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• fabrizio medrano crespo

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“PRUEBA HIDRAULICA”

Índice 1. Introducción: ..................................................................................................... 4 2. Objetivo: ............................................................................................................ 4 3. Marco Teórico: ..................................................................................................

4

3.1.

Prueba Hidráulica: ...................................................................................... 4

3.2.

Procedimiento de la Prueba Hidráulica: .....................................................

6

3.2.1.

Trabajos preliminares. .........................................................................

3.2.2.

Limpieza de ducto. ............................................................................... 8

3.2.3. Llenado y purga de aire. ......................................................................

7 9

3.2.4. Presurización de la línea. .................................................................. 10 3.2.5.

Prueba de hermeticidad. .................................................................... 10

3.2.6. Vaciado de la tubería. ........................................................................ 11 3.2.7. Secado de la tubería. ......................................................................... 11 3.3.

Materiales para la Prueba: ....................................................................... 12

3.3.1. Pigs de espuma de poliuretano (Polly Pigs). ..................................... 12 3.3.2. Pigs con cuerpo metálico. .................................................................. 13 3.3.3. Pigs con cuerpo de poliuretano. ........................................................ 14 3.4.

Normas: .................................................................................................... 15

3.4.1. ASME B31.8. (Sistema de Tuberías para Transporte y Distribución de Gas). 15 3.4.2. API 5L. (Especificaciones para Tuberías). ............................................ 15 3.4.3. API 1104. (Soldadura de Tuberías e Instalaciones relacionadas). ....... 16 3.4.4. D.S. Nº 037-2008. (Límites máximos permisibles de efluentes líquidos para el subsector de hidrocarburos)................................................................... 16 3.5.

Condiciones de seguridad. ....................................................................... 17

4. Marco Práctico: ............................................................................................... 18 4.1.

Cálculos: .................................................................................................. 18

4.2.

Interpretación de Resultados: .................................................................. 26

5. Conclusiones: ................................................................................................. 27 6. Bibliografía: ..................................................................................................... 27

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Índice de Ilustraciones Ilustración 1. Prueba Hidraulica en Ductos...............................................................5 Ilustración 2. Procedimiento para la Prueba Hidráulica............................................6 Ilustración 3. Cabezales de Prueba Hidrostatica...................................................... 7 Ilustración 4. Cabezales de Limpieza........................................................................8 Ilustración 5. Polly Pigs de Espuma de Poliuretano...............................................13 Ilustración 6. Pigs de Cuerpo Metalico....................................................................14 Ilustración 7.Pigs con Cuerpo de Poliuretano.........................................................14 Ilustración 8. Elevaciones Topográficas de la línea de tubería...............................18

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1. Introducción: Debido a una gran demanda de servicios de mantenimiento integral en ductos de transporte de hidrocarburos, la prueba hidráulica llega a ser una de las pruebas mas importantes en cuanto a la verificación y revalidación de datos de integridad estructural, resistencia y hermeticidad de ductos. Esta prueba garantiza que no se presenten perdidas por soldaduras deficientes en la tubería. Consiste en llenar la tubería con agua (neutra y libre de partículas), someterla a alta presión y así identificar posibles fugas o perdidas presentes. Es de conocimiento general que Bolivia cuenta con una amplia red de transporte de Hidrocarburos a través de ductos, estos están sujetos tanto a condiciones normales como extremas, las cuales pueden afectar a su integridad y por ende a su funcionamiento. Por ello YPFB, contempla en sus planes anuales la realización de las pruebas hidráulicas en sus ductos para así evitar posibles problemas. Por dicha importancia el presente trabajo pretende dar a conocer el procedimiento respectivo para la realización exitosa de la prueba, asi como también los equipos a utilizar, la normativa vigente para este tipo de procedimientos, los cálculos a realizarse en base a datos obtenidos durante la prueba y los aspectos a tomar en cuenta durante la interpretación de datos.

2. Objetivo: Establecer las actividades necesarias para la ejecución de Pruebas Hidráulicas en tuberías y accesorios de los sistemas de transporte de Hidrocarburos.

3. Marco Teórico: 3.1.

Prueba Hidráulica:

Un ensayo de presión hidrostático consiste, básicamente, en aislar completamente el recipiente de presión, llenar con agua (u otro fluido en 4

estado líquido, incompresible), retirando todo el aire desde su interior y aumentar paulatina y progresivamente la presión interna a un valor que dependerá de la norma o código de fabricación del recipiente. Ilustración 1. Prueba Hidraulica en Ductos

Es importante que, antes de comenzar el ensayo, la temperatura del recipiente y del fluido de prueba sea homogénea, superior a 17 °C e inferior a 50 °C, así como también, es de relevancia extraer todo el aire desde su interior. El aire es un gas que es compresible y en caso de que queden “bolsas” de aire al interior del recipiente, estas no permitirán obtener resultados satisfactorios durante un ensayo de presión hidrostático. Durante este ensayo, y una vez aplicada la presión de prueba, se realiza la búsqueda de filtraciones y deformaciones, revisándose los cordones de soldadura en búsqueda de poros y/o fisuras.

La presión de prueba deberá mantenerse constante durante un periodo de tiempo. Los cilindros que contengan gases comprimidos, disueltos o licuados tienen que ser sometidos a en- sayos de presión hidrostática donde se medirá la expansión volumétrica del cilindro durante el ensayo, es decir, se determinará la deformación elástica y permanente (plástica) que eventualmente sufrió el recipiente durante el ensayo.

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En general, se recomienda que el ensayo de presión hidrostático se ejecute al término de fabricación del equipo, al término de la instalación del equipo y/o cada vez que el recipiente de presión sea sometido a una reparación de importancia que involucre una intervención de la estructura del recipiente y, cada cierta periodicidad establecida según la norma de fabricación o reglamentación especifica. 3.2.

Procedimiento de la Prueba Hidráulica: El preparar una prueba hidráulica significa que se deben de tomar todas las precauciones inherentes a todo el proceso, en base procedimientos generales de trabajo y a la norma ASME B31.8 (Sistema de tuberías para transporte y distribución de gas) se deberá seguir los siguientes pasos para la ejecución de la prueba hidrostática: Ilustración 2. Procedimiento para la Prueba Hidráulica

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3.2.1. Trabajos preliminares. El comienzo de la Prueba hidrostática en la Línea de tubería depende en gran parte de contar con todo lo necesario para su ejecución; es decir, con los Equipos, herramientas, materiales y el personal calificado. Como principal obra preliminar se tiene la fabricación de las facilidades para las Pruebas, dentro de lo mencionado se tiene la construcción de los cabezales de prueba y el cabezal de limpieza. Se fabricarán 02 cabezales por tramo de Tubería, cabezal denominado “Cabezal Principal”, se ubicará en el nivel inferior del sub- tramo de tubería y el 2do cabezal denominado “Cabezal Secundario” irá ubicado en el nivel superior del sub tramo de la tubería al ser probada. Una vez se tengan los cabezales para la prueba hidrostática fabricados, tienen que pasar por pruebas END por Ultrasonido al 100% de la costura, a continuación, tiene que ser probada por una prueba hidrostática a una presión 1.5 veces la presión de diseño. Una vez se tengan los cabezales probados por ambas pruebas, se podrá ensamblar la línea de prueba con el cabezal y éste con la línea de tubería. Ilustración 3. Cabezales de Prueba Hidrostática

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Después de fabricar los cabezales de prueba, se realizará la fabricación de 02 cabezales de limpieza. Los cabezales de limpieza son para colocar el “Polly pig”, cepillo tipo copa, el bidireccional con placa calibrada y el “Pig” de secado. El cabezal lanzador será fabricado de tubería de Ø26”, 01 extremo contendrá soldado una brida para ensamble de la brida ciega, por este punto se ingresaran todo el “Pig” de limpieza, en el otro extremo llevara una reducción de 26”x24” y ésta es la que se soldará al línea. El cabezal receptor será de 24” y contendrá en su parte final una placa de amortiguamiento y venteos para la facilidad de los “Pigs” de limpieza. Ilustración 4. Cabezales de Limpieza

Construcción de una poza temporal revestida con geomembrana para el almacenamiento temporal del agua después de haber realizado la prueba. 3.2.2. Limpieza de ducto. En primer lugar, la tubería se limpiará con “Pigs” de Limpieza (Cleaning Pigs) que desplazará al bache de agua para remover los restos de materiales de construcción, las salpicaduras sueltas de la soldadura, los desechos y otros materiales provenientes de las distintas etapas previas 8

de la construcción. Luego, la tubería se limpiará interiormente con paso “Polly-Pig”, para remover las cascarillas de laminación sueltas, el óxido, etc. Después del cepillado, los desechos se quitarán con “Pig” bidireccionales y finalmente la tubería se limpiará y calibrará utilizando un “Pig” bidireccional más placa calibradora En la Trampa receptora se construirá una poza cubierta con geomembrana para la llegada de los “Pigs” y de esta manera se pueda recuperar y almacenar los productos sedimentado (agua producto de la limpieza). Los “Pigs” serán empujado con aire comprimido a través del tramo de prueba utilizando un compresor instalado en el cabezal lanzador. Se muestra el diagrama de cabezales de limpieza y diagrama de cabezales de prueba hidrostática de la línea Ø24”. 3.2.3. Llenado y purga de aire. Se debe instalar dos manómetros: uno en el cabezal lanzador y otro en el receptor. Luego se debe impulsar el “Pig” de llenado mediante la bomba de llenado a un flujo continuo y uniforme con una velocidad más o menos constante.

Para evitar que la velocidad del “Pig” aumente de manera brusca durante la maniobra de llenado, previamente se presurizará la línea con aire de modo que, en aquellos tramos donde la pendiente sea pronunciada, la contrapresión ejercida sobre el “Pig” mantenga la velocidad del mismo constante y dentro de los parámetros aceptables. El llenado se efectuará haciendo entrar el agua lentamente, realizando simultáneamente el purgado de la línea o tramo hasta que no se observe salida de aire. Cuando el bache de arrastre llegue al final del ducto, será evacuado a una piscina para su posterior tratamiento de agua. 9

La calidad de agua residual tratada proveniente de la prueba hidrostática deberá cumplir con lo descrito en el DS N°037-2008- Límites máximos permisibles (LMP) de efluentes líquidos para las actividades del subsector hidrocarburos, antes de la descarga final. 3.2.4. Presurización de la línea. Una vez que toda la línea esté con agua, se instalan los instrumentos de monitoreo y registradores de presión y temperatura. A partir de este momento se conecta la bomba de presurización y se levanta la presión hasta un equivalente del 40% de la presión de prueba. El aumento de presión se hará de forma progresiva, la que se medirá y registrará cada 30 minutos en los protocolos respectivos. Se paraliza la inyección de agua y se procede a revisar todos los puntos posibles de fuga, al mismo tiempo que se estabiliza la línea durante 1 hora. Si se presentara alguna fuga en los equipos, se baja la presión, se repara y se vuelve al proceso. Si no hubiera fuga se procede de la misma manera hasta alcanzar un 60% de la presión de prueba y luego se estabiliza la línea durante 1 hora. Si no hubiera fuga se procede de la misma manera hasta alcanzar un 80% de la presión de prueba y luego se estabiliza la línea durante 12 horas. Después de que se haya verificado que no existen fugas, se continuará con la presurización hasta llegar al 100 % de la presión de prueba y se mantendrá durante 4 horas para realizar la prueba de resistencia de acuerdo al Diagrama de Carga y Presurización-Prueba Cíclica. 3.2.5. Prueba de hermeticidad. Concluida la prueba de resistencia, despresurizaremos la línea hasta llegar al 90% de la presión de prueba y la mantendremos en este rango durante un tiempo de 24 horas.

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Donde se tomarán en cuenta los siguientes aspectos: ▪

Se mantendrá la presion durante 24 horas registrando los valores, con lo que se concluye la prueba de hermeticidad. Durante la prueba de hermeticidad NO se podrá agregar o purgar agua.

▪

Se ejecutarán los registros durante el tiempo que dure la prueba.

▪

Se tomaran en cuenta 3 puntos de control de temperatura y 2 puntos de control de presión, que serán corroborados con la balanza de peso muerto cada hora.

▪

El tramo será aprobado cuando la presión del ducto se mantenga dentro de los parámetros establecidos para la prueba.

3.2.6. Vaciado de la tubería. En este punto se tomará en cuenta lo siguiente: ▪

El agua será descargada en una piscina de dimensiones 6 m x 20 m x 3.5 m, donde se realizará el tratamiento de agua para luego ser cargado en cisternas de 30 m3 de capacidad para poder cubrir el volumen requerido del tramo 1. En el caso del tramo 2 , el agua será descargada por infiltración al terreno, previamente se tomarán muestras del agua, el cal será analizada por una empresa certificada.

▪

La calidad de agua residual tratada proveniente de la prueba hidrostática deberá cumplir con lo descrito en el DS N°037-2008Límites Máximos permisibles (LMP) de efluentes líquidos para las Actividades del Subsector Hidrocarburos, antes de la descarga final.

▪

De ser necesario se aplicaran floculantes. Asimismo, en caso de considerarse una necesidad, se procederá a la desinfección a través del uso de cloro en la dilución.

3.2.7. Secado de la tubería. La operación de secado podrá comenzar una vez que toda el agua de la prueba haya sido desalojada de la línea. 11

Para el efecto deberán cortarse los 2 cabezales de prueba y en su reemplazo colocar mediante soldadura los cabezales de secado El primer “Pig” que debe correr será bidireccional, para asegurar el desalojo total del agua hacia la piscina. Los “Pigs” de secado deben ser de espuma (foam) de baja densidad de forma que puedan absorber la mayor cantidad de humedad, y deben ir pasando uno por uno hasta conseguir que la humedad en el “pig” no sobrepase 1” de penetración (25.4mm). Obtenido este resultado se daría por concluida la operación de secado. 3.3.

Materiales para la Prueba: El equipo mínimo necesario para la realización de la prueba debe incluir: Bomba (Gran volumen), Filtro (Asegurar la limpieza), Bomba de Inyección de Inhibidores de Corrosión, Instrumentos de Medición, Válvula de Alivio y Bomba para presurizar el gasoducto a niveles mayores a los indicados Los materiales de mayor importancia a emplear en la prueba hidrostática son los “Scrapers”, estos son utilizados en la limpieza del ducto.

La acción de limpieza de un “pig” de espuma de poliuretano (también llamados “polly-pigs”) es debida a los esfuerzos de fricción ejercidos sobre las paredes de la cañería. Generalmente, el diámetro del “scraper” es levemente mayor que el diámetro interno de la cañería y la presión ejercida por el fluido en la parte trasera del “scraper” lo comprime en forma longitudinal, aumentando la fuerza sobre las paredes. 3.3.1. Pigs de espuma de poliuretano (Polly Pigs). Están fabricados con espuma de poliuretano y son los más económicos. Se pueden hacer circular a través de cañerías de diferentes diámetros, generalmente de 2” a 48”. El largo estándar es dos veces su diámetro.

12

Los “polly-pigs” tienen densidades que varían entre 32 y 160 kg/m3 de acuerdo a su aplicación. Los mismos pueden estar recubiertos de poliuretanos de mayor dureza, en forma espiralada y con cepillos de alambre o carburo de silicona para conferirle mayor acción abrasiva. La principal ventaja de los “polly-pigs” es que son relativamente baratos, flexibles, compresibles, expandibles y livianos, pudiendo viajar a través de cañerías de diferentes diámetros, codos a 90° de radio corto y válvulas. No pueden utilizarse más de una vez y pueden usarse como “calibre” previo al paso de otro tipo de “Scrapers”. Ilustración 5. Polly Pigs de Espuma de Poliuretano

3.3.2. Pigs con cuerpo metálico. Este tipo de Pigs están provistos con copas o discos que cumplen la función de sello hidráulico y cepillos de alambre o cuchillas de poliuretano o metal para las funciones de limpieza y rascado. Una ventaja de estos tipos de chanchos es que pueden ser reutilizados cambiando las copas o discos de sellos y los cepillos y cuchillas. Suelen tener agujeros de by-pass en su nariz o cabeza para que el fluido pase a través de los mismos y mantenga en suspensión los sólidos arrastrados que quedan por delante del mismo. Su principal ventaja es que no son descartables como los de espuma, sino que pueden ser reparados.

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Ilustración 6. Pigs de Cuerpo Metalico

3.3.3. Pigs con cuerpo de poliuretano. También pueden fabricarse en neoprene, nitrilo, vitón y otros elastómeros elásticos. Generalmente se emplean como “scrapers” de sellado, aunque algunos diseños con copas, discos y cepillos pueden usarse para la remoción de líquidos (condensados, agua, etc.) en gasoductos o para el control de depósitos parafínicos en cañerías de conducción de hidrocarburos líquidos. Tienen una flexibilidad similar a los pigs de poliuretano y una resistencia comparable a los de acero. Ilustración 7.Pigs con Cuerpo de Poliuretano

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3.4.

Normas: Las normas aplicadas en este tipo de procedimiento son: ▪

ASME B31.8. (Sistema de Tuberías para Transporte y Distribución de Gas).

▪ ▪

avo

API 5L. (Especificaciones para Tuberías. 45 Edición). API 1104. (Soldadura de Tuberías e Instalaciones relacionadas. 19

▪

avo.

Edición)

D.S. Nº037-2008. (Límites máximos permisibles de efluentes líquidos para el subsector de hidrocarburos).

3.4.1. ASME B31.8. (Sistema de Tuberías para Transporte y Distribución de Gas). Cubre el diseño, fabricación, inspección y pruebas de instalaciones de ductos usados para el transporte de gas. También abarca los aspectos de seguridad de la operación y mantenimiento de dichas instalaciones. Los requerimientos son adecuados para brindar seguridad bajo las condiciones usuales que se encuentran en la industria del gas. No pueden darse específicamente los requerimientos para cada condición no usual, ni pueden prescribirse todos los detalles de ingeniería y construcción, en consecuencia, las actividades que involucran el diseño, construcción, operación o mantenimiento de líneas de tubería de transporte o distribución de gas, deberían de emprenderse, trabajando bajo personal de supervisión que tenga experiencia o conocimientos para tomar las medidas adecuadas para encarar tales situaciones no usuales, y detalles de ingeniería y construcción específicos. 3.4.2. API 5L. (Especificaciones para Tuberías). La norma API 5L indica como especificación cubrir los tubos de acero sin costura y con costura. Incluye, extremo liso extremo roscado, y el tubo de extremo acampanado, así como a través de la tubería de línea de flujo (TFL) y el tubo con los extremos preparados para su uso con acoplamientos especial. 15

Aunque la tubería de línea de extremo liso cumple con esta especificación, está pensada principalmente para el maquillaje de campo mediante soldadura circunferencial, el fabricante no asumirá la responsabilidad de soldadura en el campo. El propósito de esta especificación es proporcionar normas para tuberías adecuadas para su uso en el transporte de gas, agua, y aceite en las industrias de petróleo y gas natural. 3.4.3. API 1104. (Soldadura de Tuberías e Instalaciones relacionadas). Norma aplicada a la soldadura de tuberías e instalaciones relacionadas. Esta norma cubre el gas y la soldadura por arco de tope, filete y soldaduras socket en carbono y tubos de acero de baja aleación utilizada en la compresión,

bombeo

y

transmisión

de

petróleo

crudo,

productos

petrolíferos, gases combustibles, dióxido de carbono, nitrógeno y, en su aplicable, cubre la soldadura en los sistemas de distribución.

Se aplica a la nueva construcción y en la soldadura por servicio. La soldadura se puede realizar una soldadura por arco metálico protegido, soldadura por arco sumergido, soldadura por arco de tungsteno con gas, soldadura por arco metálico con gas, soldadura por arco con núcleo de fundente, soldadura por arco de plasma, soldadura oxiacetilénica, o el proceso de soldadura a tope o por una combinación de estos procesos usando una técnica de soldadura manual, semiautomático, mecanizado, o automática o una combinación de estas técnicas. 3.4.4. D.S. Nº 037-2008. (Límites máximos permisibles de efluentes líquidos para el subsector de hidrocarburos). Este decreto supremo proclamado en 2008, indica los límites máximos que se deben contemplar durante el diseño, fabricación, operación y pruebas de mantenimiento en ductos que transportan hidrocarburos.

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3.5.

Condiciones de seguridad. Se debe tomar en cuenta las siguientes condiciones de seguridad: ▪

Mantener la disciplina durante la jornada de trabajo.

▪

Contar con las herramientas para la instalación y mantenimiento de los equipos de medición y registros de presión y temperatura.

▪

Mantener calibrados los manógrafos, termógrafos y manómetros.

▪

Analizar y/o adecuar las condiciones de seguridad y ambientales prevalecientes en las áreas de trabajo (revisar la atmosfera explosiva o toxica, equipos que provoquen ignición, teléfonos celulares, malezas, presencia de fauna nociva, etc.)

▪

Contar con todos los permiso y programas requeridos inherentes a estas actividades.

▪

Monitorear permanentemente el seguimiento del programa, antes, durante y después de la prueba hidráulica.

▪

Manejar el transporte, confinamiento y disposición adecuada del agua utilizada en la prueba hidráulica.

▪

Utilizar etiqueta de candado de despeje de prueba en caso de requerirse.

▪

Utilizar para la prueba agua neutra y libre de particulas en suspensión, para tal fin usar una malla de cien hilos por pulgadas cuadrada.

▪

Posible presencia de animales ponzoñosos en instalaciones y derechos de vía, así como otros que también representen un riesgo para la integridad física del trabajador.

▪

Accidentes vehiculares por traslado del centro de trabajo al derecho de via y viceversa.

▪

Acceso conflictivo al derecho de via en ranchos o ejidos donde el propietario pueda tomar represalias.

▪

Condiciones desfavorables (lluvia, tormenta eléctrica, fugas de productos, entre otros).

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4. Marco Práctico: 4.1.

Cálculos:

▪

Datos del ducto. Material

API 5L Gr.X70

Diámetro

24”

609.6 mm

Espesor

0.75”

19.05mm

0.68”

17.48mm

0.562”

14.27mm

S.M.Y.S.

70000 Psig

4.82x10 N/m

Presión de Operación Temperatura

1885.49 Psig 71 ºF

12.99x10 N/m 21.66 ºC

8

6

2 2

Al ser la tubería de 31km aproximadamente, se prevé ejecutar la prueba hidrostática en tramos acorde a los desniveles encontrados en toda la progresiva. Al ejecutarlo de esta manera, evitaremos el uso de equipos de gran dimensión por la fuerza y presión que requiere.

La presión mínima en la tubería deberá ser 1.5 veces la presión de operación en la tubería (Acorde a norma B31.8). La presión mínima en todos los tramos será de 2828.24 PSI y esta presión de prueba mínima ocurrirá en el punto más alto dentro de la sección de prueba. Ilustración 8. Elevaciones Topográficas de la línea de tubería

18

▪

Tramo 1. Comprende desde 0+000 Km hasta 10+065 Km y se considerara establecer el cabezal de prueba lanzador en 0+000 Km.

o Cálculo de Presión y Tensión. Se analizará la presión de la prueba en el punto más alto de la progresiva, la cual es la presión máxima de la prueba hidrostáticas:

P3 = P1 + P2 El valor de P1 es la presión mínima que es igual a 2828.24 PSI. El valor de P2 es la presión ocasionada por la columna de agua:

P2 = P H 2 O * H Conociendo que el valor de la PH2O es 1.42233 PSI por 1m de columna de agua, se tendría:

P2 = 1.42233 * 289 .87 P2 = 412 .29 PSI

19

Finalmente se obtendrá el valor de P3 :

P3 = 2828 .24 + 412 .29 P3 = 3240.53 PSI Para determinar si la presión en el punto bajo de la sección de tubería en Prueba está en el rango, se realiza la comprobación a través de la fórmula de Barlow: 2

=

=1

= 4287.5

2∗68600∗0.75 24

El valor “Pmax” obtenido, es la presión máxima a la cual puede ser sometido el ducto. Este valor será tomado como límite máximo en la prueba que se ejecute en el tramo N°1 del ducto. En la tabla N°2 se muestran los valores de prueba para el tramo N°1 y se podrá corroborar que las presiones están en el rango admisible para realizar la prueba hidrostática en el tramo en mención. Tabla 1

De donde se obtiene: Cabezal Lanzador: Cota = 42.95m Progresiva = kp 0+000

20

Cabezal receptor: Cota = 321.27m Progresiva = kp 10+065 Cotas de límites: Máxima = 321.27m Mínimo = 31.40m Presión Hidrostática: Máxima = 3240.53 PSI Mínima = 2828.24 PSI Presiones admisibles: Máxima de Operación = 1885.49 PSI Mínima de Prueba = 2828.24 PSI Máxima para tubería de e=0.562” = 3212.77 PSI Máxima para tubería de e=0.688” = 3933.07 PSI Máxima para tubería de e=0.75” = 4287.50 PSI o Cálculo de Volumen. Volumen de agua sin presión:

2 =

ℎ

2

2 = 2595 .91 3 El cálculo del agua bajo presión:

Vtp

= V *Fwp* Fpp * Fpwt

Fwp = 1.008715534 21

Fpp = 1.002784874 Fpt = 1.0002002 Fwt = 1.0011696 Tabla 2. Fwt

Fpwt = 0.999031732

Finalmente:

V= 2623 .28 m3 3

Por tanto, el volumen requerido es el de 2623.28m . 22

▪

Tramo 2. Comprende desde 10+065 Km hasta 12+800 Km y se considerara establecer el cabezal de prueba lanzador en 12+800 Km. o Cálculo de Presión y Tensión. Se analizará la presión de la prueba en el punto más alto de la progresiva, la cual es la presión máxima de la prueba hidrostáticas:

P3 = P1 + P2 El valor de P1 es la presión mínima que es igual a 2828.24 PSI. El valor de P2 es la presión ocasionada por la columna de agua:

P2 = P H 2 O * H Conociendo que el valor de la P H2O es 1.42233 PSI por 1m de columna de agua, se tendría:

P2 = 1.42233 * 249.49 P2 = 354.85 PSI Finalmente se obtendrá el valor de P3 :

P3 = 2828 .24 + 354.85 P3 = 3183.09 PSI Para determinar si la presión en el punto bajo de la sección de tubería en Prueba está en el rango, se realiza la comprobación a través de la fórmula de Barlow: = 3212.77

23

=

2

El valor “Pmax” obtenido, es la presión máxima a la cual puede ser sometido el ducto. Este valor será tomado como límite máximo en la prueba que se ejecute en el tramo N°1 del ducto. En la tabla N°2 se muestran los valores de prueba para el tramo N°1 y se podrá corroborar que las presiones están en el rango admisible para realizar la prueba hidrostática en el tramo en mención. Tabla 3

De donde se obtiene: Cabezal Lanzador: Cota = 181.30 m Progresiva = kp 12+800 Cotas de límites: Máxima = 430.79 m Mínimo = 181.30 m Presión Hidrostática: Máxima = 3183.09 PSI Mínima = 2828.24 PSI Presiones admisibles: Máxima de Operación = 1885.49 PSI 24

Mínima de Prueba = 2828.24 PSI Máxima para tubería de e=0.562” = 3212.77 PSI o Cálculo de Volumen. Volumen de agua sin presión:

2 = 2 = 737.68

ℎ

2

3

El cálculo del agua bajo presión:

Vtp

= V *Fwp* Fpp * Fpwt

Fwp = 1.0087 Fpp = 1.0027 Fpt = 1.0002002 Fwt = 1.0011696 Tabla 4

25

Fpwt = 0.999031732 Finalmente: ▪

V= 745.46 m3 3

Por tanto, el volumen requerido es el de 745.46 m . 4.2.

Interpretación de Resultados: A fin de asegurar la calidad del proceso de transporte de hidrocarburos, durante la etapa de construcción del ducto se debe tener un meticuloso control de cada actividad a realizar de acuerdo a la normativa vigente y correspondiente. El presente registro muestra a detalle, lo sucedido durante la realización de la prueba hidráulica (Hermeticidad) en los dos tramos estudiados. Tabla 5.P liquido VS. Tiempo

26

Se puede observar lo siguiente: ▪

Una caída de presión de 19.5 psi cada 4 horas, donde el primer cambio de presión que afecta al sistema considerablemente.

▪

El sistema permanece estable en 2882.19 psi por 5 horas.

▪

La presión vuelve a caer en 27.2 psi, llegando a 2854.99 psi, manteniéndose por 10 horas,

▪

Luego la presión sube en 18.3 psi, hasta 2873.29 psi y se mantiene así hasta finalizar la prueba de hermeticidad.

Si se observa un decaimiento de la presión, se debe directamente a los efectos de la baja temperatura de la noche sobre el sistema.

5. Conclusiones: El éxito de las pruebas hidráulicas radica en el correcto seguimiento de los pasos contemplados anteriormente. No se debe dar por supuesto ningún paso, ya que este puede causar una considerable variación en la toma de datos y por ende en los cálculos posteriores e interpretaciones de la prueba realizada. Las pruebas de presión hidráulica deben realizarse tanto en el sistema completo de gasoductos como en tramos y componentes terminados del sistema. Los múltiples y accesorios, debe someterse a dicha prueba hasta los limites similares que se requieren en el sistema, el sistema puede ser nuevo, fuera de operación o que se pretenda operar con condiciones diferentes para las que se diseñaron.

6. Bibliografía: (ASME B31.8: Gas Transmission and Distribution piping system, 2003) (API 1104: Welding of Pipelines ad Related Facilities, 2005) (API 5L: Specification for Line Pipe, 2013) (SlideShare, 2015) 27

(Scribd, 2012) (Normas National Fire Protection Association (NFPA)) (Urbina G. & Reyna H., 2013) (Inspeccion Periodica de Cilindros de Acero) (ECOPETROL, 1997)

28