Código de Tuberías a
Presión ASME B 31
B31.11 SISTEMAS DE
TUBERIAS DE
TRANSPORTE DE
SÓLIDOS
FLUIDIFICADOS
El Código ASME B 31
Está compuesto de varias secciones individuales, siendo cada una de ellas, Norma
Nacional de EE.UU., y son publicadas bajo la dirección del Comité B31.
Las secciones que incluye el Código ASME B 31 son:
-B31.1: Tuberías de vapor y sistemas de potencia.
-B 31.3: Tuberías de refinerías y plantas químicas.
-B31.4: Sistema de transporte de hidrocarburos líquidos y otros.
-B31.5: Tuberías de refrigeración.
-B31.8: Sistemas de transporte y distribución de gas.
-B31.9: Tuberías de Servicios en Edificios.
-B31.11: Sistemas de transporte de Sólidos fluidificados.
Determinación de la sección aplicable
El propietarios es responsable de seleccionar la sección del Código que mas se aproxima
a la instalación bajo consideración.
Los factores a considerar al momento de esta determinación son:
-Alcance de la sección.
-Requerimientos jurisdiccionales.
-Aplicación de otros Códigos o Normas.
Puede ser necesario en ciertas instalaciones aplicar mas de una sección, y todos los
requerimientos de estas ser aplicados en su totalidad.
Ciertas tuberías dentro de una instalación pueden estar reguladas bajo otras Normas:
-ASME BPVC Sección III
-ANSI Z223.1: Código (EE.UU..) para gas combustible.
-NFPA
-Etc.
El Código establece los requerimientos necesarios para el diseño y construcción segura
de Tuberías a Presión.
Considera que la seguridad no es solo el único parámetro que gobierna la especificación
final de los sistemas de tuberías.
Establece que el diseñador debe conocer que el Código no es un manual de diseño y
que se debe complementar con buenas practicas de Ingeniería.
Los requerimientos establecidos en el Código, están fijados en principios y formulas
básicas de diseño, las cuales están suplementadas con requerimientos específicos.
Estos requerimientos específicos están basados en principios de ingeniería simplificados
Puede ser necesarios que ante situaciones particulares sea necesario aplicar un
análisis ingenieril mas completo o riguroso.
El Código da por entendido que el diseñador es capaz de evaluar estados tensionales
complejos y validar los resultados.
Edición del Código y Adendas
Es intención del Código que la Edición y las adendas no sean retroactivas a menos que
exista un acuerdo especifico entre las partes para usar otra edición o sea requerido
legalmente.
El Código de aplicación debe ser la Edición y la Adenda correspondiente editada al menos
seis meses antes de la fecha del contrato, y deberá ser usada para el proyecto completo
y la operación inicial.
El Código se encuentra bajo la administración del Comité B31 el cual está organizado
y opera bajo los procedimientos del ASME y está acreditado por el ANSI.
El Comité mantiene a las secciones del Código actualizadas con los nuevos
desarrollos de materiales y tecnología.
Las Adendas son editadas periódicamente y nuevas ediciones son publicadas en
periodos entre tres a cinco años.
El Comité ha establecido un procedimiento ordenado para considerar pedidos de
interpretación y revisión del Código.
Interpretaciones
Es establecida de acuerdo a los procedimientos establecidos por el ASME.
Las interpretaciones son editadas como suplemento del Código.
Casos
Es una respuesta escrita cuando se demuestra que las palabras del Código necesitan
clarificación, o cuando alguna respuesta modifica los requisitos existentes o garantizan
el permiso para el uso de nuevos materiales o construcciones alternativas.
Un caso normalmente se edita para un periodo de tiempo limitado.
Los requisitos del Caso pueden ser incorporados al Código o el caso puede expirar o
ser renovado.
Introducción
El ASME B31.11, se aplica a los sistemas de tuberías de transporte de sólidos
fluidificados. Esta dividido en las siguientes partes:
PARTE
ALCANCE
Generalidades y definiciones
Capitulo I
Materiales y Equipamiento
Capitulo II
Diseño
Parte 1: Condiciones y criterio
Parte 2: Diseño por presión.
Parte 3: Componentes.
Parte 4: Juntas de unión.
Parte 5: Expansión, flexibilidad.
Parte 6: Otros sistemas.
Capitulo III
Materiales.
Capitulo IV
Requerimientos dimensionales
Capitulo V
Construcción, soldadura y montaje.
Capitulo VI
Inspección y ensayo.
Capitulo VII
Procedimientos de operación y mantenimiento.
Capitulo VIII
Control de corrosión y erosión.
Apéndice I
Normas referenciadas
Apéndice II
Requisiciones técnicas.
ALCANCE
El Código prescribe requerimientos para el diseño, materiales, fabricación, montaje,
ensayos, operación y mantenimiento seguros de sistemas de tuberías usados para el
transporte de sólidos fluidificados de materiales no peligrosos tales como:
- Carbón
- Minerales
- Concentrados
- Otros materiales sólidos
Dentro del termino tubería, se incluyen:
- Tubos
- Bridas
- Juntas (empaques)
- Tornillos (pernos)
- Válvulas
- Accesorios
- Soportes
No se incluyen las fundaciones y estructuras de soporte.
Dentro del alcance del Código también se incluye
-Tuberías de sólidos fluidificados primarias y auxiliares dentro de instalaciones de
almacenamiento, terminales de líneas de conducción, plantas de bombeo, estaciones
reductoras de presión.
-Tuberías de sólidos fluidificados, instalaciones de almacenamiento y otros equipamientos
ubicados dentro de la propiedad, los cuales han sido afectados al sistema de transporte
de sólidos fluidificados.
-Aquellos aspectos de la operación y el mantenimientos del sistema de tuberías de
transporte, que estén relacionados con la seguridad y protección del publico en general,
el personal de la compañía operadora, el medio ambiente, la propiedad y el propio
sistema de transporte.
EXCLUSIONES
- Sistemas auxiliares tales como:
- Agua
- Aire
- Vapor
- Lubricantes
- Gas y combustible
- Recipientes a presión, intercambiadores, bombas, medidores y otros equipos equivalentes.
- Tuberías diseñadas para presiones de 15 Psig (1 bar) y menores, independientemente
de la temperatura, y presiones mayores a 15 Psig (1 bar) a temperaturas menores a
- 20 °F (-30°C) o mayores a 250 °F (120 °C).
- Tubería dentro de los limites de planta procesadora de sólidos fluidificados y otras
instalaciones que no sean de almacenamiento.
- El diseño y la fabricación de equipos, aparatos e instrumentos.
DEFINICIONES
Sólido Fluidificado
Mezcla de dos fases. Partículas sólidas en fase acuosa.
Línea de conducción
Todas las instalaciones físicas mediante las cuales se transportan sólidos fluidificados
incluyendo tubos, válvulas, accesorios, bridas, reguladores, recipientes, compresores,
estaciones de medición y regulación, etc.
Cañería o tubería
Elemento cilíndrico utilizado para el transporte y conducción de fluidos a presión.
También se incluye un elemento similar denominado tubo usado para el mismo
propósito.
Espesor nominal de pared
Espesor de la pared, establecido en las especificaciones de tubería referenciadas
por este Código. Está sujeto a tolerancias.
Tubos de acero
De acuerdo a su método de fabricación:
- Tubo con soldadura doble de arco sumergido
- Tubo soldado por fusión eléctrica
- Tubo soldado por inducción eléctrica.
- Tubo soldado por resistencia eléctrica.
- Tubo soldado a tope en horno
-Tubo sin costura
Imperfección
Una discontinuidad detectada por la Inspección.
Shall (Debe)
Indica requisito de cumplimiento obligatorio.
Should (Debería)
Indica una buena practica recomendada.
Máxima presión de operación (MOP)
Máxima presión esperada en el sistema durante un ciclo de operación normal.
Máxima presión de operación admisible (MAOP)
Máxima presión interna a la cual puede ser operado el sistema de acuerdo al Código
(Termino utilizado en B 31.8)
Compañía operadora
Dueño o agente responsable por el diseño, construcción, inspección, ensayo,
operación y mantenimiento del sistema de conducción.
SMYS
Sigla en Ingles. Tensión de fluencia mínima especificada.
CAPITULO 2 : DISEÑO
CONDICIONES DE DISEÑO
MAXIMA PRESIÓN DE OPERACIÓN SOSTENIDA
La suma de la presión estática, la sobrepresión aplicada para compensar perdidas y toda
presión adicional aplicada al sistema. Se admiten picos de presión causados que excedan
esta presión según se contempla en el párrafo 1102.2.4 (adicionales por operación
anormal)
PRESION DE DISEÑO INTERNA
No debe ser menor que la máxima presión de operación sostenida, ni menor que la
cabeza de presión estática con la línea en condición estática.
PRESION DE DISEÑO INTERNA
Los componentes de tubería serán diseñados contemplando la máxima presión
diferencial entre presión externa e interna.
RANGO DE TEMPERATURA DE DISEÑO
Es el rango de temperatura de metal que represente la condición sostenida mas severa
esperable.
Se deberá tener en cuenta que ciertos materiales pueden no tener un comportamiento
adecuado a bajas temperaturas.
INFLUENCIAS AMBIENTALES
Efecto de la expansión del fluido
Se deberá prever cualquier cualquier sobrepresion
causada por la expansión del fluido debido al calentamiento del mismo.
Congelamiento
Se debe prevenir posibles efectos de congelamiento de fluido dentro de la tubería.
EFECTOS DINÁMICOS
Impacto
Causado tanto por fuerzas internas (golpe de ariete) como externas.
Viento
Deben utilizarse registros meteorológicos, regulaciones etc., para el diseño de tuberías
sometidas al efecto de vientos, particularmente tuberías suspendidas.
Terremoto
Cuando sea aplicable debe considerarse sus efectos en el diseño de la tubería, soportes,
y restrictores, basándose en datos y registros del sitio.
Vibración
Se debe considerar en el diseño las tensiones impuestas por vibraciones o resonancias
aplicando practicas ingenieriles reconocidas.
Hundimiento
Se debe considerar los efectos de cedencia de suelos en aquellos lugares donde esto
pueda presentarse.
Olas y corrientes
Se deben considerar en el tendido de tuberías en vías acuáticas.
EFECTOS DEL PESO
Los siguientes efectos del peso combinado con otras cargas debidas a otras causas deben
ser tenidos en cuenta por el diseñador:
Carga viva
Peso del fluido transportado y cualquier otro material foráneo tales como nieve, y hielo
adheridos a la tubería.
Los vientos y las olas también pueden entrar dentro de esta categoría.
Carga muerta
Peso de la tubería, aislaciones, revestimientos, componentes, relleno del suelo y otras
cargas impuestas permanentes.
CARGAS DE EXPANSIÓN Y CONTRACCION TERMICAS
El diseñador debe tomar en consideración los efectos de resultantes de las fuerzas
y momentos impuestos en la tubería a consecuencia de las expansiones y
contracciones.
Debe considerarse el uso de curvas, codos cambio de dirección etc. Los soportes
deben permitir el movimiento entre anclajes.
MOVIMIENTOS RELATIVOS DE EQUIPOS CONECTADOS
Se debe tomar en cuenta los efectos de los movimientos diferenciales de los equipos
conectados a la tubería con respecto al movimiento del sistema.
EFECTOS POTENCIALES DE CORROSION Y EROSION
En el diseño se debe tener en consideración los potenciales efectos de corrosión y
erosión del fluido transportado.
OTRAS CONSIDERACIONES DE DISEÑO
El diseñador debe tener en cuenta que el efecto combinado de la presencia de un sólido
y un liquido dentro de la tubería tiene efectos y comportamientos diferentes a los
encontrados en las líneas de transporte de líquidos o gases que requieran
consideraciones diferentes.
Algunas de ellas pueden ser: limitaciones en las pendientes de la tubería, efectos sobre
la presión debido a diferenciales de densidad, operaciones anormales debido a
acumulación de sólidos, paradas, arranques del sistema etc.
CRITERIOS DE DISEÑO
Esta parte contiene los requerimientos referidos a rating, criterios de tensiones y esfuerzos,
sobreespesores a considerar, valores mínimos de diseño y su variación permitida.
Los criterios de diseño de este Código, son adecuados para la seguridad publica bajo
las condiciones que son de uso habitual y cubiertas por este Código en los sistemas de
transporte de sólidos fluidificados.
El diseñador deberá proveer un diseño seguro para aquellas condiciones inusuales o
especiales como ser cruces de ríos, instalaciones off shore y costeras, sobre puentes,
áreas de intenso trafico, suelos inestables, vibraciones, zonas sísmicas, etc.
Algunas de estas medidas de protección adicionales pueden ser materializadas
mediante la aplicación de encamisados, recubrimientos de concreto, aumento del
espesor de pared de la tubería, aumentando la profundidad de tapada o con
suficientes medidas de indicación de la traza.
RATING DE PRESIÓN TEMPERATURA PARA COMPONENTES DE TUBERIA
COMPONENTES CON RATING ESTABLECIDO
Los rating presión - temperatura establecidos en las normas listadas en este código
(tabla 1123.1) para 100 ºF (40 ºC), son aceptables para las presiones y temperaturas
dentro del rango de -20 ºF (-30 ºC) y 250 ºC (120 ºC).
COMPONENTES SIN RATING ESTABLECIDO
Deben ser clasificados para su uso:
-Cuando exista experiencia de uso en elementos comparables en cuanto, tamaño,
forma, y servicio comparable.
-Ensayo de aptitud (UG 101 del ASME BPVC Sección VIII Div. 1)
-Análisis de tensiones (Tal como se describe en el apéndice 6 del ASME BPVC Sección
VIII Div. 2)
-Cálculos ingenieriles.
CONDICION NORMAL DE OPERACIÓN
Para condición normal de operación, no deberá excederse la presión de los ratings, ni la
presión de diseño para los componentes utilizados.
TOLERANCIAS PARA VARIACION RESPECTO DE LA OPERACIÓN NORMAL
Podrán ser producidas por cambios de velocidad del flujo debido al cierre de una
estación de bombeo o la salida de servicio de una bomba o el bloqueo de una válvula.
Para este tipo de situaciones no normales de funcionamiento, si se cumple que los
valores de las sobrepresiones disminuyen a medida que se aleja del punto de
perturbación, y además se prevé un adecuado control y protección de equipos
relacionados con el sistema, se podrán admitir presiones hasta un 10% por encima
de la presión de diseño.
RATING EN TRANSICIONES
Cuando se interconecten sistemas que operan con diferentes condiciones de servicio,
deberá colocarse una válvula de división con un rating de presión temperatura para
la condición mas desfavorable.
TENSIONES ADMISIBLES
Las tensiones admisibles a ser usadas en el diseño de tubos nuevos y usados de
especificación conocida será establecida como sigue:
S = 0,80 x E x SMYS (Tensión de fluencia mínima especificada)
0,80 = Factor de diseño, basado en el espesor nominal. Considera la tolerancia de
espesores en menos admitidas por las especificaciones de fabricación de tubos
y la máxima profundidad de imperfecciones admitidas.
E = Factor de junta soldada (Tabla 1102.4.3)
En la tabla 1102.3.1a hay ejemplos de tensiones admisibles en tubos admitidos por
este Código.
-Para tubos usados de especificación conocida existen limitaciones dadas en el
párrafo 1105.2.1b
- Para tubos de especificación desconocida o ASTM A 120 deben establecerse de
acuerdo a:
S = 0,8 x E x SMYS
SMYS = 24.000 Psi (165 Mpa) o determinada de acuerdo a 1137.6.6 y .7
- Para tuberías que adquieren su resistencia a la fluencia por trabajado en frío y luego
tratados térmicamente a 600ºC o mayor, deberá ser del 75% de los valores indicados
en los párrafos anteriores.
- Las tensiones admisibles para esfuerzos de corte, no debe exceder el 45% de la SMYS.
- Las tensiones admisibles para esfuerzos de flexión, no debe exceder el 90% de la SMYS.
- Las tensiones admisibles en compresión de materiales estructurales de soporte, no debe
exceder el 45% de la SMYS ni el 45% y 90% para corte y flexión respectivamente.
Materiales desconocidos pueden ser usados asumiendo una SMYS de 24.000 Psi
(165 Mpa).
LIMITES DE TENSIONES CALCULADAS SOBRE LA BASE DE CARGAS SOSTENIDAS
Y EXPANSION TERMICA
-Tensiones debidas a presión interna
No deben exceder el valor de S determinado según lo descrito en párrafos anteriores
(excepto que otro valor se admita en otro parágrafo)
-Presión externa
Las tensiones debidas a la presión externa serán consideradas seguras si los espesores
de pared cumplen los requerimientos de los párrafos 1103 y 1104 (Diseño por presión
de componentes de tuberías)
-Tensiones admisibles de expansión
Los valores de tensiones admisibles considerados en el parágrafo 1119.6.4c (Expansión
y flexibilidad), para líneas restringidas, no deberán exceder el 90% de la SMYS.
El rango de tensiones admisibles SA para líneas no restringidas, no debe superar el
72% de la SMYS.
-Tensiones longitudinales
La suma de las tensiones longitudinales debidas a presión, peso y otras cargas
no debe superar el 75% del valor permitido para SA establecido en el párrafo anterior.
LIMITE DE TENSIONES DEBIDAS A CARGAS OCACIONALES
La suma de las tensiones longitudinales debidas a presión, peso, cargas vivas y
muertas, viento, terremoto, etc., no deben superar el 88% de la SMYS. No es
necesario considerar que las cargas por viento y terremoto actúan simultáneamente.
Las tensiones debidas a ensayos no están sujetas a estas limitaciones.
TOLERANCIAS
-Corrosión y/o Erosión
Cuando sea esperable la presencia de estos mecanismos de daño, se deberá considerar
la utilización de inhibidores, lining o revestimientos interiores o el incremento del espesor de
pared. Estas consideraciones deben ser consistentes con la expectativa de vida útil de la
tubería.
-Roscado y ranurado
El espesor mínimo calculado de la cañería a ser roscada debe ser incrementado en una
dimensión equivalente a la profundidad de la rosca, cuando el roscado de la tubería
sea admitido por este Código.
-Espesores de pared y defectos
Deben estar de acuerdo con lo indicado en las especificaciones aplicables listadas en
el Apéndice I
DISEÑO POR PRESIÓN DE COMPONENTES DE TUBERÍAS (P 1104)
TUBERÍA RECTA
El espesor requerido para tuberías rectas será:
tn = t + A
Donde
t = Pi x D / 2 S (Para presión interna)
Nomenclatura:
tn: Espesor mínimo requerido incluyendo tolerancias por corrosión, erosión y mecánicas.
t: Espesor de diseño por presión (no requiere adicionar las tolerancias de espesor por
fabricación en menos).
A: La suma de todas las tolerancias.
Pi: Presión interna.
S: Valor de tensión admisible del material
D: Diámetro exterior.
Para presión externa
Los tubos pueden estar sometidos bajo circunstancias particulares a condiciones de presión
exterior. Para ello deben seleccionarse de forma tal de evitar su colapso tomando en
cuenta sus propiedades mecánicas, dimensiones, ovalizacion, variaciones en el espesor
permitidos por la especificación del material, etc.
SEGMENTOS CURVADOS
Pueden realizarse mediante la instalación de tubos curvados (1106.2.1)o codos estándar
de acuerdo a 1106.2.3.
El espesor de pared de los tubos antes del curvado será determinado de la misma
manera que para tubo recto.
El curvado debe estar de acuerdo con las limitaciones de aplastamiento dadas en
1134.7.1.(b)
CONEXIONES EN DERIVACIÓN
Podrán ser realizadas por medio de:
-Tee y Cruz.
-Tubos con salida extraída integralmente reforzados.
-Conexiones soldadas.
TEE Y CRUCES
El espesor mínimo de pared para Tee y cruces, bridados o roscados no debe ser menor
que el indicado en la normas ANSI/ASME o MSS.
Las Tees y cruces para soldar a tope deben cumplir con:
-ASME B16.9
-MSS SP 75
Siempre que cumplan con lo indicado, pueden ser utilizadas para cualquier relación
de diámetros del tubo derivación con el tubo conductor y para rating de presión –
temperatura basadas en las mismas tensiones admisibles que tubos de material
equivalente y relaciones de tensiones circunferenciales / SMYS similares a los de la
línea en la que se utilizaran.
DERIVACIONES EXTRUIDAS INTEGRALMENTE REFORZADAS
Podrán ser utilizadas para cualquier relación de diámetros de tubo de derivación / tubo
conductor, y para toda relación de tensión circunferencial respecto de la SMYS del tubo
de derivación y tubo conductor, si se cumple con las siguientes condiciones:
-Estas reglas se aplican para diseño por presión. En caso de existir otros esfuerzos,
éstos deben ser considerados.
-Estas reglas no se aplican a conexiones con refuerzos adicionales (anillo, montura etc.)
-Estas reglas se aplican solo cuando el eje de la derivación, intersecta y es perpendicular
al eje del tubo conductor.
-El diseño debe estar de acuerdo a la figura 1104.3.1 (b)
-La altura del cuello es igual o mayor al radio de acuerdo del cuello, con respecto al
caño conductor (h0 > r0).
Nomenclatura:
d= Diámetro exterior del tubo de derivación.
dc= Diámetro interno del tubo de derivación.
D= Diámetro exterior del tubo soporte.
Dc= Diámetro interior del tubo soporte.
D0= Diámetro interior de la boquilla extraída medida al nivel de la superficie externa del
tubo soporte.
h0= Altura del labio extruido.
L= Altura de la zona de refuerzo
0,7 dT0
tb= Espesor requerido para la derivación.
Tb= Espesor nominal de la derivación.
th= Espesor requerido para tubo soporte.
Th= Espesor nominal del tubo soporte.
T0= Espesor final de la boquilla a la altura de r0 por sobre la superficie exterior del
tubo soporte.
r1= Mitad del ancho de la zona de refuerzo (Igual a D0)
r0= Radio de curvatura de la porción contorneada, en el plano que contiene al eje del tubo
soporte y el de derivación.
Este radio r0 está sometido a las siguientes limitaciones:
-Mínimo: 0,05 d (Para derivaciones mayores a NPS 30 no requiere ser mayor a 1,5”)
-Máximo: Para NPS 8 y mayores, no debe exceder 0,10 d + 0,5”, para NPS menores
a NPS 8 no debe exceder 1,25”.
No podrá usarse mecanizado para cumplir con estas condiciones.
Área disponible del refuerzo
Será la suma de A1+ A2 + A3, siendo:
A1= Área dentro de la zona de refuerzo del tubo soporte resultante de un exceso de
espesor / A1 = D0 (Th – th)
A2= Área dentro de la zona de refuerzo de la conexión resultante de un exceso de
espesor / A2 = 2 L (Tb – tb)
A3= Área dentro de la zona de refuerzo resultante de un exceso de espesor en el labio
extruido / A3= 2 r0 (T0 – tb)
El área requerida de refuerzo requerida estará dada por la expresión:
A = K th D0
El diseño debe contemplar que A debe ser mayor o igual a la suma de A1+ A2 + A3
Los valores de K deben ser tomados según:
d/D
K
Mayor a 0,60
1,00
0,15<d/D<0,60
0,6 + 2/3 d/D
Menor a 0,15
0,70
DERIVACIONES SOLDADAS
Deben estar de acuerdo a los siguientes esquemas:
El tipo de diseño debe corresponderse con lo establecido en la tabla 1104.3.1.c y lo descrito
a continuación de 1 a 4.
1- Será preferido el uso de Tees, cruces forjadas o derivaciones extruidas. En caso de
no usarse estos elementos, el refuerzo de derivación deberá extenderse alrededor
del tubo de derivación sobre el caño soporte.
2- El refuerzo puede ser del tipo envolvente, anillo, montura o un accesorio soldado
autoreforzado.
Cuando el refuerzo se fija por filete al tubo soporte, su espesor debe ser reducido
con una transición de 45º hasta llegar a espesor del tubo soporte.
El diámetro del orificio sobre el tubo soporte no debe exceder mas de 6 mm el
diámetro exterior del tubo derivación.
3- El refuerzo de conexiones en derivación, con orificios de NPS 2 o menor, no es requerido.
Deben tomarse consideraciones cuando existan cargas inducidas por vibración u otras
fuerzas externas.
4- Los refuerzos de las derivaciones no son mandatorios, aunque en algunas condiciones
sí pueden serlo. Por ejemplo, cuando se involucran presiones superiores a los 100 Psi
(689 Kpa), en tubos de pared delgada o cargas externas severas.
5- Si el refuerzo es requerido, y a consecuencia del diámetro de la derivación, el mismo
se extiendo alrededor del tubo soporte mas de la mitad de su circunferencia, entonces
será obligatorio usar una envolvente de circundación completa o utilizarse una Tee,
cruz o derivación extruída.
Refuerzo de aberturas simples
El diseño de las conexiones, en derivaciones simples o múltiples, debe prever un
adecuado y seguro nivel de tensiones.
Se deberá tomar en cuenta las tensiones presentes en los espesores remanentes de
la pared del tubo soporte a consecuencia del orificio, las tensiones de corte producidas
por la presión en el área de la apertura, y cualquier otra carga externa.
El calculo del refuerzo requerido se basa en la regla que establece que el área de
metal disponible para refuerzo, debe ser mayor o igual que el área quitada.
Área requerida
Será definida como:
AR= d . th
d: Longitud de la abertura terminada sobre la pared del tubo soporte, medida paralela al
eje del tubo soporte.
th: Espesor requerido del tubo soporte.
El refuerzo requerido se puede obtener por cualquier combinación de áreas A1, A2 y A3 y
se debe verificar que A1+ A2 + A3 sean mayor o igual a AR
Siendo
A1: Área en exceso el la pared del tubo principal = (Th-th) . d
A2: Área en exceso en la pared del tubo de derivación hasta una distancia L del tubo
soporte = 2 (Tb-tb) L
A3: Área correspondiente a la suma de las áreas de refuerzo agregado, incluidas las
secciones de los filetes de soldadura.
L: El menor entre 2,5 Th o 2,5 Tb + M
La zona de refuerzo es un paralelogramo, cuyo ancho puede extenderse como máximo
hasta una distancia “d” a cada lado del eje de la derivación, y cuya altura se extiende una
altura “L”, desde la superficie exterior del tubo soporte.
Los materiales de los refuerzos pueden tener distintas resistencia que el del tubo soporte.
Si sus resistencias son menores, entonces el área proporcionada debe ser afectada por
la relación de tensiones entre ambos.
Para refuerzos con materiales de mayor resistencia, este hecho no otorga ningún tipo
de crédito para incrementar áreas.
Cuando se agregan refuerzos, se debe prever la realización de un orificio para actuar
como elemento de venteo de gases durante la soldadura de los refuerzos y/o tratamientos
térmicos, y además para permitir revelar la presencia de fugas en el cordón de unión
de la derivación con el tubo soporte.
Estos orificios deben ser taponados durante el servicio de manera de evitar el daño
por corrosión por crevice en la interfase entre el refuerzo y los tubos.
El uso de elementos de rigidizacion entre el tubo soporte y el de derivación no serán
considerados a los efectos de áreas de refuerzo.
La soldadura entre el tubo soporte y el tubo de derivación debe ser de penetración total
mas un filete de sello de dimensión W1 (indicada en las figuras de refuerzos aceptables).
Es preferible el uso de filetes cóncavos de manera de minimizar la concentración de
tensiones.
Los refuerzos de anillos o monturas deben ser chaflanados a 45º si su espesor es
notoriamente superior al de los tubos de soporte y derivación, de manera de obtener
filetes soldados de las medidas máximas y mínimas establecidas.
Derivaciones con ángulos menores a 90º, se vuelven progresivamente mas débiles,
por lo que se debe aumentar las áreas de refuerzo para compensar este hecho,
requiriéndose estudios particulares para estas circunstancias.
Aberturas múltiples
Es aconsejable que las aberturas múltiples estén a una distancia tal que sus refuerzos
no se superpongan.
Si esto no puede ser evitado, las aberturas deberán ser reforzadas siguiendo el
criterio anterior con un refuerzo combinado que tenga la misma resistencia que la
suma de refuerzos que hubiesen requerido por separado.
Cuando mas de dos aberturas adyacentes han de ser provistas con refuerzos combinados
la mínima separación entre centros de orificios será preferiblemente de 1 ½ veces su
diámetro promedio y el área de refuerzo entre ellas debe ser al menos el 50% del total
requerido para esas dos aberturas.
Si los centros de los orificios se encuentran separados a menos de 1 1/3 veces su diámetro
promedio, no se deberá considerar al ligamento remanente de material entre ellas como
contribuyente del refuerzo.
Una serie de aberturas adyacentes o con poca separación entre ellas, puede ser reforzada
como un grupo, si son tratadas como una sola abertura y se asume que posee un
diámetro que abarque a todas las aberturas.
BRIDAS
Se consideran aptas para el uso por este Código a las bridas diseñadas según 1108.1
y las bridas estándar listadas en tabla 1123 (Material Standards) y 1126 (Dimensional
Standard).
Cuando se requiera el uso de otro tipo de bridas estas deberán diseñarse de acuerdo
al apéndice II de la Sección VIII Div. 1 del Código ASME BPVC.
Es permitido utilizar transiciones en el interior del cuello de bridas welding neck para
su uso en materiales de pared delgada (Transición 3:1)
REDUCCIONES
reducciones que cumplan con ASME B 16.5, B 16.9 o MSS SP 75 deben usarse dentro
del rating presión temperatura y resistencia basados en tubos de igual o equivalente
material.
Reducciones suaves fabricadas del mismo espesor nominal del tubo y del mismo material
de los tubos a unir, son consideradas aptas para el mismo servicio que el tubo.
Las soldaduras realizadas para efectuar esta fabricación, deberán ser radiografiadas
o inspeccionadas con otro ensayo no destructivo aceptable (exceptuado visual).
Donde sea apropiado, los cambios de diámetros pueden estar acompañados de codos,
Tees, o válvulas.
OTROS COMPONENTES RETENEDORES DE PRESION
Componentes no cubiertos por las especificaciones listadas, y para los cuales el Código
no ofrece ecuaciones de calculo,`podrán ser usados si son similares a otros
componentes probados.
Si no se cuenta con esa experiencia en servicio, el diseño debe basarse en: Ensayos
de estallido (ASME VIII Div. 1, UG 101), stress análisis (ASME VIII Div 2, Ap. 6) u
otros cálculos de ingeniería.
SELECCIÓN Y LIMITACIÓN DE COMPONENTES DE TUBERÍA
TUBOS
- Tubos metálicos ferrosos nuevos, listados en la tabla 1123.1, pueden ser usados sujetos
a los requerimientos de ensayo dados en 1137.1.4, 1137.4.1 y 1137.4.3 (Pruebas de
presión y fugas)
-Tubos usados de especificación conocida y listada en la tabla 1123.1, pueden utilizarse
sujetos a los requerimientos de ensayo dados en 1137.4.1, 1137.6.1, 1137.6.3 y
1137.6.4 (Prueba de presión, examen visual, medición de espesores y determinación
de factor de junta soldada).
-Tubos metálicos ferrosos nuevos o usados de especificación desconocida y los ASTM
A 120, pueden utilizarse con una tensión admisible dada en 1102.3.1c y sujeto a los
siguientes ensayos (Prueba de presión y fugas, examen visual, determinación de
espesor de pared, factor de junta soldada y soldabilidad).
En caso de utilizarse un valor superior a 24 Ksi como tensión de fluencia, estarán
sujetos a los ensayos anteriores mas la determinación de la fluencia máxima y
mínima.
-Se podrán utilizar revestimientos internos o externos sobre tubería de acero que
conformen los requerimientos del Código. No deben considerarse como contribuyentes
de resistencia.
ACCESORIOS PARA SOLDAR A TOPE Y BRIDADOS
Para soldar a tope, deben cumplir con ASME B 16.9, B 16.28 o MSS SP 75.
Accesorios bridados deben cumplir con ASME B 16.5
Los accesorios que exceden el tamaño estándar, deben cumplir con los criterios dados en
1103 y 1104.
CURVAS
El mínimo radio de curvatura para curvado en frío esta dado por la tabla 1106.2.1.b.
Como excepción, pueden efectuarse curvados en frío en obra para NPS 14 y mayores
con un radio de curvado de 18 D, que cumplan con los requerimientos de reducción
de diámetros (máximo 6%) y espesores de pared no menores al requerido.
Para lograr esto, se dependerá de factores tales como espesores de pared, ductilidad,
relación de diámetros/espesores, mandriles y habilidad para ejecutar esta tarea.
Para ello deben realizarse curvas de prueba para determinar que se cumple con
requerimientos de variación de diámetros y espesores.
CURVAS MITRADAS
En sistemas que operan con tensiones circunferenciales al 20% o mas de la SMYS,
está prohibido su uso.
Para sistemas que operan a menores tensiones, podrán utilizarse siempre que el ángulo
entre gajos no sea mayor a 12,5 º y la distancia mínima entre gajos sea igual a un
diámetro de tubo.
Para sistemas que operan con tensiones circunferenciales menores al 10% de la SMYS,
estas ultimas restricciones no aplican.
CODOS
Además de lo indicado en el punto anterior, los codos hechos en fábrica, deben tener
propiedades mecánicas y químicas similares a las de los tubos a los cuales van a
ser unidos.
ABERTURAS DE CIERRE RAPIDO
No existen requerimientos específicos de diseño. Deben tener un rating presión /
temperatura igual o mayor que el del sistema y estar equipados con dispositivos
de bloqueo (ASME Sec. VIII UG 35 (b)).
CABEZALES DE CIERRE
Los cabezales (planos, elípticos, esféricos o cónicos) deben ser diseñados de acuerdo a
ASME Sec. VIII Div. 1.
La máxima tensión admisible no debe superar la indicada en 1102.3 y si contienen
soldaduras éstas deben ser radiografiadas 100% según ASME Sec. VIII Div. 1.
VÁLVULAS
Las válvulas de acero que conforman lo establecido en las especificaciones listadas en
1123.1 y 1126.1, podrán utilizarse. Esas válvulas podrán tener partes de hierro fundido
o maleable según API 6D.
Las válvulas de hierro fundido que aparecen listadas en 1123.1 y 1126.1, pueden
utilizarse hasta presiones de 250 Psi.
Las válvulas no cubiertas por las especificaciones mencionadas, podrán utilizarse si
soportan los mismos esfuerzos, estanqueidad, y pueden satisfacer los mismos ensayos
que los indicados en las especificaciones listadas.
Las válvulas de acero de tamaño estándar, deben cumplir con ASME B 16.5 o
MSS SP 44.
Los asientos de las válvulas y partes expuestas deben ser capaces de soportar la
exposición a los sólidos fluidificados
JUNTAS
Podrán ser utilizadas juntas estándar que confirman el ASME B 16.20 o 16.21.
No deben utilizarse juntas metálicas distintas a las “ring joint” o espiraladas, para clase
150 Lb o menor.
Se pueden utilizar juntas especiales si las mismas son aptas para las presiones,
temperaturas, fluidos y otras condiciones a que estarán sometidas.
PERNOS
Las roscas de los pernos deben cubrir completamente las tuercas.
Las tuercas deben conformar las normas ASTM A 194 o A 235. La A 307 Gr B podrá
usarse en bridas Serie 150 y 300.
Cuando se unen bridas de hierro fundido serie 125 con bridas de acero serie 150,
pueden usarse pernos de acero al carbono tratado térmicamente o de acero aleado
solo si ambas bridas tienen la cara plana y la junta de diámetro completo.
Salvo lo indicado antes, los pernos deben conformar a ASME B 16.5 y MSS SP 44, o
lo indicado en ASME Sec. VIII Div. 1 para bridas especiales.
FLEXIBILIDAD
El Código es aplicable tanto para tuberías en superficie como enterradas.
Las tuberías deben ser diseñadas con suficiente flexibilidad como para absorber la
expansión y contracción sin producir excesivas tensiones / esfuerzos, momentos, o fuerzas
en la tubería, juntas de unión, equipos conectados y elementos de anclaje.
Deben proveerse suficientes medios para darle suficiente flexibilidad al sistema.
Se deberá efectuar un análisis de flexibilidad al sistema. Existen software de calculo
especifico para este tema que contemplan además los requerimientos del Código.
SOPORTES
Deben diseñarse de manera de soportar a la tubería sin producirle daños y además
deben permitir el movimiento deseado de la misma.
La fijación de los soportes a la tubería debe ser de tal manera de minimizar los esfuerzos
sobre ésta. Si la tubería esta diseñada para operar a tensiones circunferenciales de
mas del 20% de la SMYS, la fijación de los soportes a la tubería debería realizarse
sobre un cilindro metálico que envuelva a la tubería y esté unido a ésta a través de
soldaduras alrededor del tubo.
El Código da lineamientos para el análisis de flexibilidad . No contiene métodos de
calculo y fija limites a las tensiones.
CONSTRUCCIÓN, SOLDADURA Y MONTAJE
CONSTRUCCIÓN
Las construcciones nuevas o reemplazo de construcciones existentes deben cumplir con lo
indicado en este capítulo.
Cuando se requieran especificaciones escritas, éstas deben contener suficiente detalle
como para asegurar el cumplimiento del Código. Tales especificaciones deben incluir
detalles específicos acerca de:
-Manipuleo de tubería.
-Equipamiento.
-Materiales
-Soldadura
-Otros factores de la construcción relacionados con la seguridad y buenas practicas
de Ingeniería.
No se requiere que cada Ítem de la construcción sea tratado en detalle ya que la
especificación puede incluirlos globalmente.
De cualquier modo, estén o no cubiertos especifica o globalmente, toda la construcción y
materiales deben estar de acuerdo a las buenas practicas de ingeniería y seguridad y
con las practicas probadas en la construcción de sistemas de tuberías.
INSPECCIÓN
La Compañía operadora debe realizar una adecuada inspección, utilizando inspectores
calificados, para asegurar el cumplimiento de las especificaciones de construcción.
La calificación de los inspectores estará de acuerdo a 1136.
DERECHOS DE PASO Y REQUISITOS DE CONSTRUCCIÓN
La ubicación de la traza debe contemplar el desarrollo futuro de centros urbanos o
industriales, de manera de minimizar la posibilidad de daños.
Toda voladura debe ser realizada según las regulaciones gubernamentales y
ejecutada por personal competente y calificado.
Debe deteriorarse lo menos posible el terreno por el cual se instala el sistema,
restaurando luego de la construcción el terreno a fin de evitar daños a la tierra.
Durante la construcción se deberán mantener los cruces ferroviarios, cruces de carreteras,
lagos, ríos, señalamiento, etc., en vistas de la seguridad pública.
El almacenamiento y manipuleo de tubos, accesorios, válvulas, etc., debe ser realizado
con cuidado. Cuando sea preciso se podrá utilizar API RP 5L 1, 5 o 6 para el
transporte de tubos.
Si los tubos poseen revestimientos, se deberá ejercitar cuidados adicionales para evitar
que los mismos se dañen durante las maniobras de izaje, movimientos y estiba.
DAÑOS A ITEMS FABRICADOS Y TUBOS
Los tubos, accesorios y elementos prefabricados, deben ser inspeccionados antes del
armado y montaje para verificar la ausencia de daños, distorsiones, deformaciones,
presencia de indentaciones y entallas.
Los defectos graves pueden ser reparados por soldadura según los procedimientos
dados en API 5L, o eliminados por amolado o pulido siempre que resulte un espesor
final mayor que el requerido por calculo.
Si esto no puede ser cumplido, se debe remover el tramo del tubo dañado y
reemplazado por un niple en adecuadas condiciones.
No serán admitidos reparaciones por medio de parches solapados en sistemas que operan
con tensiones circunferenciales mayores al 20% de la SMYS.
En este último caso solo se admitirá las envolventes de circundación completa.
Las laminaciones o presencia de entallas en los extremos de los tubos no serán reparadas.
El extremo dañado debe ser removido en toda su circunferencia y reemplazado.
Sectores distorsionados o aplastados deben ser eliminados.
Deformaciones en la curvatura del tubo, con presencia de entallas, deben ser removidos
por el corte de un niple.
Estas deformaciones de curvatura ubicadas sobre costuras soldadas deben ser
removidas y reemplazadas por un niple.
Toda deformación de la curvatura que exceda los 6 mm de profundidad en tubos
NPS 12 y menores o el 2% del diámetro nominal en dimensiones mayores, y que
operan con tensiones circunferenciales de mas del 20% de la SMYS, deben ser
eliminados. Colocar parches no esta permitido en este tipo de líneas.
Tubos pandeados serán reemplazados.
ZANJEO
La profundidad de la zanja debe ser apropiada para la localización, superficie del terreno y
cargas impuestas por vías férreas y carreteras.
Si la mínima profundidad de tapada no puede ser alcanzada, puede utilizarse una tapada
menor con protección adicional adecuada.
El tamaño y preparación de la zanja debe ser tal que minimice el daño sobre la
pintura, recubrimiento y metal del tubo.
Debe existir una distancia mínima de 12” (0,3 m) entre la tubería y cualquier otra línea
o estructura enterrada, excepto respecto de drenajes para los cuales se permite una
distancia mínima de 2” (50 mm).
CURVAS Y CODOS
HECHAS DE TUBOS
Cuando se realicen curvas en caliente con tubos que han sido trabajados en frío para lograr
la resistencia requerida, el calculo del mínimo espesor requerido debe ser realizado
utilizando el menor valor de tensión admisible en ambas condiciones.
Las curvas deberán ser realizadas de tal manera que preserven la forma cilíndrica, libres
de pliegues, fisuras u otra evidencia de daño mecánico.
El diámetro no debe ser reducido en ninguna zona en mas del 6% del diámetro nominal.
La curva completa debe permitir el pasaje de scrappers y dispositivos de limpieza e
inspección.
El radio mínimo de curvado se encuentra especificado en el capitulo de diseño.
Preferentemente debe existir una longitud recta de 2 m en cada extremo de curvas en frió.
SOLDADURA
esta parte aplica a las soldaduras por arco y gas de materiales forjados, laminados
y fundidos usados en tuberías y equipos relacionados.
Incluyen juntas a tope, a filete, socket weld, y de sello realizadas sobre tubos, válvulas
bridas, accesorios y equipos.
No se aplica a la soldadura de juntas longitudinales y en espiral usadas en la fabricación
de los tubos y accesorios.
La terminología de soldadura es la establecida en las normas ANSI/AWS A 3.0 y API 1104.
Las soldaduras serán realizadas con procesos SMAW, SAW, GMAW, FCAW, GTAW u
OFW, o combinación de estos procesos en forma manual, semiautomática o automática.
Los metales de aporte deben cumplir lo indicado en la Norma API 1104.
CALIFICACIONES DE SOLDADURA
Previo a iniciar cualquier tarea de soldadura, deben establecerse y calificarse adecuados
procedimientos de soldadura y calificar a los soldadores. Los procedimientos deberán
contener toda la información requerida por estas normas.
Los mismos estarán calificados de acuerdo a la Norma API 1104 o la Sección IX del
Código ASME BPV.
Ambas normas contienen secciones en las cuales se definen las variables esenciales
que son aplicables tanto a la calificación de los procedimientos de soldadura como
a la calificación de los soldadores. Se deberá seguir lo indicado en estas secciones.
Este Código establece algunas modificaciones a estas variables esenciales. Para los
aceros al carbono que contengan hasta 0,32% C (análisis de colada) y un carbono
equivalente (C+1/4 Mn) que no exceda 0,65% (análisis de colada), son considerados
materiales P 1 del Código ASME.
Los aceros aleados que tengan demostrado que su soldabilidad es similar a la de estos
aceros al carbono, podrán ser soldados, precalentados y tratados térmicamente como
los aceros mencionados anteriormente, y según como se indica en 1134.8.8 y .9.
Otros aceros aleados deben ser soldados, precalentados y tratados térmicamente como
se indica en la Sección VIII y IX del ASME BPVC.
Los soldadores deben ser recalificados si existe alguna razón que ponga en duda
su habilidad o si permanecen por un periodo de mas de 6 meses sin soldar con el
proceso calificado.
Se deben mantener registros de la calificación de los Procedimientos de Soldadura
y de los soldadores. Los registros de las tareas y ensayos de la calificación de los
Procedimientos de soldadura deben ser retenidos al menos durante el tiempo que
los procedimientos estén en uso. Los registros de la calificación de los soldadores
deben ser mantenidos por al menos 6 meses de terminada la fabricación en la cual
participaron.
La compañía operadora será responsable por la calificación de los procedimientos de
soldadura y soldadores.
Todas las soldaduras serán ejecutadas cumpliendo los requisitos establecidos en este
Código y en la norma API 1104, con excepción de lo indicado para las calificaciones de
soldadura.
CALIDAD DE LAS SOLDADURAS
La calidad de las soldaduras debe ser verificada por medio de inspección no destructiva
o por remoción de costuras terminadas, seleccionadas por el Inspector, y ensayada
en forma destructiva.
La inspección no destructiva debe consistir en radiografía u otro método aceptable
(excluida la inspección visual). El método debe ser capaz de detectar indicaciones
de potenciales defectos que puedan ser correctamente interpretados y evaluados.
Cuando se utilice ensayo radiográfico, el mismo debe ser ejecutado siguiendo los
requerimientos de procedimiento radiográfico establecidos en API 1104.
Las discontinuidades encontradas tales como falta de penetración, falta de fusión,
escoria, quemaduras, porosidad, fisuras, socavados y acumulación de imperfecciones
serán evaluadas según API 1104. Esta evaluación es válida para los métodos no
destructivos aplicables incluida inspección visual.
Las películas radiográficas serán retenidas al menos 6 meses después de terminada la
fabricación.
Las soldadura que hubieran sido removidas para ensayar por medios destructivos
deberán cumplir los requisitos de la calificación de soldador por medios destructivos
establecidos en API 1104.
Cuando la línea opera con tensiones circunferenciales de mas del 20% de la SMYS,
las soldaduras circunferenciales deben ser inspeccionadas por ensayos no destructivos,
en su completo desarrollo, al menos el 10% de la producción diaria de costuras soldadas,
seleccionadas al azar por la Compañía Operadora.
El las siguientes ubicaciones, deberá ensayarse el 100% de las uniones soldadas:
-Áreas pobladas (Residenciales, Shopping Centers, comercio, industria)
-Cruces de ríos, lagos o corrientes de agua y zonas anegables.
-Cruces de vías férreas, carreteras, túneles y puentes.
-Soldaduras antiguas en tubos usados
-Soldaduras circunferenciales en tie in no probados hidrostáticamente.
TIPOS DE SOLDADURA, DISEÑO DE JUNTAS Y TRANSICIONES
Las soldaduras a tope pueden ser con bisel en “V”, o “X” o combinación de ellas.
La transición entre extremos a soldar de igual o distinto espesor, puede ser efectuada por
soldadura o por mecanizado (Fig. 1134.8.6.a.2).
También es admisible por medio de un niple de transición con un largo no menor a medio
diámetro del tubo a unir con diseño de junta de acuerdo a la figura mencionada.
Los detalles de la figura, se refieren para uniones a tope entre espesores y/o SMYS
iguales o desiguales.
Para uniones con desigual espesor y SMYS, debe tenerse la precaución de cumplir con
los espesores requeridos por el Código.
Cuando se unan materiales con distinto SMYS, el material de aporte debe tener al
menos la misma resistencia que la mas alta de los dos materiales base involucrados.
Para unir tubos de igual SMYS, pero distinto espesor, se aplican las mismas reglas
con la excepción que no hay límite mínimo de ángulo para la transición.
Los puntos de soldadura deben ser ejecutados por soldadores calificados.
Diámetros interiores desiguales
Si los espesores nominales no varían mas de 3/32”, no se requiere tratamiento especial,
si se logra penetración total y se funden ambos biseles (detalle a).
Para desalineaciones interiores mayores de 3/32”, sin acceso desde el interior, debe
realizarse transición cónica sobre el espesor mayor con un ángulo no mayor de 30º
ni menor de 14º (detalle b).
Para tensiones circunferenciales mayores al 20% de la SMYS y desalineación interior
mayor o igual a 3/32”, pero no mayor que la mitad del espesor, y hay acceso al interior,
la transición puede ser realizada por soldadura (Detalle c).
Si la desalineación interior es mayor que la mitad del espesor, la transición puede ser
realizada según el detalle d.
Diámetros exteriores desiguales
La transición puede ser realizada según los detalles e o f, en función de la magnitud
de la desalineación.
Diámetros interiores y exteriores desiguales
Puede utilizarse una combinación de los esquemas “a” a “f”. Se deberá prestar particular
atención a la alineación bajo estas condiciones.
SOLDADURAS DE FILETE
Los filetes podrán ser cóncavos o ligeramente convexos. El tamaño del filete se fija como
el cateto mayor que se obtiene del triangulo isósceles mayor inscripto (Fig. 1134.6.b).
La misma figura también da detalles aceptables de soldadura de bridas.
REMOSIÓN O REPARACIÓN DE DEFECTOS
La autorización para remoción de defectos, la forma de remoción y reparación, y ensayo
de la zona reparada estarán de acuerdo a lo establecido en API 1104.
Laminaciones y otros defectos en los tubos deben ser removidos.
PRECALENTAMIENTO Y TEMPERATURA ENTRE PASADAS
La temperatura de precalentamiento debe estar indicada en el Procedimiento de Soldadura.
Aceros con contenidos de carbono por encima de 0,32% o carbono equivalente mayor
a 0,65% deben ser precalentados. Aceros con menores contenidos de carbono o
carbono equivalente, pueden requerir de precalentamiento bajo condiciones que puedan
afectar la calidad de la soldadura.
Puede ser requerido también en algunos casos el control de la temperatura entre pasadas.
Si se sueldan materiales que requieren distintas temperaturas de precalentamiento
prevalece la del material que requiera la mayor temperatura.
La temperatura debe verificarse con el uso de crayones, termocuplas, pirometros y
otros dispositivos adecuados.
la temperatura de precalentamiento debe ser uniforme y no bajar la misma mientras se
suelda.
ALIVIO DE TENSIONES
Las soldaduras sobre aceros al carbono, deben ser aliviadas de tensiones cuando el
espesor de pared excede los 32 mm.
Para espesores entre 32 mm y 38 mm, se puede exceptuar el alivio de tensiones, si la
soldadura es precalentada a un mínimo de 93 ºC.
Si se unen partes de diferentes espesores, el espesor gobernante será el de la parte
mas gruesa.
En el caso de derivaciones o bridas slip on, el espesor gobernante será el espesor del
tubo soporte.
Si se sueldan materiales disímiles y uno de ellos requiere de alivio de tensiones, la
unión lo requerirá.
INSTALACIÓN DE TUBOS EN LA ZANJA
Se debe minimizar las tensiones inducidas sobre la cañería. Ésta debe seguir la forma
de la zanja sin aplicar fuerzas externas para mantenerla en posición, hasta que el
relleno esté completo. El relleno debe proveer soporte adecuado a la tubería.
Cuando los rellenos poseen rocas, se debe tener cuidado con el daño que se pueda
producir sobre los recubrimientos.
CRUCES ESPECIALES
El Código establece algunas condiciones a tener en cuenta cuando se realizan cruces
especiales. No todos son mencionados debido a la cantidad y variedad de diseños
posibles.
Los tópicos cubiertos por el Código y para los cuales se requieren buenas practicas de
ingeniería que minimicen el peligro y las interferencias son:
-Cruces acuáticos.
-Estructuras soporte de líneas suspendidas.
-Fijaciones a puentes
-Cruces de vías férreas y carreteras.
VALVULAS DE BLOQUEO Y AISLACIÓN
Deben instalarse válvulas de bloqueo y aislación para limitar el peligro de derrames
y facilitar el mantenimiento de la línea.
Deben estar ubicadas de manera accesible, adecuadamente soportadas para prevenir
asentamientos o movimientos diferenciales de la tubería.
Cuando existan dispositivos para abrir o cerrar válvulas, estos deben estar protegidos
y accesibles solo a personal autorizado.
Válvulas enterradas o no visibles deben estar adecuadamente señalizadas.
VALVULAS PRINCIPALES
Se deberán instalar válvulas de bloqueo aguas arriba de cruces de grandes ríos y reservorios
de agua potable.
Se deberán instalas válvulas de bloqueo o de retención aguas debajo de estas ubicaciones.
Se debe instalar una válvula de bloqueo en la línea principal de las estaciones de bombeo.
Para facilitar el control operativo y de mantenimiento, deberán instalarse válvulas de bloqueo
a intervalos adecuados.
TRAMPAS DE SCRAPPER
Deben instalarse las que sean necesarias para lograr una correcta operación del sistema
Todos los tubos, válvulas, accesorios, cierres y aperturas deben cumplir con los
requisitos del Código.
Las trampas sobre terminaciones de la línea principal, y vinculadas a conexiones de
tubería o manifolds, deben ser ancladas bajo el suelo con adecuados anclajes de
concreto y adecuadamente soportados sobre el piso de manera de prevenir la
transmisión de las tensiones de la línea por expansión y contracción.
Estarán sometidas al mismo ensayo de presión que la línea.
ESTACIONES DE BOMBEO, TANQUES Y ESTACIONES TERMINALES
Todos los trabajos deben ser ejecutados según las especificaciones de construcción.
Estas especificaciones deben cumplir todas las etapas del trabajo y deben tener el suficiente
detalle para asegurar que los requisitos del Código sean cumplidos.
Deben incluir detalles específicos tales como, características del suelo, fundaciones y
trabajos de concreto, construcción de edificios e instalaciones, soldadura, tuberías,
equipamiento y materiales y todo factor que contribuya a la seguridad y buenas practicas.
Ubicación e instalación de edificios
Deben instalarse en propiedades libremente destinadas a la tubería de manera de poder
asegurar que las medidas apropiadas de seguridad puedan ser aplicadas y a una
distancia adecuada de instalaciones vecinas que no sean propiedad del operador de la
línea.
Toda tubería que este sometida a las mismas presiones y condiciones de la línea
deben ser construidas con los mismos estándares de soldadura y requerimientos de
control de corrosión y otras prácticas del Código.
La protección contra el fuego estará de acuerdo con las recomendaciones de
NFPA 30.
TANQUES DE ALMACENAMIENTO
Los tanques para el almacenamiento de barros pueden ser abiertos en la parte superior y
ser construidos de acuerdo a API 650, 12D, 12 F o AWWA D100. Alternativamente pueden
ser construidos de acuerdo a otras practicas de ingeniería aceptadas.
Las fundaciones deben ser diseñadas y construidas de acuerdo a planos y especificaciones
deben incluir detalles específicos tales como, características del suelo, tipo de tanque, uso.
INSTALACIONES ELECTRICAS
La instalación eléctrica de iluminación, potencia y control, debe estar cubierta por
especificaciones y planos. Las instalaciones deben responder a los Códigos aplicables.
Las instalaciones deben realizarse según lo establecido en NFPA 70.
INSTALACION DE COMPONENTES
Todas las bridas deben ser fijadas de manera que el contacto de la junta con las caras
sea uniforme al igual que la tensión de los pernos.
Para ello debe establecerse el máximo fuera de paralelismo admisible entre bridas
y una secuencia de apriete de pernos.
Tubería de la unidad de bombeo
La tubería que conecta con la unidad de bombeo, debe ser diseñada y soportada de manera
que el ensamble entre bridas y válvula de la unidad de bombeo este relativamente libre
de tensiones y no agregue tensiones o cargas a la bomba.
El diseño debe tomar en cuenta las cargas de expansión y contracción. Todas las válvulas
y accesorios de la unidad de bombeo, deben tener el mismo rating que el requerido para
la presión de operación.
La soldadura debe estar de acuerdo con los requerimientos de este Código.
Manifolds
Todos los componentes dentro del conjunto del manifold, incluyendo válvulas,
accesorios, cabezales y conjuntos especiales, deberán soportar la misma presión
de operación y cargas especificadas que las correspondientes a la línea a la cual
se conectan.
La soldadura debe estar de acuerdo con los requerimientos de este Código.
INSPECCIÓN Y ENSAYOS
INSPECCIÓN
La Compañía Operadora, debe realizar una adecuada inspección de la fabricación del
sistema de tuberías. La inspección debe cubrir los puntos necesarios para establecer
que los requerimientos del Código han sido satisfechos en referencia a materiales,
construcción, soldadura, ensamble, montaje y ensayos.
CALIFICACION DE LOS INSPECTORES
Los inspectores deben ser calificados de acuerdo a experiencia y entrenamiento. Este
individuo debe ser capaz de realizar adecuadamente las siguientes tareas de inspección:
-Derechos de paso.
-Zanjeo y voladuras.
-Cruces y encamisados.
-Manipuleo de tubería y materiales. Curvados
-Desfile de tubos e inspección de los mismos.
-Soldadura.
-Revestimientos
-Empalmes, bajada de tubería y tapada.
-Ensayo de presión.
-Servicios especiales de inspección, tales como construcción de instalaciones, control
de corrosión, etc.
TIPO Y EXTENSIÓN DE LOS EXÁMENES REQUERIDOS
VISUAL
Todos los componentes del sistema de tuberías deben ser inspeccionados visualmente
antes de su incorporación al sistema de tuberías.
Todos los materiales deben estar suficientemente limpios para asegurar que:
-No hay daños mecánicos producto del transporte y manipuleo.
-Descubrir defectos tales como distorsión, aplastamiento, estallas, indentaciones etc.
-Descubrir defectos tales como cebados de arco, defectos de soldadura.
Se debe tener especial cuidado al estibar la tubería, principalmente en sistemas donde
los tubos son clasificados por grado, espesor o ambos. Deben conservarse registros
que indiquen la ubicación tal como fue instalado cada grado, espesor de pared, tipo
especificación y fabricante del tubo.
CONSTRUCCIÓN
Debe realizarse la inspección visual para:
-Detección de defectos superficiales previo a la aplicación de la protección
superficial y durante la bajada a zanja y tapada.
-Verificación de la limpieza interna de los tubos.
-Ausencia de defectos sobre los biseles y correcta alineación antes de soldar.
-Monitoreo de la soldadura para garantizar que se siguen los procedimientos aprobados
ejecutados por soldadores calificados.
-Verificación de la pasada de raíz en busca de fisuras previo a las posteriores pasadas.
-Verificación de la soldadura terminada, previa limpieza de la misma. Las irregularidades
superficiales que pudieran dañar la protección superficial deben ser eliminadas.
-Cuando el tubo sea revestido se debe verificar que el equipo de revestimiento no daña
la superficie de los tubos.
-Todas las reparaciones, cambios o reemplazos deben ser efectuados antes que el tubo
sea tapado.
-Se debe inspeccionar la condición, estado y dimensiones de la zanja, así como
también las operaciones de relleno y tapada.
-Cuando se requiera encamisado, se verificará que el tubo es soportado, sellado y
aislado de la camisa.
- Los cruces de río deben ser supervisados.
TIPOS DE EXÁMENES SUPLEMENTARIOS
La inspección de soldaduras de prefabricado y obra, y el examen radiográfico debe ser
ejecutado de acuerdo a lo indicado en el capítulo de fabricación y montaje.
Los tubos con revestimientos deben ser inspeccionados de acuerdo a lo establecido en
el capitulo de control de corrosión.
REPARACIÓN DE DEFECTOS
La reparación de defectos en tubos y prefabricados debe realizarse según lo ya indicado.
Los defectos de soldadura se reparan según lo ya indicado.
Los daños sobre los revestimientos deben ser reparados y reinspeccionados.
ENSAYOS
SOBRE ELEMENTOS FABRICADOS
Los ítems fabricados tales como trampas de scrapper, manifolds, etc., deben ser
ensayados hidrostáticamente con condiciones de ensayo iguales o mas severas que
que aquellas requeridas al resto del sistema.
Se deben aplicar los requerimientos aplicables de las especificaciones listadas
en 1123.1.
ENSAYO DE CONSTRUCCIONES NUEVAS
SISTEMAS O PARTES DE SISTEMAS
Todo sistema de transporte de sólidos fluidificados dentro del alcance de es Código,
independientemente de la tensión, debe ser ensayado luego de su construcción.
Sistemas que operan con tensiones circunferenciales mayores del 20% de la SMYS, serán
ensayados hidrostáticamente según se establece mas adelante.
Sistemas que operan con tensiones circunferenciales menores del 20% de la SMYS,
pueden ser ensayadas a la estanqueidad, en lugar de la prueba hidrostática según se
establece mas adelante.
Cuando se realizan los ensayos de presión en ningún momento se debe exceder los
valores estipulados en las especificaciones de la tabla 1123.1 (excepto tubos), para
el elemento mas débil del sistema o tramo bajo ensayo.
Los equipos que no están sujetos a ensayo deben ser desconectados de la línea.
ENSAYO DE INTERCONEXIONES
Para estos casos se admite que no se realice la prueba de presión de las soldaduras
de interconexión, siempre que estas hayan sido examinadas en su totalidad por
radiografía u otro END adecuado
EQUIPOS DE PROTECCIÓN Y CONTROLES DE ENSAYO
Todos los equipos de protección y control, incluyendo limitadores de presión, reguladores,
controladores, válvulas de alivio y otros dispositivos de seguridad deben ser ensayados
para determinar que se encuentran en buenas condiciones mecánicas, son de la capacidad
adecuada para los servicios para los cuales van a ser empleados.
debe verificarse además la calibración de presión y que los mismos están adecuadamente
instalados y protegidos de causas externas que puedan afectar su funcionamiento.
ENSAYO DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA
El fluido de prueba será agua u otro liquido no peligroso.
Tramos de línea que operen con tensiones circunferenciales de mas del 20% de la SMYS,
deben ensayarse hidrostáticamente a una presión de ensayo equivalente a no menos
de 1,1 veces la presión de diseño interna en ese tramo, durante al menos 4 hs.
Cuando el ensayo desarrolla tensiones circunferenciales del 90% de la SMYS, o mas
(basado en el espesor nominal), debe tenerse especial cuidado de no sobre tensionar
a la tubería.
Los tramos de línea que son inspeccionados visualmente durante la prueba, no
requieren ensayos adicionales. Aquellas partes no inspeccionadas visualmente,
deberán ser sometidas a continuación de la prueba de presión a 4 hs de ensayo
de estanqueidad a no menos de 1.1 veces la presión de diseño.
Se podrá utilizar API 1110 como guía para los ensayos hidrostáticos.
Si el medio de ensayo puede sufrir expansión térmica durante la prueba de presión, debe
tomarse en consideración los efectos de esto sobre la presión interna.
Deben tomarse en cuenta los cambios de temperatura cuando se analizan los registros
de los ensayos de presión.
Luego de completada la prueba de presión se debe tener en cuenta el drenaje de los
elementos ensayados, debido a que en clima frío se pueden producir daños por
congelamiento.
ENSAYO DE ESTANQUIDAD
Para aquellas líneas que operan con tensiones circunferenciales del 20% o menos de
la SMYS, se deberá realizar un ensayo de estanqueidad hidráulico a no mas de 1,25
veces la presión de diseño o neumático, a 100 psi o la presión que produzca sobre la
tubería una tensión circunferencial del 25% de la SMYS, el que sea menor, por
espacio de 1 hora.
ENSAYOS DE CALIFICACIÓN
Cuando estos ensayos sean requeridos por cualquier sección del Código, deben
realizarse de acuerdo a los siguientes procedimientos:
Visual
Tubos nuevos o usados deben examinarse visualmente según 1136.5.1.
Propiedades de doblado
Para tubos de especificación desconocida o ASTM A 120, se requiere verificar las
propiedades de doblado / aplastamiento si la tensión de fluencia mínima utilizada para el
diseño supera 24 ksi.
Para NPS 2 y menores el ensayo de doblado debe cumplir con los requerimientos de
ASTM A 53 o API 5L.
Para mayores NPS 2 ensayo de aplastamiento debe cumplir con los requerimientos de
ASTM A 53 o API 5L.
El numero de ensayos será el mismo que el requerido para la determinación de la
tensión de fluencia.
Espesor de pared
Cuando el espesor de pared es desconocido, debe ser determinado por mediciones
realizadas en cuartos de un extremo de cada tubo.
Si el lote es uniforme (grado, tamaño, espesor nominal), deben medirse no menos del 5%
de los tubos pero no menos de 10 tubos. Los restantes tubos pueden verificarse con un
calibre fijo regulado al espesor menor.
El espesor a adoptar es el espesor comercial inferior al promedio determinado. En ningún
caso éste será mas de 1,14 veces mayor que el espesor menor medido para NPS menor
a 20, ni mayor a 1.11 veces el espesor menor medido para NPS 20 y mayores.
Factor de junta longitudinal
Si el tipo de junta longitudinal o en espiral puede determinarse con certeza, pueden
utilizarse los valores de la tabla 1102.4.3. En caso contrario debe utilizarse E=0,60
para NPS 4 y menores y E=0,80 para NPS mayores.
Soldabilidad
Un soldador calificado debe realizar una costura circunferencial utilizando el mismo
procedimiento y en las condiciones mas severas a usar en producción.
La soldadura debe ensayarse de acuerdo a los requerimientos de API 1104 de
calificación de soldador por ensayos destructivos. Debe realizarse una prueba cada
100 tubos mayores a NPS 20, 200 tubos entre NPS 6 y NPS 12 y 400 tubos para
NPS 6 y menores.
Determinación de la tensión de fluencia
Si la tensión de fluencia, rotura o alargamiento mínimo especificados son desconocidos,
las propiedades de tracción pueden ser determinadas como sigue:
Realizar ensayos de tracción como lo determina API 5L o 5LU en las siguientes cantidades
- Hasta NPS 6: Un ensayo cada 200 tubos.
- NPS 6 a 12: Un ensayo cada 100 tubos
- Mayor a NPS 12: Un ensayo cada 50 tubos.
Si la relación tensión de fluencia / rotura excede 0,85 el tubo no debería utilizarse.
Valor de la SMYS a adoptar
Para tubos de especificación desconocida, puede determinarse tomando el menor de
los siguientes valores:
-80% del promedio del resultado de los ensayos
-El mínimo valor obtenido en los ensayos pero no mayor que 52 ksi
-24 ksi si la relación fluencia / rotura excede 0,85
REGISTROS
Deben mantenerse en archivo de la Compañía operadora, lo correspondiente al diseño,
construcción y ensayo. Debe incluir materiales, traza, tubos, revestimientos, datos de
ensayo y deberán retenerse durante la vida útil del sistema.
OPERACIÓN, MANTENIMIENTO Y CONTROL DE CORROSIÓN
PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
El Código se refiere aquí a los procedimientos de operación y mantenimiento que afectan
la seguridad de las instalaciones de transporte de sólidos fluidificados.
Debido a la cantidad de variables que están involucradas el Código no considera posible
ni recomendable establecer una serie de procedimientos que sean adecuados para
todos los casos desde el punto de vista de la seguridad publica.
Para ello el Código establece los requisitos básicos aplicables y cada Compañía
Operadora debe desarrollar los procedimientos necesarios aplicables a las tareas de
operación y mantenimiento de las instalaciones bajo su responsabilidad, basados
en la experiencia y conocimiento de sus instalaciones y condiciones bajo la cual
operan.
El Código reconoce que las condiciones particulares de cada sistema de tuberías
(variación de temperaturas, traza, topografía, etc.) tienen una influencia importante
en las tareas de operación y mantenimiento.
REQUISITOS BASICOS
Cada Compañía Operadora debe:
-Tener planes escritos e instructivos para el personal que cubra las tareas de operación
y mantenimiento del sistema de tuberías.
-Tener planes para el control de corrosión interna, externa y erosión de los sistemas
nuevos o existentes.
-Tener planes de emergencia escritos para implementarlos ante casos de falla del
sistema, accidentes u otras emergencias.
-Tener un plan de revisión de los cambios de las condiciones que afecten la integridad
y seguridad de los sistemas, incluyendo patrullajes periódicos e informes de actividad
de construcción y cambios en las condiciones, principalmente en áreas industriales
residenciales y comerciales.
-Establecer relación con los organismos encargados de emitir permisos de
construcción para prevenir accidentes por excavación.
-Establecer procedimientos para análisis de fallas y accidentes con el propósito de
de determinar las causas y minimizar la recurrencia.
-Mantener los mapas y registros necesarios.
-Tener procedimientos de abandono de líneas.
-Al establecer los planes y procedimientos, se debe dar especial importancia a aquellos
sectores del sistema que impliquen mayor peligro para el publico ante una emergencia.
-Operar y mantener los sistemas de tuberías de acuerdo a estos procedimientos.
-Actualizar periódicamente estos planes y procedimientos en base a como lo dicte la
experiencia y las condiciones de operación.
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LINEA
Presión de operación
Debe prestarse especial atención a que la máxima presión de operación, incluyendo la
columna estática, no supere los valores de la presión de diseño, ni los rating de los
componentes. Bajo ciertas condiciones (Par. 1102.2.4) se podrá superar en hasta un
10% el valor de la presión de diseño.
Un sistema debe ser calificado según Par. 1156, cuando una mayor presión de
operación produce una tensión circunferencial del 20% de la SMYS o mas.
Cuando se decida reducir la máxima presión de operación de un sistema en lugar de
reparar o reemplazar los sectores que impiden mantener las condiciones de diseño
debe procederse según el Par. 1151.7 “derating de tuberías”.
Para instalaciones existentes que fueron construidas con materiales de especificaciones
discontinuadas u obsoletas, la determinación de las tensiones admisibles y criterios de
diseño debe ser realizada de acuerdo a Códigos y especificaciones validas en el
momento de la construcción de esa instalación.
SEÑALIZACIÓN
Debe señalizarse la posición de la línea a cada lado de carreteras, vías férreas, cruces
de corrientes de agua, etc., para identificar adecuadamente su posición.
Deben contener el nombre de la Compañía Operadora, y cuando es posible el teléfono
de emergencia y contacto.
Adicionalmente deben instalarse señalizaciones a lo largo de la traza de las líneas
enterradas. Se podrá usar API 1109 como guía.
PATRULLAJE
Se deben efectuar patrullajes periódicos para observar las condiciones superficiales
de la línea y adyacencias, indicios de perdidas, actividad de construcción, etc.
Las actividades de patrullaje deben ser efectuadas con frecuencias que no superen el mes.
Los cruces bajo agua deben ser inspeccionados periódicamente para verificar la
acumulación de sólidos contra la tubería, o cualquier otra condición riesgosa para ella.
REPARACION DE TUBERIAS
Las reparaciones deben estar contempladas en los planes de mantenimientos y ser
realizadas bajo supervisión calificada y por personal entrenado y familiarizado con
este tipo de trabajo y las implicancias para la seguridad publica.
El plan de mantenimiento debe considerar la información pertinente contenida en
API 1104 y API RP 1111.
REPARACIONES PERMANENTES DE LINEAS A MAS DEL 20% DE LA SMYS
Limites y disposición de imperfecciones
- Entallas y muescas que tengan una profundidad mayor del 12,5% del espesor
nominal deben ser removidas o reparadas.
-Abolladuras que contemplen las siguientes condiciones deben ser removidas o
reparadas:
1- Afecten la curvatura de la tubería sobre costuras longitudinales o circunferenciales
2- Que contengan, entallas, muescas o ranuras.
3- Que su profundidad exceda el 7,5% del diámetro nominal
-Los cebados de arco deben ser removidos o reparados
-Las fisuras deben ser removidas o reparadas.
-Todas las soldaduras que tengan defectos no admisibles contemplados en la evaluación
de soldaduras de campo por API 1104, deben ser removidas o reparadas.
-Cuando exista reducción de espesores de pared generalizados, el tubo debe ser reparado,
reemplazado si el área es pequeña u operado a una presión de operación menor (derating),
si el espesor de pared es menor que el espesor mínimo requerido por diseño de presión
disminuido la tolerancia de fabricación del componente.
-Cuando exista reducción de espesores de pared localizados, el tubo debe ser reparado,
reemplazado u operado a una presión de operación menor (derating), si el espesor
localizado de pared es menor que el espesor mínimo requerido por diseño de presión
disminuido la tolerancia de fabricación del componente.
Esto aplica si la longitud del área afectada es mayor que la permitida por la Eq. 1,
dada a continuación.
El siguiente método solo se aplica si el espesor remanente es mayor del 20% del espesor
nominal de la tubería. No aplica para zonas que involucran costuras longitudinales.
El área debe ser limpiada hasta metal sano. Esto debe ser efectuado con cuidado en
líneas bajo presión.
L = 1.12 B Dt n
Ec. 1
2
⎡⎛
⎤
⎞
c / tn
⎟⎟ − 1⎥
B = ⎢⎜⎜
⎢⎣⎝ 1,1c / t n − 0,15 ⎠
⎥⎦
Donde
L: Máxima longitud corroída admisible (ver figura)
B: Valor que no excede de 0,4
D: Diámetro exterior del tubo
tn: Espesor nominal del tubo (menos la reducción general de espesor)
c: Máxima profundidad local del área corroída.
- Las áreas donde por amolado se ha reducido su espesor por debajo del requerido mas
la tolerancia de fabricación, puede ser evaluada por el mismo método para determinar si
el área debe ser reparada o reemplazada o la presión reducida.
REPARACIONES ADMITIDAS SOBRE TUBERIAS
-Si es posible, la línea debe ser retirada del servicio y reemplazada la parte afectada
por un niple de igual o mayor resistencia. La parte de reemplazo debe tener una longitud
de al menos la mitad del diámetro del tubo a reparar.
-Si no es posible el retiro de servicio de la línea, puede utilizarse un encamisado de
circundación completa, tanto soldado como de cierre mecánico.
1-Para la reparación de abolladuras puede utilizarse material de relleno endurecible
(epoxi), para rellenar el espacio entre la abolladura y la camisa o ecualizar la presión
interior entre la abolladura y la camisa con el interior del tubo.
2-Para la reparación de fisuras no pasantes, se deberán ecualizar las presiones
internas con la del espacio anular de la camisa.
-Si no es posible sacar de servicio la tubería, la zona con imperfecciones puede ser
amolada / pulida y evaluada con los criterios de perdida de espesor local.
También se podrá aplicar hot tapping y remover toda la zona con imperfecciones
-Si no es posible retirar la línea de servicio, perdidas menores o pequeñas áreas corroídas,
excepto fisuras, podrán ser reparadas colocando un parche o accesorio para soldar.
De la misma manera se podrá aplicar esta solución a la reparación de entallas, muescas
o cebados de arco, si los mismos no son removidos por amolado / pulido.
-Si no es posible retirar la línea de servicio, imperfecciones en soldaduras, entallas,
áreas de corrosión pequeñas y cebados de arco, podrán ser reparados mediante la
deposición de metal de soldadura, previa remoción de estas imperfecciones.
METODOS DE REPARACION
-Todos los procedimientos de soldadura y soldadores deben estar calificados según
ASME Sec. IX o API 1104. Los soldadores deben estar familiarizados con las precauciones
relacionadas con la seguridad asociada a la soldadura y corte.
-Los ensayos de calificación de los procedimientos de soldadura deben contemplar
los efectos de enfriamiento producidos por el fluido sobre las propiedades de la
soldadura y metal base (Ver API 1104 Ap. B).
-Los materiales usados para la reparación deben estar de acuerdo con las
especificaciones listadas en 1123.1.
-Pueden ser necesarias reparaciones temporarias debido a condiciones de operación.
Deben ser realizadas de forma segura. Posteriormente deben ser convertidas en
permanentes.
-Los parches soldados deben tener bordes redondeados y una dimensión máxima de
150 mm a lo largo del eje de la tubería. Se limitaran a NPS 12 y menores y para
calidades de material de tubos API X42 y menores. Serán fijados mediante soldaduras
de filete. Parches insertos están prohibidos.
-Las camisas de circundación completa, instaladas para reparar perdidas o contener
presión interna, deben tener una presión de diseño igual o mayor que la del tubo a
reparar y ser totalmente soldada, circunferencialmente y longitudinalmente.
La longitud de las camisas no podrá ser menor a 100 mm. Si su espesor es mayor
que el del tubo a reparar debe efectuarse una transición de 45º en cada extremo hasta
alcanzar el espesor del tubo soporte. Si la camisa se instala al solo efecto de actuar
como refuerzo, las soldaduras circunferenciales son opcionales.
-Las camisas de cierre mecánico deben cumplir con los Par. 1101.1 y 1118.
-Los accesorios soldados utilizados para cubrir imperfecciones no deben exceder
NPS 3 y tener una presión de diseño no menor que la del tubo a reparar.
-En las reparaciones que se realicen por deposición de metal de soldadura, los procesos
involucrados deben estar de acuerdo con las especificaciones de los tubos para el
grado y tipo que correspondan. Los procedimientos deben calificarse según lo requerido
en este Código.
-Cuando se realizan reparaciones en tubos revestidos, todo el revestimiento dañado debe
ser removido y reemplazado. Las partes de reparación tales como parches, camisas,
fitting, deben ser revestidos luego de instalados.
-Los tubos que contengan líquidos deben ser examinados para garantizar la sanidad
del metal y asegurarse del espesor de pared presente.
-Si la tubería no es retirada de servicio, la presión debe ser reducida a un nivel seguro
durante las tareas de reparación.
ENSAYOS DE REPARACIONES
Para las tuberías que operan con una tensión circunferencial mayor del 20% de la
SMYS, se deberán ensayar:
-Las partes de reemplazo que se utilicen para una reparación programada, mediante
un ensayo de presión de la parte según lo requerido para líneas nuevas.
-Las soldaduras realizadas durante las reparaciones deben ser examinadas y
aceptadas por métodos de END o examinadas visualmente por Inspector calificado
DE RATING DE LINEAS A UNA PRESIÓN DE OPERACIÓN MENOR
Tubos corroídos o con espesor disminuido pueden ser derateados a una presión de
operación menor en lugar de ser reemplazados o reparados.
Esta tarea puede ser realizado mediante los cálculos establecido para el diseño por
presión a fin de establecer una nueva presión de operación máxima, o de acuerdo al
siguiente procedimiento.
Para tubos que posean una zona con corrosión localizada o áreas reparadas por amolado
en las cuales el espesor remanente no cumple
con los requerimientos de profundidad
P
o longitud establecidos anteriormente, puede determinarse la nueva presión de operación
mediante la aplicación de la siguiente ecuación (El pitting o amolado no se debe ubicar
sobre costuras soldadas):
⎡
⎤
⎢
⎥
(
)
c
t
1
0
,
67
/
−
n ⎥
Pd = 1,1Pi ⎢
0,67c ⎥
⎢
⎢1 −
⎥
2
⎣ tn G + 1 ⎦
Donde:
L
G = 0.893
Dt n
Para valores hasta 4.0.
Pd: Nueva presión interna de diseño
Pi : Presión de diseño original.
L: Extensión longitudinal del área corroída.
Para valores de G mayores de 4.0 se aplica:
⎛ c⎞
Pd = 1,1Pi ⎜⎜1 − ⎟⎟
⎝ tn ⎠
MANTENIEMIENTO DE VALVULAS
Las válvulas de bloqueo deben ser inspeccionadas y mantenidas cuando sea
necesario y al menos una vez al año deben ser parcialmente operadas para asegurar
su adecuado funcionamiento.
CRUCES DE AUTOPISTAS Y VIAS FERREAS
La Compañía Operadora debe analizar las líneas existentes cuando estas fueran a ser
cruzadas por nuevas autopistas o vías férreas, en lo referente fundamentalmente a las
nuevas cargas externas.
Si la suma de las tensiones circunferenciales debidas a las cargas externas, incluyendo
cargas muertas, mas las debidas a la presión, supera el 90% de la SMYS, la Compañía
Operadora deberá instalar refuerzos, protección estructural o tubería acorde de manera
de reducir este porcentaje.
API 1102 provee los métodos adecuados para determinar las tensiones producidas por
las cargas externas y la presión. Las reparaciones y modificaciones de estas líneas
deberían conformar los detalles de esta Norma y examinadas y ensayadas de acuerdo
a lo requerido para reparación de líneas.
TUBERIAS DE CONEXIÓN A PLATAFORMAS
Las tuberías conectadas a plataformas deberían ser inspeccionadas al menos una
vez al año.
ESTACIONES DE BOMBEO, TERMINALES Y TANQUES
General
Deben establecerse procedimientos de arranque, operación y parada, incluyendo alarmas
y equipos de control y parada. Debe efectuarse una medición periódica de caudal y
presiones de descarga para verificar desvíos.
Equipos de protección
Los equipos de protección y control, incluyendo limitadores de presión, reguladores,
controladores, válvulas de alivio y otros dispositivos de seguridad deben ser sometidos
a inspecciones y ensayos periódicos (al menos una vez al año) para determinar que:
1- Están en buenas condiciones.
2- Son adecuados en cuanto a capacidad y disponibilidad.
3- Están calibrados a la presión correcta.
4- Están apropiadamente instalados y protegidos.
Recipientes de almacenamiento
Deben ser inspeccionados periódicamente, cubriendo los siguientes aspectos:
-Estabilidad de la fundación.
-Condición de piso, cuerpo, escaleras y techos.
-Venteos y válvulas de seguridad
CALIFICACION DE LINEAS PARA MAYOR PRESION DE OPERACIÓN
-Para el caso de tener que calificar líneas existentes para la operación a una presión
mayor y en caso que esta produzca tensiones circunferenciales mayores al 20% de la
SMYS, deben tomarse las siguientes medidas de investigación y correctivas:
1-El diseño y ensayos previos deben ser revisados para determinar que el aumento de
presión previsto no provocara condiciones inseguras de acuerdo a los requerimientos
del Código.
2-Las condiciones de la tubería son determinadas mediante verificación de perdidas y
otras inspecciones y exámenes de campo de la condición de mantenimiento y
corrosión.
3-Fueron realizados los correspondientes reemplazos, reparaciones o alteraciones.
-La máxima presión de operación (incluyendo columna estática), puede ser
incrementada si la condición física de la tubería es capaz de soportar la máxima
presión deseada y el sistema ha sido un tiempo y una presión mayor o igual a la
indicada para tuberías nuevas con la presión de diseño igual a la presión propuesta
-Si la condición física de la tubería no ha sido adecuadamente evaluada para soportar la
nueva presión o si el sistema no ha sido ensayado con los requerimientos del Código para
la nueva presión propuesta, entonces el sistema en función a la presión de ensayo a la
que se lo someta puede operar a la misma presión que un sistema nuevo ensayado
bajo esas mismas condiciones.
-En ningún caso la máxima presión puede superar la presión de diseño para presión interna
permitida por el Código para un sistema nuevo construido con los mismos materiales.
El nuevo valor debería alcanzarse paulatinamente de forma tal de poder observar el
comportamiento del mismo.
-Deben conservarse los registros de las investigaciones, trabajos realizados y ensayos
de presión, durante toda la vida operativa del sistema.
CONTROL DE CORROSION
El capitulo VIII del Código, fija los requerimientos mínimos para la protección contra la
corrosión interna, externa y erosión de sistemas de tuberías de aceros ferriticos.
Contiene guías para procedimientos y requerimientos para el control de la corrosión
externa (incluida la atmosférica), y la corrosión interna, y eso es aplicable al diseño
de sistemas nuevos y existentes.
La aplicación de este capitulo involucra la participación de especialistas en el tema. Muchas
situaciones especificas pueden no ser contempladas por lo que la evaluación y aplicación
de las practicas de control de corrosión incluya estudios e investigaciones tendientes a
mitigar la corrosión.
Puede ser necesario tomar medidas adicionales a las contempladas en el Código. Está
aceptado el producir desviaciones de los requerimientos si la Compañía Operadora
demuestra que los objetivos finales perseguidos por el Código son satisfechos.
La Compañía Operadora debe establecer procedimientos para su programa de control de
la corrosión. Los procedimientos deben ser desarrollados e implementados por personal
calificado. NACE RP-01-69 y NACE RP-06-75 proveen una guía para estos fines.
CONTROL DE CORROSION EXTERIOR DE LINEAS ENTERRADAS O SUMERGIDAS
Instalaciones nuevas
El sistema de tuberías para estos casos debe ser controlado eléctricamente dentro de
los 12 meses de realizada la instalación.
Si a consecuencia de esta inspección se demuestra que existe ataque corrosivo, debe
instalarse protección catódica.
Si esto no se realiza, deberá inspeccionarse eléctricamente al menos cada 5 años.
El control de corrosión debe ser acompañado con un efectivo sistema de protección
superficial suplementado por protección catódica y drenajes en donde sea necesario.
Donde se implemente un efectivo sistema de control de corrosión, podrá reducirse la
distancia mínima de 300 mm de separación entre la tubería enterrada y otras instalaciones
enterradas.
REQUERIMIENTOS DE PROTECCION SUPERFICIAL
- La protección superficial sobre tuberías enterradas debe tener las siguientes características
1- Mitigar la corrosión.
2- Suficiente adherencia sobre el material
3- Suficientemente dúctil para resistir la dilatación de la tubería.
4- Resistencia para resistir los daños mecánicos.
5- Propiedades compatibles con el sistema de protección catódica.
- Las soldaduras deben inspeccionarse por las protuberancias que podrían dañar los
revestimientos
- La aislación térmica debe ser de baja absorción de humedad.
PROTECCIÓN CATODICA
Se debe instalar, si se considera necesario, dentro del año de completada la construcción
del sistema.
El sistema debe poder ser evaluado en función de la efectividad de la protección lograda.
Se debe controlar para evitar que el sistema de protección produzca daños en la tubería,
componentes y revestimientos.
AISLACIÓN ELÉCTRICA
Los sistemas enterrados deben ser aislados eléctricamente en todas las interconexiones
con otros sistemas, a excepción que compartan el sistema de protección catódica o
protegidos como una unidad.
Debe prestarse atención cuando se instalan dispositivos de aislación eléctrica próximos
a torres de alta tensión, cables enterrados, etc. NACE RP-01-77 provee guías para
evaluar interferencias.
Deben realizarse evaluaciones para determinar la existencia de contactos involuntarios
con estructuras metálicas enterradas.
SONDAS DE PRUEBA
Se debe instalar suficiente cantidad de sondas de prueba para efectuar mediciones
eléctricas. Deben ser fijadas a la tubería de tal manera de minimizar tensiones y provocar
fisuras sobre la superficie del tubo.
Pueden fijarse mediante procesos de soldadura que desarrollen bajas temperaturas.
Los puntos de vinculo para efectuar mediciones deben ser herméticos.
SISTEMAS DE TUBERIAS EXISTENTES
La Compañía Operadora debe establecer procedimientos para determinar la condición
externa de sus sistemas enterrados y sumergidos y tomar acción apropiada a las
condiciones encontradas por ejemplo:
-Revisión de registros de inspecciones previas.
-Organizar inspecciones e implementar medidas correctivas.
-Instalar sistemas de protección catódica cuando se requiera.
-realizar inspecciones de aislación eléctrica.
MONITOREO
Los sistemas de protección catódica deben mantenerse en correctas condiciones y ser
inspeccionados en periodos anuales pero no mayores a los 15 meses.
La evaluación de los sistemas de protección catódica pueden encontrarse en NACE
RP-01-69 o sección 5 de NACE RP-06-75.
El tipo, cantidad y frecuencia de los controles debe establecerse de acuerdo a la
antigüedad y condición de la tubería, corrosividad del medio, seguridad del publico,
y la influencia sobre el sistema de protección de otras construcciones o causas externas.
El sistema de protección catódica debe ser verificado en periodos no mayores de 2 meses.
CORROSION EXTERNA
Para sistemas expuestos a la atmósfera. Deben estar protegidos por el uso de aceros
resistentes a la corrosión o por el uso de revestimientos.
La efectividad del sistema de protección debe ser monitoreada en periodos no
mayores a los 3 años
CONTROL DE CORROSION INTERIOR
Debe protegerse la tubería contra la corrosión interior y la erosión. Algunas medidas de
mitigacion aceptadas son:
-Uso de inhibidores
-Control de PH
-Limitación del tamaño de las partículas transportadas.
-Fijación de la velocidad de circulación del fluido.
-Uso de sistemas de protección superficial.
-Programas de limpieza interior.
-Programa de reemplazo de elementos desgastados.
Las protecciones interiores deben tener establecidos espesores de protección, los
cuales deben controlarse.
Los lugares donde se produce cambio en la dirección del flujo, se puede producir
fenómenos de corrosión-erosión.
se debe diseñar el sistema de manera de minimizar la aparición de estos mecanismos
de daño compuestos, mediante el control de:
-Geometría.
-velocidad.
-Tamaño de partículas.
-régimen de flujo.
-Placas de desgaste.
Debe evitarse la excesiva penetración de soldadura, desalineaciones y juntas excéntricas
debido a que estos perturban el régimen del fluido.
La efectividad de estos sistemas debe monitorearse en la frecuencia necesaria para
establecer su efectividad. Luego de establecidas las condiciones de frecuencia se
deberá efectuar al menos cada 15 meses.
Cada ocasión que se pueda tener acceso al interior de la línea debe realizarse una
inspección directa del estado de la superficie interior de la tubería.
REGISTROS
Se deben mantener registros y planos de la instalación de los sistemas de protección
catódica, estructuras vecinas, puntos de medición, etc.
Los resultados de ensayos y mediciones deben ser mantenidos el tiempo necesarios
demostrar la efectividad del sistema con un periodo mínimo de 2 años o hasta recibir
los resultados de las siguientes inspecciones (Lo que sea mayor)