INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

UNIDAD TICOMÁN “CIENCIAS DE LA TIERRA”

MATERIA:

“PIGS (DIABLOS) INSTRUMENTADOS”

“DIABLO INSTRUMENTADO PARA INSPECCIÓN DE DUCTOS”

ALUMNO:

CRUZ LÓPEZ ELÍAS

PROFESOR:

CHAVEZ ALCARAZ JOSE LUIS

GRUPO:

5PM4

ENTREGA: 17/07/2015

INDICE Pg.

1. Antecedentes……………………………………………………………………3

2. Objetivo…………………………………………………………………………..3

3. Descripción………………………………………………………………………3

4.Resultados………………………………………………………………………..3

5.Limpieza…………………………………………………………………………...4

6.Vaciado y Empaque……………………………………………………………….5

7.Inspección…………………………………………………………………………6

8.Obra Mecánica…………………………………………………………………..12

9.Obra Civil………………………………………………………………………...17

10.Protección Catódica…………………………………………………………………19

11.diseño del diablo……………………………….…………………………………….20

12. Bibliografía…………………..………………………………………………………21

Diablo instrumentado para inspección de ductos

Antecedentes

Es importante mantener en buenas condiciones la red de ductos de PEMEX, cerca de 54,000km, de los cuales aproximadamente 40,000km son inspeccionables. La corrosión es inevitable, la pérdida de metal disminuye la capacidad de carga, los movimientos del suelo generan deformaciones en el ducto.El diablo instrumentado es el equipo más eficaz para realizar la inspección.

Objetivo

Desarrollar un diablo para la inspección de defectos geométricos en ductos de diámetro nominal. 2a. etapa: Desarrollo de Diablo Ultrasónico para Medición de Espesores.

Descripción

Número de sensores de desplazamiento: 22 para 10”DDistancia de muestreo longitudinal: 2.8mm @ 0.85m/sRango activo: Hasta 100Km o 35hVelocidad de inspección: 0.1 – 1m/sPresión Máxima: 1750PSIRadio mínimo en curvaturas: 1.5D para codos 90°Exactitud en la localización de defectos: 1m con marcas GPS a 4Km o menosCumplimiento con PEMEX NRF-060

Resultados

- Tecnología propia- Precio preferencial- Disponibilidad- Confiabilidad en los resultados- Rapidez en el análisis y entrega de resultados - Soporte técnico- Solución integral - Desarrollo de diablo instrumentado y prestación de servicios de inspección - Formación de un grupo especializado para efectuar servicios a PEMEX

Limpieza LIMPIEZA PREVENTIVA Y CORRECTIVA.A.BARRIDO POST CONSTRUCCION

Con la finalidad de eliminar todo objeto extraño que se quedó en el interior del ducto (escoria, tierra, herramienta menor, etc.) producto de la construcción de este, es necesario efectuar el barrido utilizando herramientales (diablos ó polly pigs) impulsados con aire comprimido, agua, nitrógeno, etc. a lo largo del interior del ducto dejando a este listo para su puesta en marcha.

B. LIMPIEZA PREVENTIVA

Con el fin de mantener las condiciones originales de diseño de un ducto sin que estas se lleguen a deteriorar, se efectúan corridas de limpieza periódica con herramentales (diablos ó polly pigs) que corren a lo largo del interior de este eliminando residuos resultantes de la operación diaria de este.

C. LIMPIEZA CORRECTIVA

Con la finalidad de regresar un ducto parcialmente obstruido a sus condiciones originales de diseño es necesario utilizar Herramentales (diablos ó polly pigs) de distintas densidades y diámetros para que progresivamente se alcance el diámetro interno original del ducto. D. RASTREO DE DIABLOS

Con la finalidad de mantener la ubicación de las herramientas tanto de limpieza como de cualquier otra de inspección, ya sea instrumentada ó geómetra, se utilizan los equipos de pulso magnético. Estos operan instalando un transmisor dentro del cuerpo de la herramienta a introducir en el ducto para luego con las antenas receptoras ir siguiendo el recorrido de esta sobre el derecho de vía bajo el proceso de salto de rana y utilizando como apoyo los equipos de rastreo acústicos.

E. DISEÑO DE PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO

Con el objetivo de mantener las condiciones óptimas de operación de un ducto es necesario diseñar una metodología para el mantenimiento de este, tomando en cuenta todos los elementos que afectan el entorno del sistema tales como perfil del terreno, temperatura ambiental, temperatura del producto transportado, análisis químico del producto transportado, etc. para luego poder establecer la frecuencia y el tipo de herramentales (diablos ó polly pigs) necesarios para poder lograr el objetivo.

Vaciado y EmpaqueA. VACIADO

Con el objeto de reparar las fallas en los ductos es necesario efectuar el vaciado del mismo mediante la utilización de herramentales (diablos ó Polly pigs) idóneos, evitando con estos la mezcla de fases durante la corrida, y siendo estos normalmente impulsados con nitrógeno. Estos vaciados son apoyados con equipos de rastreo acústicos y de pulsos magnéticos instalados en los herramentales con la finalidad de mantener la ubicación de estos durante todo el recorrido dentro del ducto.B. EMPAQUE

Con la finalidad de poner en marcha un ducto este es llenado ó empacado con el producto a transportar. Esto se logra de una manera eficiente utilizando herramIentales (diablos ó polly pigs) idóneos para que estos permitan un mejor desplazamiento del aire o gas que se encuentra dentro del ducto y que al paso de dichos herramentales permiten un llenado total del espacio anular del ducto dejando un mínimo by pass entre las fases. También se utilizan equipos de rastreo acústicos y de pulsos magnéticos dentro de los herramentales para poder mantener la ubicación de estos durante todo el recorrido dentro del ducto.

C. ABANDONO

Con el fin de poner fuera de servicio ductos que por su condición física y mecánica ya no es posible seguir utilizando, estos se limpian internamente utilizando herramentales (diablos ó polly pigs) recuperando y confinando todos los deshechos producto de dicho proceso. Después de haber eliminado todos los residuos contaminantes de estos ductos se procede al inertizado mediante el empaque de estos con nitrógeno.

Inspección

A. CALIBRACIÓN MECANICA

Con la finalidad de verificar si un ducto se encuentra libre de defectos tales como abolladuras, exceso de penetración de soldaduras, ovalidades, etc., se efectúa una corrida con un herramental (diablo) con placas calibradoras de aluminio pudiendo estas ser dimensionadas desde un 75% hasta un 95% del diámetro interno del ducto dependiendo de las necesidades del cliente ó dueño del ducto.B. CALIBRACIÓN ELECTRÓNICA (GEOMETRAS)

 

Para además de verificar si un ducto se encuentra libre de obstrucciones tales como abolladuras, exceso de penetración de soldaduras, etc. si no que también ubicarlas en su posición odométrica y horaria en el ducto y poder dimensionar dichas fallas, es necesario efectuar una corrida con un herramienta (diablo) Geómetra que cuenta con sensores electrónicos para poder detectar y ubicar las fallas antes descritas. Estas herramientas también se encuentran equipadas con navegador inercial para poder ubicar las fallas utilizando Coordenadas Geográficas ó en UTM.

ENTREGABLES:

- Reporte preliminar en campo al término de la corrida de inspección geómetra de las anomalías > 5% del diámetro interno del ducto.– Reporte final a 15 días con coordenadas geográficas ó en UTM de soldaduras y eventos registrados por la herramienta, como son: anomalías hasta del 2% del diámetro interno del ducto; curvas con radio mínimo de 1.5 veces y la dirección de las mismas, registro, posición horaria y dimensionamiento de los aplastamientos, ovalidades, soldaduras con exceso de penetración, ubicación de válvulas, conexiones (tee´s, codos) y los cambios de espesor que se registren durante la corrida de inspección.– Nuestro informe final será entregado en copia impresa/resumen ejecutivo y en formato electrónico.

C. INSPECCIÓN CON FUGA DE FLUJO MAGNÉTICO (MFL)

Para poder valorar el desgaste de un ducto debido a la perdida de metal por corrosión (internas ó externas), Pérdidas totales de espesor, deformaciones, etc., es necesario la inspección del ducto con un herramental (diablo) de fuga de flujo magnético (MFL) que permite localizar y dimensionar las anomalías, estos equipos cuentan también con navegador inercial para localizar y ubicar anomalías con Coordenadas Geográficas ó en UTM. La herramienta de 10” y mayores pasan por reducciones de hasta un 25% del diámetro interno del ducto.

ENTREGABLES: Reporte preliminar a los 7 días al término de la corrida de inspección con

fuga de flujo magnético de las anomalías > al 80% de perdida de espesor que pongan en riesgo la integridad del ducto.

Reporte final a 30 días con coordenadas geográficas ó en UTM de soldaduras y eventos registrados por la herramienta, como son: pérdidas totales de espesor, perdidas de metal internas ó externas; deformaciones con pérdida de metal; ubicación de válvulas, conexiones (tee´s, codos) y los cambios de espesor que se registren durante la corrida de inspección así como el dimensionamiento de la perdida de metal (profundidad, longitud y anchura del defecto. Hojas de excavación de los eventos registrados durante la corrida.

Nuestro informe final será entregado en copia impresa/resumen ejecutivo y en formato electrónico.

D. LEVANTAMIENTOS GPS, LOCALIZACIÓN Y UBICACIÓN DE FALLAS

Levantamientos GPS con cálculo de coordenadas geodésicas así como las de proyección cartográfica en UTM. Y generación de Sistema de Información Geográfica en base al Sistema Geodésico de referencia oficial para México: datum ITRF92 asociado al elipsoide GRS80.Localización y ubicación de fallas resultante de un listado de indicaciones ya sea de las corridas con herramentales Geómetras y/ó instrumentados (MFL, Ultrasonido, etc.) Utilizando coordenadas Geográficas, UTM, Cadena miento odométrico, referencias de carretes u alguna otra información registrada por la herramienta.

E. CALIBRACIÓN DE FALLAS

Con la finalidad de dimensionar y asegurar que las fallas ubicadas en el ducto sean las mismas reportadas por las herramientas instrumentadas ó geómetras, estas son calibradas con equipos de ultrasonido haz recto para perdidas de metal internas y equipo Pit-Gage para perdidas de metal externas (profundidad); para que una vez que se certifique se proceda a la reparación de la estas.

F. ESTUDIOS DE INTEGRIDAD MECÁNICA DE DUCTOS

El estudio de integridad deberá de proporcionar un reporte escrito que contenga las bases técnicas para las estrategias futuras de reparación de tubería, reparación de recubrimiento, re-inspección de tubería, así como las zonas críticas donde se recomienden futuros ECDA e ICDA con objeto de monitorear el estado del ducto y asegurar la integridad de éste.La finalidad del estudio es poder desarrollar una estrategia basada en la información colectada y procesada en sistemas de cómputo que asegure la integridad de la sección bajo estudio de la tubería para mantener su operación futura. Esta estrategia incluirá la prioridad de reparaciones inmediatas y la cronología necesaria para reparaciones posteriores, reparación al recubrimiento y re-inspecciones.Identificar y establecer prioridades de las corrosiones y cualquier otra anomalía que requieran reparación inmediata, tomando en consideración el perfil de presiones de la línea (carga de presión), así como las consecuencias de falla para el análisis de riesgo.ENTREGABLES:

Reporte de integridad inmediata, el cual identificará los defectos que necesiten reparación para asegurar la integridad inmediata de la tubería.

Reporte final de integridad para cada una de las secciones de tubería, detallando las acciones de rehabilitación (inmediata/futura) que se recomiendan para asegurar la integridad mecánica de la tubería:

ALCANCES: Resumen Ejecutivo Introducción Objetivo y Alcance Terminología Aplicable Antecedentes de la Línea Metodología Normatividad y Documentos de Referencia Definición de Criterios de Investigación para Perdida de Metal Determinación de PMPO y TVR Criterio de Evaluación de Daños Resultados de Inspección Análisis e Importancia de las Indicaciones de Perdida de Metal Reportadas Métodos Recomendados para la Rehabilitación de Anomalías Evaluación de Daños por Fatiga Evaluación e Importancia de las otras Indicaciones Reportadas Integridad Futura en Relación al Crecimiento de Corrosión Intervalo de Re-inspección y Acciones de Rehabilitación Adicionales Interpretación de Otras Graficas Conclusiones Recomendaciones 

G. SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA

Del listado de indicaciones de los reportes finales de los diablos instrumentados se asocian gráficamente las coordenadas de cada punto en información cartográfica ya sean orto fotos, imágenes de satelitales, cartas topográficas del entorno geográfico del ducto teniéndose una base de datos que permita incorporar estadísticas oficiales ó particulares. El sistema de información geográfica permite el despliegue en vista múltiples de toda la información del entorno geográfico (curvas de nivel, modelos digitales de elevación, hidrológicos, vías de comunicación, localidades, limites políticos en base a mapas digitalizados, así como su visualización y manejo mediante la aplicación

de software que se apega a las especificaciones del Open Gis Consortium, interrelacionando el conteo y ubicación de soldaduras, instalaciones y accesorios, longitud odométrica, dimensionamiento y posición horaria de las anomalías, posición y orientación del equipo, velocidad, cambios de presión y temperatura.Un SIG permite tomar las mejores decisiones y acciones de pronta respuesta ó medidas preventivas ante un no deseable siniestro, sea en ductos, plantas, válvulas de seccionamiento u otras infraestructuras asociadas, se logra establecer modelos predictivos de prevención a lo anterior.

Obra Mecánica

DUCTOS PARA TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE HIDROCARBUROSA. Construcción de ductos para transporte y distribución de hidrocarburos, para ductos de agua potable ó tratada, redes de ductos contra incendio, reparaciones de secciones de ductos dañados a base de carretes permanentes, fabricación e instalación de trampas de envió y recibo de diablos.

Dentro del desarrollo de los trabajos (manejo, erección y presentación de tubería y accesorios)las uniones ó juntas de tubería y accesorios se realizan por medio de soldadura de arco eléctrico con electrodo recubierto (SMAW), lo anterior es ejecutado con personal calificado bajo normas API 1104; Código ASME Sección IX; Norma NRF-030- Pemex-2009; NOM-007- SECRE-1999 y Código AWS “American Welding Society”, Última Edición por personal calificado con procedimiento WPS y PQR certificado por Inspector AWS.

B. REPARACIÓN DE DUCTOS A BASE DE ENVOLVENTES METÁLICAS Y NO METÁLICAS

ENVOLVENTES METALICAS.

 

Las envolventes metálicas se instalaran en aquellos puntos que así lo determine el estudio de Integridad ó el listado de fallas del reporte de un diablo instrumentado, considerándose estas como reparaciones permanente. Estos trabajos no interrumpen la operación del ducto pero se tienen que controlar los parámetros de presión, flujo y temperatura para efectuar la aplicación de soldadura y cumplir lo considerado en los estándares internacionales ANSI/ASME BPV (CÓDIGO ANSI/ASME PARA RECIPIENTES A PRESIÓN Y CALDERAS) y Norma NRF-030-PEMEX-2009.

ENVOLVENTES NO METALICAS

 

Las envolventes no metálicas se instalaran en aquellos puntos que así lo determine el estudio de Integridad ó el listado de fallas del reporte de un diablo instrumentado, pudiendo ser consideradas estas como reparaciones permanentes ó temporales según se indique en el reporte de integridad mecánica. Se instalan con el ducto en operación y sin el uso ni aplicación de soldadura.La colocación de la envolvente no metálica consiste en encamisado de refuerzo a base de resina epóxica reforzado con malla de fibra de vidrio de alta resistencia cumpliendo la Norma NRF-030-PEMEX-2009. 

C. TUBERÍA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD Y ALTO PESO MOLECULAR.

 

La tubería de Polietileno de alta densidad tiene varias ventajas en comparación con la tubería de acero al carbón:a)- Uniones por termo fusión: se logra una unión monolítica más resistente que la tubería misma y 100% más hermética.b)- Factores de flujo: la tersura interior de la tubería de polietileno de alta densidad se conserva durante todo el tiempo que se requiera de su servicio.c)- Resistencia al impacto: no se tiene riesgo por fracturas debido a golpes en el manejo.d)- Flexibilidad: disminuye la cantidad de codos para el cambio de dirección.e)- Ligereza: pesa mucho menos que la mayoría de otras tuberías por lo que es más fácil trabajarla.f)- Compatibilidad química: es inerte a la acción de los agentes químicos que se manejan en la industria.g)- Durabilidad: el tiempo de vida útil estimado para la tubería en redes subterráneas que conducen agua a 23º C y en condiciones normales de operación es de aproximadamente 50 años.h)- Mantenimiento: nulo, no requiere de sistema de protección catódica por no ser conductora de electricidad ya que no presenta corrosión.

D.  FABRICACIÓN DE TRAMPAS DE DIABLOS

Fabricación de Trampa de Envío y Recibo de Diablos , montada sobre patín estructural, apegado a la Norma de PEMEX NRF-221-PEMEX-2009 y ASME Sección VIII Div. 1, B.31. 

E.SOLDADURA DE ESTRUCTURA EN GENERAL. 

Fabricación de estructuras pesadas y semi pesadas a base vigas, canales, PTR, tubulares, etc. por medio de soldadura de arco eléctrico ó uniones roscadas.

F. PRUEBA HIDROSTÁTICA O DE HERMETICIDAD

 

DUCTOSVerificar hidrostáticamente los materiales de fabricación de la tubería, así como las uniones soldadas, esto se logra sometiendo todo el sistema a una presión superior a la presión de diseño; lo anterior siguiendo los lineamientos establecidos bajo las normas NRF-030-2009; NOM -007-SECRE-1999.

VÁLVULASVerificar hidrostáticamente los materiales de fabricación, sellos y cuerpo de válvulas, esto se logra sometiendo las válvulas a una presión superior a la de diseño certificando ambos sellos y cuerpo de estas; lo anterior se logra siguiendo los lineamientos establecidos bajo las Normas API 6D; Norma API 1157 y de acuerdo al ANSI B-31.4 y ANSI B-31.8.

Obra CivilA. CONSTRUCCIÓN GENERAL

Elaboración de Pavimentos con concreto hidráulico, firmes, bardas perimetrales, cimentaciones con pilas. Seguridad física a instalaciones a base de concertina en barda perimetral.

B. HERRERÍA

Fabricación de Portones a base de PTR, polines, etc., así como escaleras metálicas y en general estructuras semi pesadas de acuerdo a planos/croquis aprobados para construcción.

C. PROTECCIÓN MECÁNICA Y ANTICORROSIVA A DUCTOS Y ESTRUCTURAS

Sistema de protección a ductos y estructuras sometidos a los embates agresivos del medio ambiente, ataque de microorganismos, salinidad, humedad, etc. Sistema que se obtiene inicialmente con la limpieza a metal blanco del sustrato base para formar el perfil de anclaje, se logra utilizando el sistema tradicional de sand-blast a base de arena silica y/o sistema libre de polvo Sponge-Jet esponjas abrasivas (oxido de aluminio) para aéreas confinadas ó dentro de instalaciones que cuenten con equipos de instrumentación. Posteriormente se efectúa la aplicación del recubrimiento anticorrosivo para tuberías, accesorios aéreos y recubrimiento anticorrosivo con cemento epóxico de altos sólidos para tuberías enterradas, cumpliendo con los alcances de las Normas NRF-026- PEMEX-2008; Norma NRF-053-PEMEX-2006. 

Sistema de Protección Catódica

A.PROTECCIÓN CATÓDICA 

En las estructuras o tuberías de acero enterradas o sumergidas, existen varias formas de corrosión, producidas por diferentes causas que inciden en el deterioro del metal. Diversos factores afectan sustancialmente el tipo y velocidad de corrosión en una estructura en contacto con el suelo o con los diferentes ambientes que la rodean. Se cuenta con métodos para prevenir y controlar la corrosión con los sistemas de protección catódica, éste consiste en lograr que la estructura funcione como cátodo en una celda de corrosión, mediante la modificación de factores electroquímicos. La protección catódica es uno de los sistemas más efectivos para el control de la corrosión exterior de estructuras enterradas o sumergidas. Cumple con las Normas NRF-047-Pemex-2007, NRF-110-Pemex-2010 y NRF-126-Pemex-2011.

BIBLIOGRAFIA

http://www.bitsa.com.mx/productos/diablosI.html DUCOMSA, S. A. de C. V.

16 de Septiembre # 431,Col. Centro, CP 66230,San Pedro Garza García, N.L.,TEL (81) 8335-5682.

HIGH INTEGRITY & SEVERE SERVICES CAHDEZ

Oficina Villahermosa, Tabasco:Dirección: Samarkanda 300, Col. Nances II - Tabasco 2000.C.P. 86035.

Horarios de Oficina:de Lunes a Viernes de 9:00 hs. a18:00 hs. y Sábados de 9:00 hs. a14 hs.Email:contacto@cahdez.com