio de un sistema de estaciones de bombeo construidas a lo largo del oleoducto y normalmente fluye a una velocidad de entre 1 y 6 m/s. En ocasiones se utiliza el oleoducto para transportar dos productos distintos o ms, sin hacer ninguna separacin fsica entre los productos. Esto crea una mezcla en donde los productos se unen llamada la interfaz. Esta interfaz debe retirarse en las estaciones de recepcin de los productos para evitar contaminarlos. El petrleo crudo contiene cantidades variables de cera o parafina la cual se puede acumular dentro de la tubera. Para limpiarla, pueden enviarse indicadores de inspeccin de oleoductos, tambin conocido como pigs por su nombre en ingls, mecnicos a lo largo de la tubera peridicamente. [editar]Accidentes Los oleoductos transportan material inflamable y voltil, por lo que son fuente de preocupaciones de seguridad. 17 de octubre de 1998 - en Jesse en el delta del ro Niger en Nigeria, un oleoducto hizo explosin matando a unos 1200 aldeanos, algunos de los cuales estaban recogiendo gasolina. Este es el peor de varios accidentes similares en este pas. 4 de julio de 2002 - La ruptura del oleoducto de Enbridge liber petrleo crudo cerca de Cohasset, Minnesota. 12 de mayo de 2001 - un oleoducto tuvo rupturas en las afueras de Lagos, Nigeria. Un mximo de 200 personas pudieron haber muerto. 19 de diciembre de 2010 - Explota un oleoducto alrededor de las 6:00 am perteneciente a la para-estatal mexicana Petrleos Mexicanos (PEMEX) debido a una toma clandestina

que era usada para el robo de combustible, ocurrido en el municipio de San Martn Texmelucan, del estado de Puebla en Mxico dejando una cifra de al menos 27 personas muertas, 52 heridas y ms de 5.000 personas desalojadas de sus hogares por temor a que no fuera la nica toma clandestina dejando ademas perdidas por varios millones de dolares (Fuente: Peridico El Universal [Mxico]). 23 de diciembre de 2011 - Un poliducto vandalizado hace explosion en la poblacin 1 de Dosquebradas, en Colombia, 13 muertos y 80 heridos.

[editar]Como

blancos

Los oleoductos pueden ser el blanco de vandalismo, sabotaje o hasta de ataques terroristas. En la guerra, los oleoductos suelen ser el blanco de tcticas militares, ya que la destruccin de oleoductos puede romper seriamente la logstica enemiga.

Introduccin El propsito de este escrito es el conocimiento adicional sobre pigging y revisar los diferentes tipos de pigs disponibles para hacerlo. Discutiremos las razones para pigging y los varios tipos de pigs disponibles para lograr nuestros objetivos de pigging. Por muchos aos, el pigging de tuberas fue considerado maligno. Luego de la limpieza despus de la construccin y las pruebas de las lneas, muchas empresas no consideraban el hacer pigging en una base regular. Cuando los aos pasaron y las capacidades de las lneas se incrementaron, la eficiencia de las mismas disminuyeron. Esa disminucin en la eficiencia lleva al alza de los costos de energa, entonces las lneas comenzaron a incrementar el pigging para incrementar la eficiencia. A medida que las tuberas envejecen, vemos un incremento en la corrosin. Esto es causado por la carencia de pigging operacional, bien sea porque se ha acumulado agua en la lnea causando MIC, acumulacin de parafina en las paredes internas de la tubera u otras razones. Entonces comenzamos a correr pigs en las lneas para limpiarlas o separar inhibidores, etc. Qu es un Pig? Un pig es definido como Un dispositivo que se mueve a travs del interior de una tubera con el

propsito de limpiarla, dimensionarla o inspeccionarla Esta definicin cubre en general los aproximadamente 500 diferentes diseos y tipos de pigs. Aqu discutiremos mucho de los variados diseos. Otros de los nombres con los cuales los Pigs son conocidos en el mundo de habla hispana, incluyen: Cochinos, Diablos y Raspa-Tubos, entre otros. Por Qu Motivos Correr un Pig en una Tubera? Existen varias razones para correr un pig en una tubera. Luego de que la tubera es construida, ser necesario correr pigs para remover cualquier resto o desecho de la construccin dejado en la lnea; cosas como bolsas de papel, herramientas, barras de soldadura, animales muertos dejados en la lnea, etc. Pigging tambin puede remover depsitos de calcio o restos de soldadura en la lnea. El propietario tambin puede requerir correr un pig para verificar la ovalidad de la tubera. Esto requerir un pig calibrador y algunas veces un pig geomtrico. Luego de que la lnea ha sido limpiada, la siguiente fase es aceptar la prueba donde los pigs son usados para llenado de la lnea con agua para prueba hidrosttica, remocin del agua luego de la prueba, y secado. Si es una lnea de lquidos, se usa un pig para el llenado de la lnea con un producto durante la fase de comisin y puesta en marcha de la lnea. Cuando la tubera ya est en servicio, ser necesario correr pigs en la lnea para mantener la eficiencia de la misma y ayudar en el control de la corrosin. Es necesario remover los lquidos en sistemas mojados de gas, remover el agua acumulada en las lneas de productos, remocin de parafina y control de petrleo crudo en lneas de petrleo. Los pigs tambin son usados para separar inhibidores. Al ir pasando el tiempo pueden presentarse necesidad de una limpieza de la lnea. Un pigging de

pre-inspeccin antes de correr una herramienta para inspeccionar la lnea por dentro (ILI por sus siglas en Ingls), no slo requerir que la lnea est limpia, sino que se enviara un pig tipo esponja para asegurarse de que la herramienta ILI pasar por la lnea. Bajo ciertas condiciones las tuberas pueden requerir limpieza con qumicos o un tren de pigs de gel puede ser usado para ciertas condiciones requeridas de limpieza. Algunas veces las lneas son abandonadas y requieren limpieza antes de que las clausuren definitivamente. Otras aplicaciones incluyen correr un pig Geomtrico (pig inteligente con censor) para determinar si hay abolladuras o reducciones del dimetro interno de la tubera. Para determinar la cantidad de corrosin o prdida de metal en la tubera, se usa una herramienta ILI. Las lneas que manejan mltiples productos tales como varios grados de gasolinas, aceites a altas temperaturas y gasolina para aviones; se usa a menudo un pig o esfera para separar estos productos. Los pigs se corren usualmente para remover cualquier agua que se haya acumulado en las partes bajas de la tubera y reducir la corrosin. La corrida de pigs en tuberas con dimetros duales siempre conlleva un reto. Tipos de Pigs Los pigs pueden ser divididos en tres categoras generales; el pig convencional o utilitario para un pigging de rutina, los pigs geomtricos o inteligentes para inspecciones, y las herramientas ILI (Inspecciones en Lnea) para prdida de metal y corrosin. Esta presentacin es con la intencin de discutir pigs convencionales o utilitarios. Los pigs convencionales o utilitarios pueden ser divididos en dos categoras: Pigs de Limpieza y Pigs de Sellado. A.- Pigs de Limpieza: son usados para remover slidos acumulados y restos de las paredes de la

tubera. Esto es normalmente parafina en lneas de petrleo crudo. Cuando se usan inhibidores en una tubera de gas, los solventes en los inhibidores se evaporan, formando un desecho como lodo en las paredes de la tubera, el cual puede ser removido con pigs de limpieza. Los pigs de limpieza tambin son usados en conjunto con tratamientos qumicos a las lneas para alterar la corrosin de la misma y remover agua, microbios, productos corrosivos y alimentos para microbios. Los pigs de limpieza estn normalmente equipados con cepillos o cuchillas para realizar la limpieza. B.- Pigs de Sellado: son usados durante pruebas hidrostticas de las lneas para llenar las mismas con agua y luego sacar el agua. Remocin de condensados y agua en sistemas mojados de gas, agua de las lneas de productos o separacin de productos diferente en una lnea de productos, son otras de las aplicaciones. Los pigs de sellado pueden ser esferas, pigs de poliuretano slido hechosen moldes, o pigs con cuerpo de acero con copas sellantes o discos. Estas categoras pueden ser desglosadas en cuatro diferentes tipos de pigs. Los cuales son PollyPigs (espuma), Hierro o Acero, Slidos de Moldes y Esferas. Polly-Pigs (Espuma) Los Pigs de espuma, mejor conocidos como Polly-Pigs, son fabricados de clula abierta de espuma de poliuretano. La espuma es de varias densidades, en un rango desde densidad ligera (2lbs/ft), densidad media (5-8 lbs/ft), hasta densidad pesada (9-10 lbs/ft). Aunque normalmente se fabrican con forma de bala, pueden tener las puntas cncavas, o planas o tener nariz de bala en ambos extremos. Los Polly-Pigs pueden ser de espuma sin cubierta en el cuerpo o recubiertos con un material de poliuretano de un durmetro 90. Los pigs recubiertos pueden tener un revestimiento con forma de espiral de poliuretano, varios cepillos o revestimiento en carburo de silicio. Si el pig es de

slo de espuma sin revestimiento, el mismo tendr la base con revestimiento. El largo estndar del Polly-Pig es dos veces su dimetro. Algunas ventajas de los Polly-Pigs son las siguientes: son comprimibles, expandibles, de peso ligero, y son flexibles. Los Polly-Pigs viajarn a travs de tuberas de mltiples dimetros, pasan por curvas difciles, radios cortos y curvaturas de 90 grados. Ellos pueden hacer girar abruptamente en divisiones T de manera que los laterales son limpiados. Tambin pueden pasar por vlvulas con aberturas tan pequeas como de 65%. Los Polly-Pigs son muy econmicos en costo. La desventaja del Polly-Pig es que es un producto que se usa una sola vez; corta duracin de las corridas, y la concentracin alta de algunos cidos, les acorta la vida til. Los Polly-Pigs son usados para pruebas de lneas (probar que el pig pasar por la lnea), secando, removiendo depsitos gruesos suaves, remocin de condensados en sistemas mojados de gas y pigging lneas con dimetros mltiples. Los Polly-Pigs revestidos con un cepillo de alambre o carburo de silicio son usados para raspado y abrasin suave de la tubera. Pigs de Cuerpo de Hierro Los pigs de Cuerpo de hierro, tienen un cuerpo metlico que puede ser de hierro o de aluminio y estn equipados con sellos (copas raspadoras o discos) para proveer un presin diferencial que impulse el pig en la lnea. Para limpiar la lnea el pig es equipado con cepillos de alambre o cuchillas de poliuretano. Una ventaja del pig de hierro es que puede ser tanto un pig de limpieza, un pig de sellado o una combinacin de ambos. Los sellos y cepillos pueden ser reemplazados para que el pig sea reusable. Los pigs de limpieza estn diseados para raspado pesado y pueden ser equipados con

cepillos de alambre o cuchillas de poliuretano. Estos pigs son diseados para corridas largas. Los huecos en el centro en la nariz del pig controlan la velocidad o actan como puertos de jets para mantener los desechos en frente del pig. Tambin hay algunas desventajas de los pigs de hierro; el costo de revestir el cuerpo del pig el alto; y pigs ms grandes requieren equipos para manejo especial para cargar y descarga del pig. Ocasionalmente las cerdas de los cepillos de alambre se desprenden y se meten en los equipos de instrumentacin y otros sitios indeseables. Los pigs ms pequeos de hierro no negocian curvaturas de 1.5D. Pigs de Limpieza Los Pigs de limpieza son diseados para remover slidos o desechos acumulados en la tubera. Esto incrementa la eficiencia y baja los costos de operacin. Ellos tienen cepillos de alambre para raspar las paredes de la tubera para remover los slidos. Pigs de 14 y ms pequeos usan ruedas rotativas con cepillos de alambre. Estos cepillos son fciles de reemplazar y son econmicos. Los cepillos especiales rotativos son usados en algunos pigs de gran tamao. Los pigs ms grandes tienen que usar cepillos que compensen. Estos cepillos pueden ser individualmente reemplazados como se vaya necesitando y son montados en bases de resortes tipos de base : leaf springs, cantilever springs o coil springs. Los resortes de la base empujan los cepillos contra la pared de la tubera. Cuando el cepillo se va desgastando, la fuerza del resorte lo mantiene en contacto con la pared de la tubera, compensando por el desgaste del cepillo. Hay muchos materiales disponibles para los cepillos. Los cepillos estndar son hechos de alambre

de acero al carbono fino o grueso. Para tuberas con revestimiento interno, Prostran es el material que se usa para fabricar los cepillos. Algunos servicios requieren cepillos de acero inoxidable. El diseo de cepillos especiales como el cepillo de limpieza de pit de tuberas. Cuando depsitos suaves de parafina, lodo, etc. Necesitan ser removidos, las cuchillas de poliuretano son una excelente eleccin. El diseo de la cuchilla es intercambiable con los cepillos. Puertos de by-pass son instalados en la nariz del pig o en el cuerpo. Estos puertos se usan para controlar el paso de los fluidos. Si los puertos estn en el cuerpo del pig, el flujo tambin pasar a travs de los cepillos y los mantendr limpios. Cuando los fluidos van pasando a travs de los puertos en la nariz del pig, esto ayuda a mantener los desechos al frente del pig en constante movimiento y avanzando. Tapones tipo enchufe son usados para regular el by-pass. Los elementos de sellado son copas de elastmero o discos. Estos se usan como una combinacin de elementos de limpieza y sellado para remover depsitos suaves. Las copas pueden ser de diseo estndar o cnico. Hay copas especiales disponibles para algunas aplicaciones. El material de fabricacin de las copas y los discos es generalmente poliuretano el cual da una abrasin excepcional y resistencia a romperse, pero es limitado en el rango de temperatura. Neopreno, Nitrilo, EPDM y Vitn estn disponibles para aplicaciones con temperaturas ms altas. Pigs de Separacin Los pigs de separacin o Batching Pigs se usan para separar fluidos no similares tales como varios grados de gasolina, aceites calientes, etc. en lneas de productos mltiples. Estos pigs son unidireccionales si tienen copas raspadoras y bi-direccionales si estn equipados con discos. Pigs de Desplazamiento Los pigs de desplazamiento desplazan un fluido con otro. Pueden ser bi-direccionales o unidireccionales. Se usan en fases de pruebas y puesta en marcha de la tubera; por ejemplo

pruebas hidrostticas, llenado de la lnea y sacado de agua, etc. Evacuacin de la lnea y abandono es otra aplicacin para los pigs de desplazamiento. Pigs Calibradores Los pigs calibradores o Gauging Pigs son usados luego de la construccin de la tubera para determinar si hay alguna obstruccin en la lneas. Esto asegura que la ovalidad de la lnea est dentro de la tolerancia aceptada. El plato calibrador puede ser montado en el frente o en la parte trasera del pig y es hecho de acero suave o aluminio. El plato puede ser ranurado o slido. El dimetro exterior del plato es 90% - 95% del dimetro interno de la tubera. Pigs Perfiladores Un pig perfilador o Profile Pig es un pig calibrador con mltiples platos calibradores, usualmente tres platos. Un plato es montado en el frente, uno en el medio y uno en la parte trasera del pig. Normalmente se usa antes de correr una herramienta ILI (Inspeccin en Lnea) para asegurarse de que la herramienta ILI vaya a pasar por las curvaturas y por la tubera en general. Pigs de Dimetro Dual Existen muchas millas de tubera de dimetro dual atravesando todo el pas de lado a lado. Las lneas son normalmente de dos tuberas de tamaos diferentes; por ejemplo, 4 x 6, 8 x 10, etc. El Pig de cuerpo de acero usualmente se completa con discos slidos para la lnea ms pequea y un disco ranurado para la lnea ms grande. Si es un pig de limpieza, los cepillos soportarn al pig en la lnea y lo mantendrn centrado. El Polly-Pig tambin es ampliamente usado para esta aplicacin. Pigs Transmisores Ocasionalmente los pigs se quedan atascados en una lnea. La ubicacin del pig atascado puede

ser localizada usando un pig detector con un transmisor dentro de su cuerpo. El transmisor emitir una seal para que pueda ser localizado con un recibidor. Luego de que el pig es localizado, la lnea puede ser excavada y abierta y el pig puede ser removido. Los transmisores normalmente se instalarn en un pig de cuerpo metlico, de poliuretano slido o un Polly-Pig. Pigs Especializados Muchas aplicaciones requieren pigs especiales. Los fabricantes en la industria del pigging han hecho pigs especiales para muchas aplicaciones. Un pig con un eje de rueda de pines; el cual usa pines de acero con punta endurecida fue desarrollado para remover cera y calcio de una lnea. Un pig de limpieza magntico fue desarrollado para recoger desperdicios de hierro dejados en una tubera. Pig hechos en Moldes Slidos Los pigs hechos en moldes slidos tienen varios diseos y son usualmente fabricados en poliuretano; sin embargo, neopreno, nitrilo, vitn y otros elastmeros de goma estn disponibles en tamaos ms pequeos de pigs. Ellos son considerados pigs selladores, aunque algunos pigs de moldes estn disponibles con cepillos alrededor y pueden ser usados con propsitos de limpieza. El pig de molde slido est disponible en diseo de copa, disco o una combinacin de copa/disco. La mayora de los pigs son de una pieza de construccin, pero algunos fabricantes tienen el pig completo de poliuretano con elementos de sellado reemplazables. Debido al costo de reparar un pig de cuerpo de acero (entre materiales y mano de obra), y el costo de transporte, muchas empresas usan el pig de molde slido hasta 14 o 16 Algunos diseos en moldes slidos estn disponibles hasta un tamao de 36.

Los pigs de molde slido son extremadamente efectivos al remover lquidos de lneas de productos, remover condensado y agua de sistemas mojados de gas, y controlar acumulacin de parafina en los sistemas de crudo pesado. Esferas Las esferas han sido usadas por muchos aos como pig sellador. Hay cuatro tipos bsicos de esferas; inflables, slidas, de espuma y solubles. La esfera soluble se usa usualmente en lneas de petrleo crudo y contiene una cera micro cristalina y un polietileno amorfo el cual acta como un inhibidor de la parafina. Aunque la esfera normalmente se disuelve en unas pocas horas, el ritmo o tiempo de disolucin viene dado por una funcin de la temperatura del fluido, el movimiento del fluido, friccin y grado de absorcin del crudo. Si la lnea nunca ha sido limpiada con pigs, es una buena idea correr un pig soluble. Si se queda en la lnea, no obstruir el flujo. La esfera inflable es fabricada de varios elastmeros (poliuretano, neopreno, nitrilo y vitn) dependiendo de la aplicacin. Tienen un hueco en el centro con vlvulas de llenado, las cuales son usadas para inflar la esfera con lquido. Las esferas son llenadas con agua, o con agua y glicol y son infladas hasta el tamao deseado. Las esferas nunca deben ser infladas con aire. Dependiendo de la aplicacin y el material, la esfera se infla 1% 2% sobre el dimetro interno de la tubera. Cuando las esferas se van desgastando por el uso, las mismas se re-inflan para extender su vida til. En tamaos pequeos la esfera puede ser fabricada slida, eliminando as la necesidad de inflarla. La esfera slida no tiene la vida til de las esferas inflables porque no se pueden reinflar. Las esferas tambin pueden ser fabricadas de clula abierta flexible de espuma. Las mismas

pueden ser recubiertas con poliuretano para que tengan un menor desgaste. Para propsitos de limpieza se le pueden agregar cepillos en la superficie. Las ventajas de las esferas de espuma es que son ligeras de peso, econmicas y no necesitan ser infladas. Las esferas en general son fciles de manejar, negociarn radios pequeos de 90 grados, vueltas irregulares y curvaturas. Ellas pueden ser usadas desde lneas laterales pequeas hasta lneas principales ms grandes y son ms fciles de automatizar que otros estilos de Pigs. Las esferas se usan comnmente para remover lquidos de sistemas mojados de gas, agua de tuberas de productos, separacin de productos no similares, servicio de medicin en tuberas prover, control de parafina en tuberas de petrleo crudo, prueba hidrosttica y sacado de agua luego de rehabilitacin de tuberas o construccin de la misma. Consideraciones especiales de diseo de la tubera deberan ser tomadas en cuenta cuando se vayan a usar esferas. Las esferas nunca se deben correr en lneas que no tengan T de flujo instaladas.

Diseo de Tuberas Consideraciones generales y criterios de diseo

El diseo de un sistema de tuberas consiste en el diseo de sus tuberas, brida y su tortillera, empacaduras, vlvulas, accesorios, filtros, trampas de vapor juntas de expansin. Tambin incluye el diseo de los elementos de soporte, tales como zapatas, resortes y colgantes, pero no incluye el deestructuras para fijar los soportes, tales como fundaciones, armaduras o prticos de acero. Aun en el caso en que los soportes sean diseados por un ingeniero estructural, el diseador mecnico de la tubera debe conocer el diseo de los mismos, por la interaccin directa entre tuberas y soportes. Procedimiento de diseo de tuberas La lista siguiente muestra los pasos que deben completarse en el diseo mecnico de cualquier sistema de tuberas:

a. Establecimiento de las condiciones de diseo incluyendo presin, temperaturas y otras condiciones, tales como la velocidad del viento, movimientos ssmicos, choques de fluido, gradientes trmicos y nmero de ciclos de varias cargas. b. Determinacin del dimetro de la tubera, el cual depende fundamentalmente de las condiciones del proceso, es decir, del caudal, la velocidad y la presin del fluido. c. Seleccin de los materiales de la tubera con base en corrosin, fragilizacin y resistencia. d. Seleccin de las clases de "rating" de bridas y vlvulas. e. Clculo del espesor mnimo de pared (Schedule) para las temperaturas y presiones de diseo, de manera que la tubera sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales producidos por la presin del fluido. f. Establecimiento de una configuracin aceptable de soportes para el sistema de tuberas. g. Anlisis de esfuerzos por flexibilidad para verificar que los esfuerzos producidos en la tubera por los distintos tipos de carga estn dentro de los valores admisibles, a objeto de comprobar que las cargas sobre los equipos no sobrepasen los valores lmites, satisfaciendo as los criterios delcdigo a emplear. Si el sistema no posee suficiente flexibilidad y/o no es capaz de resistir las cargas sometidas (efectos de la gravedad) o las cargas ocasionales (sismos y vientos), se dispone de los siguientes recursos: a. b. c. d. e. f. Reubicacin de soportes Modificacin del tipo de soporte en puntos especficos Utilizacin de soportes flexibles Modificacin parcial del recorrido de la lnea en zonas especficas Utilizacin de lazos de expansin Presentado en fro

El anlisis de flexibilidad tiene por objeto verificar que los esfuerzos en la tubera, los esfuerzos en componentes locales del sistema y las fuerzas y momentos en los puntos terminales, estn dentro de lmites aceptables, en todas las fases de operacin normal y anormal, durante toda la vida de la planta. Normas de diseo Las normas ms utilizadas en el anlisis de sistemas de tuberas son las normas conjuntas del American Estndar Institute y la American Society of Mechanical Engineers ANSI/ASME B31.1, B31.3, etc. Cada uno de estos cdigos recoge la experiencia de numerosas empresas especializadas, investigadores, ingenieros de proyectos e ingenieros de campo en reas de aplicacin especficas, a saber:

B31.1. (1989) Power Piping B31.3 (1990) Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping B31.4 (1989) Liquid Transportation System for Hydrocarbons, Petroleum Gas, Andhydroys Anmonia and Alcohols B31.5 (1987) Refrigeration Piping B31.8 (1989) Gas Transmisin and Distribution Piping System B31.9 (1988) Building Services Piping B31.11 (1986) Slurry Transportation Piping System

En lo que concierne al diseo todas las normas son muy parecidas, existiendo algunas discrepancias con relacin a las condiciones de diseo, al clculode los esfuerzos y a los factores admisibles Cargas de diseo para tuberas Un sistema de tuberas constituye una estructura especial irregular y ciertos esfuerzos pueden ser introducidos inicialmente durante la fase deconstruccin y montaje. Tambin ocurren esfuerzos debido a circunstancias operacionales. A continuacin se resumen las posibles cargas tpicas que deben considerarse en el diseo de tuberas. Cargas por la presin de diseo Es la carga debido a la presin en la condicin ms severa, interna o externa a la temperatura coincidente con esa condicin durante la operacin normal. Cargas por peso a. Peso muerto incluyendo tubera, accesorios, aislamiento, etc. b. Cargas vivas impuestas por el flujo de prueba o de proceso c. Efectos locales debido a las reacciones en los soportes Cargas dinmicas a. Cargas por efecto del viento, ejercidas sobre el sistema de tuberas expuesto al viento b. Cargas ssmicas que debern ser consideradas para aquellos sistemas ubicados en reas con probabilidad de movimientos ssmicos c. Cargas por impacto u ondas de presin, tales como los efectos del golpe de ariete, cadas bruscas de presin o descarga de fluidos d. Vibraciones excesivas inducidas por pulsaciones de presin, por variaciones en las caractersticas del fluido, por resonancia causada por excitaciones de maquinarias o del viento. Este tipo de cargas no ser considerado ya que forman parte de anlisis dinmicos y en este proyecto slo se realizarn anlisis estticos. Efectos de la expansin y/o contraccin trmica a. Cargas trmicas y de friccin inducidas por la restriccin al movimiento de expansin trmica de la tubera b. Cargas inducidas por un gradiente trmico severo o diferencia en las caractersticas de expansin (diferentes materiales) Efectos de los Soportes, Anclajes y Movimiento en los Terminales a. Expansin trmica de los equipos b. Asentamiento de las fundaciones de los equipos y/o soportes de las tuberas Esfuerzos admisibles Los esfuerzos admisibles se definen en trminos de las propiedades de resistencia mecnica del material, obtenidas en ensayos de traccin para diferentes niveles de temperatura y de un factor de seguridad global. La norma ASME B31.3 estipula dos criterios para el esfuerzo admisible. Uno es el llamado "esfuerzo bsico admisible" en tensin a la temperatura de diseo, con la cual estn familiarizados los que se dedican al diseo de equipos sometidos a presin, es menos

conocido y se le denomina "rango de esfuerzo admisible", el cual se deriva del esfuerzo bsico admisible y se emplea como base para el clculo de la expansin trmica y para el anlisis de flexibilidad. La aplicacin de cada criterio es como se observa en la tabla 1: Tabla N 1: Esfuerzos Admisibles en Funcin de las CargasPara cargas aplicadas Esfuerzos de pared circunferenciales producidos por la presin; no deben exceder Esfuerzos longitudinales combinados, producidos por la presin, peso y otras cargas; no deben exceder Esfuerzos Admisibles

S.E.

S

Fuente: lvarez (2003) Donde: S = Esfuerzo bsico admisible a la temperatura de diseo, para el material seleccionado E = Eficiencia de la soldadura longitudinal o factor de calidad de la fundicin asociada con el diseo especfico y los requerimientos de inspeccin Estos esfuerzos admisibles bsicos, as como el lmite de fluencia y la resistencia a la traccin, estn listados en el Apndice A, Tabla A-1 y A-2, del Cdigo B31.3 en funcin de la temperatura. Por ejemplo, para el acero A-106-Grado B se tiene que el lmite de fluencia es, Sy = 35 KPsi (241,317 MPa), y la resistencia a la traccin es Su = 60 KPsi (413,685 MPa). El esfuerzo admisible bsico en funcin a la temperatura es como se observa en la tabla 2: Tabla N 2 Esfuerzos Admisibles en Funcin de la Temperatura Para ver la tabla seleccione la opcin "Descargar" del men superior Fuente: lvarez (2003) Los esfuerzos admisibles para cargas trmicas son como se observan en la tabla 3: Tabla N 3 Rango de Esfuerzo Admisible Para ver la tabla seleccione la opcin "Descargar" del men superior Fuente: lvarez (2003) Donde; SA = f(1.25Sc + 0.25Sh) SC = Esfuerzo bsico admisible para el material a la mnima temperatura esperada del metal durante el ciclo de desplazamiento

Sh = Esfuerzo bsico admisible para el material a la mxima temperatura esperada del metal durante el ciclo de desplazamiento f = Factor de reduccin del rango admisible de esfuerzo para condiciones cclicas segn el nmero total de ciclos completos de cambios de temperatura sobre la vida esperada. Este factor es 1.0 para 7000 ciclos o menos, lo cual es un caso tpico en refineras. Cuando Sh es mayor que s L, (esfuerzos longitudinales combinados), la diferencia entre ellos debe sumarse al trmino (0,25 Sh) por lo que la expresin SA queda:

Presin de diseo La presin de diseo no ser menor que la presin a las condiciones ms severas de presin y temperatura coincidentes, externa o internamente, que se espere en operacin normal. La condicin ms severa de presin y temperatura coincidente, es aquella condicin que resulte en el mayor espesor requerido y en la clasificacin ("rating") ms alta de los componentes del sistema de tuberas. Se debe excluir la prdida involuntaria de presin, externa o interna, que cause mxima diferencia de presin. Temperatura de diseo La temperatura de diseo es la temperatura del metal que representa la condicin ms severa de presin y temperatura coincidentes. Los requisitos para determinar la temperatura del metal de diseo para tuberas son como sigue: Para componentes de tubera con aislamiento externo, la temperatura del metal para diseo ser la mxima temperatura de diseo del fluido contenido. Para componentes de tubera sin aislamiento externo y sin revestimiento interno, con fluidos a temperaturas de 32F (0C) y mayores, la temperatura del metal para diseo ser la mxima temperatura de diseo del fluido reducida, segn los porcentajes de la tabla 4. Tabla N 4 Reduccin de Temperatura para Componentes sin Aislamiento Para ver la tabla seleccione la opcin "Descargar" del men superior Fuente: lvarez (2003) Para temperaturas de fluidos menores de 32F (0C), la temperatura del metal para el diseo, ser la temperatura de diseo del fluido contenido. Para tuberas aisladas internamente la temperatura ser especificada o ser calculada usando la temperatura ambiental mxima sin viento (velocidad cero). Espesor de pared El mnimo espesor de pared para cualquier tubo sometido a presin interna o externa es una funcin de: a. b. c. d. El esfuerzo permisible para el material del tubo Presin de diseo Dimetro de diseo del tubo Dimetro de la corrosin y/o erosin

Adems, el espesor de pared de un tubo sometido a presin externa es una funcin de la longitud del tubo, pues sta influye en la resistencia al colapso del tubo. El mnimo espesor de pared de cualquier tubo debe incluir la tolerancia apropiada de fabricacin. Flexibilidad en sistemas de tuberas Consideraciones generales Con el fin de introducir los conceptos e ideas fundamentales que se manejan en el anlisis de esfuerzos en sistemas de tuberas, se tomar como punto de partida un sistema sencillo como el mostrado en la figura 1. Figura 1: Sistema de Tuberas Simple Para ver el grfico seleccione la opcin "Descargar" del men superior Fuente: lvarez (2003) Sea p la presin interna del fluido en la tubera y sea T la temperatura de diseo. Se designar como Ta a la temperatura ambiente. Cuando el sistema entra en operacin, la presin se eleva hasta p y la temperatura cambia de Ta a T, generndose esfuerzos en el sistema. La presin interna p genera esfuerzos tangenciales y longitudinales, mientras que el cambio de temperatura s T = T Ta, genera esfuerzos longitudinales de origen trmico tienen lugar debido a que la tubera no puede expandirse (o contraerse) libremente a consecuencia de encontrarse restringida en su desplazamiento a causa de los soportes y de su conexin a los equipos que conforman el sistema. Si adicionalmente se considera el efecto del peso de la tubera, as como el de su contenido se tendr tambin la presencia de esfuerzos longitudinales y de corte anlogos a los producidos por la expansin trmica. Todos estos estados de cargas deben considerarse en el anlisis de un sistema de tubera. Como regla general, el esfuerzo ms limitante y de mayor relevancia es el de la expansin trmica. Esfuerzos por Presin (Hoop) La presin del fluido dentro de la tubera produce un esfuerzo tangencial o circunferencial s Lp que ocasiona un aumento en el dimetro de la tubera, y un esfuerzo longitudinal s Lp que produce un aumento en la longitud de la misma. Si el espesor t de la tubera es pequeo comparado con el dimetro exterior D (D/t > 6), puede suponerse que estos esfuerzos se distribuyen uniformemente a lo largo del espesor. Para determinar el esfuerzo tangencial s p, se pasa un plano longitudinal imaginario que divida a la tubera en dos partes iguales. La figura 2 muestra eldiagrama del cuerpo libre. Para ver el grfico seleccione la opcin "Descargar" del men superior Figura 2: Diagrama de cuerpo libre de una tubera Fuente: lvarez (2003) La fuerza resultante de los esfuerzos tangencial s p debe estar en equilibrio con la resultante de la presin interna p sobre la mitad de la superficie de la tubera. Esto es: 2(s p . t x) = p . D x De aqu se tiene que:

En los cdigos B31.3 y B31.3 esta ecuacin es ajustada en dos sentidos: Dado que en realidad s p no es uniforme a lo largo del espesor, el valor dado por la ec (7) puede tomarse como un valor promedio. Ahora bien, qu dimetro debe tomarse? Si se usa el dimetro interno d, se tendra:

Si se usa el dimetro medio dm, se obtendra:

Por ltimo, si se usa el dimetro externo se tendra como resultado la ec (9). Los cdigos establecen que el esfuerzo por presin debe calcularse como:

Donde Y es un factor que depende de la temperatura de diseo y del tipo de material. En la tabla 5 se muestra este factor para diversas temperaturas. Observe que en un amplio rango de temperaturas de diseo Y = 0.4, con lo cual la ecuacin recomendada se acerca a la deducida utilizando el dimetro medio. Tabla N 5 Factor Y para t < D/6 Para ver la tabla seleccione la opcin "Descargar" del men superior Fuente: lvarez (2003) Para que la tubera no falle por presin, P