www.accadya.com.ve
INTERPRETACIÓN DE PLANOS DE TUBERÍAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA
Modulo 4
Especificaciones de Materiales de Tuberías (Piping Class)
Modalidad: En Línea
Instructor : Ing. David M. Rivas E- mail: drivas@accadya.com.ve Cel.: +58 0426 580 9484
Oil & Gas Training Group
El acero al carbono El término acero sirve comúnmente para denominar, en ingeniería metalúrgica, a una mezcla de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,14 % se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.
Entre 0,03% y 2,14 en Masa 2 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
El acero al carbono La microestructura del acero cambia con las variaciones de temperatura y de alli que seleccionar el material a utilizar para un proceso especifico requiere una serie de pasos que deben ser realizados por ingenieros metalĂşrgicos o especialistas en materiales.
3 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
El Diagrama Hierro- Carbono En el diagrama de equilibrio o de fases hierro-carbono (Fe-C) se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tengan tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos —temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones— por diversos métodos.
A continuación se muestra el diagrama hierro carbono 4 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
El Diagrama Hierro- Carbono
5 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Proceso de Selección de Materiales de Tuberías En el proceso de selección de materiales de tuberías que realiza un diseñador, no utilizaremos el diagrama hierro carbono ni ningún método de laboratorio propio de los ensayos que realizan los ingenieros de materiales, en este capitulo explicaremos la metodología a seguir usando como apoyo un documento pre elaborado denominado Piping Class o Especificación de Materiales de Tuberías
En el mundo del Diseño de Tuberías, se suele llamar Piping Designer, Tubero o Diseñador de Tuberías a los ingenieros y técnicos que estan en la capacidad de dibujar un sistema de tuberías tomando en consideración, el proceso, los materiales, las normas y el entorno donde se desarrolla el diseño.
6 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Resumen del Proceso de Selección de Materiales de Tuberías A continuación un diagrama esquemático de como iniciar el proceso de selección de materiales de tuberías: 1- Definir las Condiciones del Proceso
2- Definir el Servicio
• Presión del Sistema • Temperatura del Sistema • Sobre espesor por corrosión requerido (corrosion allowance)
• Se define el servicio describiendo el fluido de trabajo que va a ser transportado por el sistema de tuberías
3- Selección de la Especificación Aplicable • Este concepto es propio del piping class, en donde se ha clasificado un grupo de materiales que es compatible para cada servicio
A continuación definiremos el concepto de piping class a fin de involucrarnos con su utilización. 7 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Especificación de Materiales de Tuberías o Piping Class Una Especificación de Materiales de Tuberias o Piping Class es un documento que se genera a fin de definir los materiales de tuberias y accesorios asociados a la misma, cada proyecto en particular deberá establecer el Piping Class a utilizar. El Piping Class define el tipo de material a utilizar para el diseño, requisición, compra, fabricación y prueba del sistema de tuberías.
8 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Especificación de Materiales de Tuberías o Piping Class Grandes empresas tales como Fluor, Exxon, PDVSA entre otras, tienen definido un Piping Class general que deberá ser aplicado en cada uno de sus proyectos.
En el caso particular de PDVSA la especificación de materiales de tuberías está codificada con el código H-221, en dicho documento se especifican los materiales y elementos de tuberías deberán ser utilizados dependiendo el tipo de servicio y condiciones de presión y temperatura.
A continuación se muestra la especificación de línea AA1 y los servicios en donde aplica, posteriormente se indican de manera general otras especificaciones de línea pertenecientes a la Especificación PDVSA H-221 9 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Especificación de Materiales de Tuberías o Piping Class
AA1 es el nombre de la especificación de línea, servirá posteriormente para la codificación de tuberías en los planos
10 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
EspecificaciĂłn de Materiales de TuberĂas o Piping Class
150 RF Indica que todos los elementos bridados de este sistema deben ser de tipo cara resaltada y Rating 150#
11 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Especificación de Materiales de Tuberías o Piping Class
Acero al Carbono: Designación general, veremos posteriormente que especificaremos exactamente el tipo de acero al carbono a ser utilizado
12 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Especificación de Materiales de Tuberías o Piping Class
Corrosion Allowance: Este es el sobre espesor por corrosión que posee esta especificación de línea, o la tolerancia de corrosión máxima. Este es un espesor adicional al de diseño para cubrir las pérdidas por corrosión durante vida útil de la instalación
13 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Especificación de Materiales de Tuberías o Piping Class
Servicio: Indica que la especificación AA1 puede trabajar con todos estos fluidos, siempre y cuando no superen los límites mostrados en la columna de presión y temperatura
14 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Descripción particular de una especificación de línea
Podemos ver ahora de manera particular como se ve una especificación de línea, donde los materiales ya están definidos y nuestro trabajo es simplemente seleccionar en función de un diámetro requerido por nuestro sistema de tuberías. Veamos a continuación una aplicación práctica:
15 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Aplicación práctica del uso de especificaciones de línea
Usted tiene una tubería de 4”NPS que tiene como servicio petróleo crudo, en un rango de presión y temperatura acorde con lo establecido en la especificación AA1. Defina el tipo de tubería que debe ser utilizado en el sistema.
16 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Aplicación práctica del uso de especificaciones de línea
1- Ir a la sección de tuberías de la especificación de línea
17 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Aplicación práctica del uso de especificaciones de línea 2 – Seleccionar el ranqo que aplique a nuestro diámetro, en nuestro caso es entre 3” y 6”.
3 – La tubería que necesitamos debe ser de Schedule 40, con los extremos biselados, de material A 53 grado B y debe ser fabricada sin costura. De esta forma seleccionamos exactamente la tubería que está acorde a nuestro proceso.
18 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Tablas de Conexiones a Ramales (Brach Conections) Otra aplicación del Piping Class, es mostrar las tablas de conexiones a ramales, es decir, que accesorio debemos utilizar para una derivación de una línea principal o cabezal (Header) En esta figura se muestra una conexión tubo a tubo con refuerzo (Reinforcing Pad). La tabla de conexiones a ramales nos dice exactamente que accesorio es el idóneo a ser utilizado
19 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Tablas de Conexiones a Ramales (Brach Conections) Otra aplicación del Piping Class, es mostrar las tablas de conexiones a ramales, es decir, que accesorio debemos utilizar para una derivación de una línea principal o cabezal (Header)
20 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Tablas de Conexiones a Ramales (Brach Conections)
Supongamos que se requiere conectar un ramal de 6�NPS a un cabezal de 12�NPS. Utilizaremos la tabla de conexiones a ramales para determinar el accesorio o forma de junta requerida.
21 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Tablas de Conexiones a Ramales (Brach Conections) La respuesta la tenemos al intersectar filas con columnas correspondientes al diámetro requerido La intersección indica que el resultado es un B. Esto indica según la leyenda que el ramal es soldado directamente al cabezal y no requiere ningún tipo de refuerzo.
22 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
Oil & Gas Training Group
Comentarios del Capitulo Los conceptos comentados en este capítulo referente al piping class y su uso, serán utilizados en las siguientes aplicaciones posteriores:
Codificación de Líneas de Proceso Selección de Materiales de Tuberías Revisión de Planos de Tuberías Elaboración de Listas de Materiales en Planos Isométricos
23 www.accadya.com.ve Contacto: 0426-5809484
24