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ANTEPROY NRF-289PEMEX-2011 02 de Diciembre 2011 PÁGINA 1 DE 27
COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PEMEX REFINACIÓN
LAVADO QUÍMICO DE CALDERAS
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HOJA DE APROBACIÓN
ELABORA:
ING. JUAN CARLOS MARTÍNEZ PÉREZ COORDINADOR DEL GRUPO DE TRABAJO
PROPONE:
ING. MIGUEL TAME DOMINGUEZ PRESIDENTE DEL SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PEMEX-REFINACIÓN
APRUEBA:
ING. CARLOS RAFAEL MURRIETA CUMMINGS PRESIDENTE DEL COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS
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CONTENIDO CAPÍTULO
PÁGINA
0.
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 4
1.
OBJETIVO ............................................................................................................................................ 5
2.
ALCANCE............................................................................................................................................. 5
3.
CAMPO DE APLICACIÓN ................................................................................................................... 5
4.
ACTUALIZACIÓN ................................................................................................................................ 5
5.
REFERENCIAS .................................................................................................................................... 5
6.
DEFINICIONES .................................................................................................................................... 6
7.
SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS .......................................................................................................... 7
8.
DESARROLLO ..................................................................................................................................... 8
9.
8.1
Requisitos generales ...................................................................................................
8
8.2
Información que debe entregar Pemex ........................................................................
9
8.3
Productos y servicios que debe proporcionar Pemex ................................................................ 9
8.4
Información que debe entregar el licitante, proveedor o contratista .......................................... 9
8.5
Del equipo de dosificación, medición y control, requerido como parte del servicio ................. 11
8.6
Requisitos del servicio ............................................................................................................... 11
RESPONSABILIDADES ...................................................................................................................... 13 9.1
Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios ...................................................................... 13
9.2
Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios ........................ 13
9.3
Proveedores y contratistas ......................................................................................................... 13
10. CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES .................................. 14 11. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 14 12. ANEXOS ............................................................................................................................................... 15
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INTRODUCCIÓN
El lavado químico o limpieza química de calderas es un proceso necesario para: a) Establecer las condiciones de superficies internas previo a su arranque (limpieza pre-operacional) b) Restablecer las condiciones de superficie después de un periodo de operación (limpieza post-operacional) c) Combinación de las anteriores. En función de las condiciones de las superficies internas de los generadores de vapor, se debe definir el o los proceso de limpieza a seguir. De manera general estos procesos se agrupan como sigue.
Limpieza alcalina. Su objeto principal es retiro de grasas, aceites y materia orgánica. Desincrustación. Se realiza para retirar depósitos o incrustaciones formados en operación Desoxidación. Su finalidad es retirar óxidos de Fierro Neutralización. Se realiza para eliminar restos ácidos de la superficie metálica Pasivación. Este paso da una superficie adecuada para la formación uniforme de magnetita, durante las primeras horas de operación de la caldera.
El lavado es generalmente un proceso que se desarrolla hacia el final del periodo programado para mantenimiento de una unidad existente o erección de una nueva, por lo tanto, es indispensable que la planeación y ejecución de éstos trabajos se realicen con una elevada eficiencia. Por lo anterior, y en virtud de que actualmente no existen normas oficiales mexicanas, normas mexicanas, ni normas internacionales que establezcan los requisitos técnicos para la contratación de estos servicios, Petróleos Mexicanos y sus Organismos Subsidiarios en consenso con fabricantes y proveedores de servicios de lavado químico de calderas, expiden la presente norma de referencia, que conjunta la experiencia de la empresa con la investigación y el desarrollo tecnológico. Este documento normativo se realizó en cumplimiento a: La Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento. La Ley de Petróleos Mexicanos y su Reglamento. La Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y su Reglamento. La Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las mismas y su Reglamento. La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y su Reglamento. Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos y su Reglamento. Disposiciones administrativas de contratación en materia de adquisiciones, arrendamientos, obras y servicios de las actividades sustantivas de carácter productivo de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Políticas, Bases y Lineamientos Generales de Suministros en Materia de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios para Petróleos Mexicanos, Organismos Subsidiarios y Empresas Filiales. Políticas, Bases y Lineamientos en Materia de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las mismas de Petróleos Mexicanos, Organismos Subsidiarios y Empresas Filiales. La Guía para la emisión de Normas de Referencia de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios (CNPMOS-001, 30 Septiembre 2004). En la elaboración de la presente norma de referencia participaron los siguientes organismos, empresas e instituciones: Pemex Refinación Petróleos Mexicanos Cesco, S.A.
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1.
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OBJETIVO
Establecer los requisitos técnicos y documentales, para la contratación de los servicios de lavado químico de calderas de potencia de tubos de agua. 2.
ALCANCE
Esta norma de referencia establece los requisitos mínimos que deben cumplir los proveedores de servicios de lavado químico pre-operacional (instalaciones nuevas) y post-operacional, de la parte interior de tubos y domos de agua, en calderas de potencia de tubos de agua. 3.
CAMPO DE APLICACIÓN
Esta Norma de Referencia es de aplicación general y de observancia obligatoria en la contratación de los servicios de lavado químico de calderas, que lleven a cabo los centros de trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, por lo que debe incluirse en los procedimientos de licitación pública, invitación a cuando menos tres personas (invitación restringida en la Ley de Petróleos Mexicanos), y adjudicación directa, según corresponda a contrataciones para adquisiciones, servicios, obras públicas o servicios relacionadas con las mismas. 4.
ACTUALIZACIÓN
Esta norma se debe revisar y en su caso modificar al menos cada 5 años, o antes si las sugerencias y recomendaciones de cambio lo ameritan. Las propuestas y sugerencias de cambio deben elaborarse en el fo rmato CNPMOS-001-A001 de la Guía para la Emisión de Normas de Referencia CNPMOS-001, Rev. 1 del 30 de septiembre de 2004 y dirigirse a: Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Avenida Marina Nacional No. 329 Piso 35, Torre Ejecutiva Colonia Petróleos Mexicanos, C. P. 11311. México, D. F. Teléfono directo: 19-44-92-40; Conmutador: 19-44-25-00, Extensión: 5-47-81. Correo electrónico: jorge.gonzá
[email protected] 5.
REFERENCIAS
La aplicación de esta NRF se complementa con las siguientes normas. 5.1
NOM-001-SEDE-2005 Instalaciones eléctricas (utilización).
5.2 NOM-001-SEMARNAT-1996 Que establece los límites Máximos Permisibles de Contaminantes en las Descargas de Aguas Residuales en Aguas y Bienes Nacionales. 5.3 NOM-052-SEMARNAT-2005 Que establece las Características, el Procedimiento de Identificación, Clasificación y los Listados de los Residuos Peligrosos. 5.4 NOM-053-SEMARNAT-1993 Que establece el Procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un Residuo Peligroso por su Toxicidad al Ambiente.
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5.5 NOM-005-STPS-1998 Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo para el manejo, transporte y almacenamiento de sustancias químicas peligrosas. 5.6
NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida.
5.7 NOM-010-STPS-1999 Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se manejen, transporten, procesen o almacenen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral. 5.8 NOM-018-STPS-2000 Sistema para la identificación y comunicación de peligros y riesgos por sustancias químicas peligrosas en los centros de trabajo. 5.9 NOM-052-SEMARNAT-2005 Que establece las características, el procedimiento de identificación, clasificación y los listados de los residuos peligrosos. 5.10
NRF-036-PEMEX-2010 Clasificación de áreas peligrosas y selección de equipo eléctrico.
5.11
NRF-048-PEMEX-2007 Diseño de Instalaciones Eléctricas.
5.12
NRF-111-PEMEX-2006 Equipos de medición y servicios de metrología.
6.
DEFINICIONES
Para los propósitos de la presente NRF aplican las definiciones siguientes: 6.1 Agua de alimentación: Flujo de agua requerida con propiedades particulares de presión, temperatura y parámetros fisicoquímicos, para mantener en operación continúa las calderas, en la generación de vapor de alta, baja y media presión. 6.2 Corrosión: Deterioro o desgaste de un material, generalmente un metal, debido a la reacción con el medio ambiente o en contacto con un fluido para regresar a su estado natural. 6.3 Condensado.- Vapor agotado que ha perdido temperatura y presión y que puede contener trazas de sales minerales. Valores de temperatura promedio de 80°C a 90 °C. Pemex debe indicar los valores en la Hoja de datos del Anexo 1 de la presente Norma de Referencia. 6.4 Depósitos: Materiales o sustancias que se sedimentan en todas las partes del sistema, tales como fango, arena, arcillas, material orgánico, sólidos suspendidos, compuestos por fosfato de calcio, carbonato de calcio, hidróxido de magnesio, silicato de magnesio y varias formas de hidróxido de hierro, entre otros. 6.5 Hojas de datos: Documento en el que se indica por parte de PEMEX los requisitos técnicos del servicio, información de materias primas, materiales y equipos, así como condiciones de operación, entre otros. 6.6 Hoja de datos de seguridad: Es la información sobre las condiciones de seguridad e higiene necesarias, relativa a las sustancias químicas peligrosas, que sirve como base para programas escritos de comunicación de peligros y riesgos en el centro de trabajo, de acuerdo a la NOM-018-STPS-2000.
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6.7 Incrustación: Depósito duro que se adhiere fuertemente a las superficies del sistema de generación de vapor, originado por sobresaturación de sales minerales disueltas en el agua, o bien por una mezcla de depósitos. 6.8 Memoria de cálculo: Desarrollo de cálculos matemáticos con resultados detallados, fundamentados técnicamente, que permiten conocer las cantidades de productos a aplicar y las dimensiones de los equipos de dosificación, y que se obtienen de utilizar los datos de operación o de diseño proporcionados en la hoja de datos del anexo 1 de la presente Norma de Referencia y las características de los productos químicos propuestos por el licitante, proveedor o contratista. 6.9
Neutralización: Proceso para llevar una solución ácida o alcalina a un valor de pH de 7.
6.10 Lavado Alcalino: Proceso de limpieza química con soluciones de pH mayores a 11.0 unidades y cuyo objeto es la remoción de grasas, aceites y/o materia orgánica. Su temperatura de aplicación puede variar acorde con el grado de ensuciamiento y las condiciones de operatividad de la caldera. 6.11 Hervido Alcalino: Tipo de Lavado alcalino que se realiza a presiones sobre-atmosféricas (del 30 al 50% de operación de trabajo de caldera) y temperaturas que rebasan los 100°C. Para esta operación generalmente es necesario encender pilotos y/o quemadores. Los sistemas de control, enfriamiento, reposición de agua, entre otros, deben ser operables. 6.12 Enjuague: Proceso de eliminación de residuos hasta alcanzar las condiciones fisicoquímicas similares del agua que se adiciona. 6.13 Pasivación: Proceso mediante el cual las superficies metálicas disminuyen o eliminan el proceso de oxidación o Corrosión. Para efectos de limpieza, la pasivación lograda es temporal hasta que la unidad arranca y se crea una pasivación operativa. En las primeras horas de arranque de las calderas se crea una película protectora de magnetita, que previene la corrosión en operación al interior de la tubería del sistema de generación de vapor. 6.14 Preservación: Es un método para evitar la corrosión en un equipo en paro. Generalmente se aplica a calderas a las que se ha efectuado una limpieza y pasivación o bien que salen de operación temporalmente y no requieren de mantenimiento. Consiste en agregar aditivos en “seco” o en “húmedo” para capturar oxígeno y en su caso retirar la acidez del agua. El método y concentraciones de la preservación dependen del diseño del equipo, el tiempo que pasará antes de entrar en operación, las condiciones de sitio, entre otros. 6.15 Residuo: Material o producto cuyo propietario o poseedor desecha y que se encuentra en estado sólido o semisólido, o es un líquido o gas contenido en recipientes o depósitos, y que puede ser susceptible de ser valorizado o requiere sujetarse a tratamiento o disposición final.. 6.16 Testigo de Lavado: Espécimen formado de un corte transversal de un tubo representativo de la caldera. 6.17 Lavado químico de calderas (limpieza química): La aplicación de un procedimiento que puede incluir una o varias etapas, como limpieza alcalina, desincrustación, desoxidación, neutralización, pasivación y preservación. 7.
ABREVIATURAS
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Para los propósitos de la presente NRF aplican las siguientes abreviaturas: 7.1
Abreviaturas
ASTM American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para pruebas y materiales) LFMN Ley Federal Sobre Metrología y Normalización STPS Secretaría del Trabajo y Previsión Social NMX
Norma Mexicana
NOM
Norma Oficial Mexicana
NRF
Norma de Referencia
PEMEX Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. ppm
Partes por millón
ppb
Partes por billón
c.a.
corriente alterna
pH
potencial hidrógeno
ICP
Inductive coupled plasma (Plasma de acoplamiento inductivo)
8.
DESARROLLO
8.1
Requisitos generales
El licitante, proveedor o contratista debe cumplir los parámetros de control y los requisitos que PEMEX defina en la Hoja de datos del Anexo 1 de esta NRF. 8.1.1
El lavado químico debe incluir por lo menos lo siguiente:
El suministro, aplicación y control de productos químicos necesarios para el lavado químico. Los equipos de medición, dosificación, monitoreo y control del procedimiento de lavado. Laboratorio móvil y equipo para análisis de muestras. Pruebas de circulación de agua antes y después del lavado químico para detectar posibles fugas de los arreglos temporales de la contratista. Apertura y cierre final de domos. Desarmado y armado de los internos de los domos de vapor y lodos. Herramienta y andamios. Los tanques y recipientes contenedores del agua de dilución y lavado. Conexiones, tuberías y mangueras, válvulas, empaques, espárragos. Bombas para recirculación.
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En caso de ser necesario, caldera auxiliar con el combustible necesario para calentamiento de soluciones, en caso de que no se vaya a encender la unidad y así se establezca en las bases de licitación. Instalación eléctrica (Tableros de alimentación eléctrica con interruptores, cableado, alumbrado con lámparas a prueba de explosión, entre otros). Taponeado provisional del sobrecalentador con tapones cónicos de madera y retiro de tapones posterior a la prueba hidrostática. Neutralización del agua de lavado (pH de 6 a 8) para su disposición final donde lo indique el centro de trabajo. 8.1.2 Todos los productos químicos propuestos por el licitante, proveedor o contratista para el lavado químico, deben ser compatibles entre sí, químicamente estables a la temperatura y presión ambiental. Deben cumplir con las regulaciones establecidas en la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y su Reglamento y la Ley General de Salud y su Reglamento. 8.1.3 Las unidades de medida y sus símbolos deben estar de acuerdo con la NOM-008-SCFI-2002., indicando entre paréntesis su unidad en el sistema equivalente, en caso de que se complemente con otra unidad de medida. 8.1.4 El contratista debe efectuar el lavado químico de calderas a través de personal capacitado y con experiencia de acuerdo a lo establecido en las bases de licitación. 8.1.5 El contratista es el responsable del manejo y retiro de los diferentes materiales y productos químicos utilizados y sobrantes que se generen por el desempeño de sus servicios y actividades. Dichos materiales y/o productos químicos deben ser preferentemente de naturaleza biodegradable. 8.1.6 Si se establece en las bases de licitación, el proveedor o contratista debe llevar a cabo la clasificación, manejo, almacenamiento, tratamiento y/o disposición final de los residuos peligrosos, envases, embalajes que tuvieron materiales peligrosos y materiales generados durante el desarrollo del lavado químico conforme a lo dispuesto en la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos, su reglamento y de acuerdo a las normas oficiales mexicanas, NOM-052-SEMARNAT-1993, NOM-053-SEMARNAT-1993. El Proveedor o contratista debe entregar a Pemex el Manifiesto de entrega, transporte y recepción de residuos peligrosos. Debidamente firmado y sellado. 8.1.7 Si se establece en las bases de licitación, el proveedor o contratista debe colectar y tratar las aguas residuales generadas durante el desarrollo del lavado químico, antes de ser vertidas a un cuerpo receptor del centro de trabajo, de conformidad con las condiciones particulares de descarga de residuales del centro de trabajo y/o NOM-001-SEMARNAT-1996. 8.2 Información que debe entregar PEMEX. Hoja de datos del Anexo 1 de esta NRF. Condiciones de operación durante la última corrida de la caldera, tales como: Paros no programados de operación, fallas en tubos, variaciones de control químico, tipo de tratamiento químico interno, duración de la última corrida operacional, fecha de último lavado químico, contaminaciones. Plano de caldera. Datos de diseño de la caldera. En caso de que Pemex cuente con resultados del análisis de depósitos en tubo(s) muestra, ésta información se debe entregar al licitante, proveedor o contratista para que con ésta información determine el procedimiento de limpieza a aplicar. 8.3 Productos y servicios que debe proporcionar PEMEX.
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Los productos y servicios que debe proporcionar PEMEX en caso de que los tenga disponibles, tales como, energía eléctrica, agua de servicio, condensado, se deben especificar en la Hoja de datos del Anexo 1 de esta NRF. Estos productos y servicios estarán a disposición del contratista donde PEMEX indique, en la cantidad y condiciones señaladas por el centro del trabajo; por lo que el contratista debe suministrar lo necesario y realizar las instalaciones para su uso durante la ejecución del contrato. 8.4
Información que debe entregar el licitante, proveedor o contratista.
Debe incluir en su propuesta los siguientes estudios e información, en idioma español: 8.4.1 Procedimiento de lavado químico propuesto, con base a la información proporcionada por Pemex en la Hoja de Datos 1 de esta NRF. 8.4.2 El licitante debe entregar memoria de cálculo, de la dosificación de cada uno de los productos químicos del procedimiento de lavado químico propuesto, para condiciones de pre-operación (equipos nuevos o rehabilitados) y post-operación según corresponda. La memoria de cálculo debe presentar el desglose matemático de cómo se obtiene el resultado final y debe ser congruente con las hojas técnicas y de seguridad de los productos, así como con las condiciones de las calderas a tratar; de acuerdo a los valores que indique PEMEX en la Hoja de datos del Anexo 1 de esta NRF. 8.4.3 Métodos analíticos de los análisis fisicoquímicos que utilizará durante el proceso del lavado químico de calderas. 8.4.3.1 Para limpieza alcalina: a)
% de alcalinidad. ( ASTM D 1067 o equivalente)
b)
pH ( ASTM D 1293 o equivalente)
c)
Grasas y aceites ( ASTM D 4281 o equivalente)
8.4.3.2 Para lavado ácido: a)
Conductividad ( ASTM E 1530 o equivalente)
b)
pH ( ASTM D 1293 o equivalente)
c)
Sílice ( ASTM D 859 o equivalente)
d)
Turbidez ( ASTM D 7315 o equivalente)
e)
Fierro (Férrico y ferroso) ( ASTM D 1068 o equivalente)
f)
Sólidos suspendidos ( ASTM D 5907 o equivalente)
g)
Concentración de ácido ( ASTM D 1067 o equivalente)
Nota: El licitante o contratista debe proponer los métodos de análisis estándar o de aceptación nacional (NMX) o internacional (ASTM o equivalente) para autorización de PEMEX. No se aceptan métodos particulares del licitante o contratista. 8.4.4 Hojas técnicas de los productos químicos propuestos para el lavado químico, que deben contener como mínimo: Composición química,
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Parámetros fisicoquímicos tales como agente activo, pH, densidad, viscosidad, apariencia, tendencia a la emulsión, tendencia a la formación de espuma, estabilidad térmica de almacenamiento y de operación.
8.4.5 Hoja de datos de seguridad de los productos químicos propuestos para el lavado químico, que indique el tanto por ciento de agente activo, de acuerdo a la norma NOM-018-STPS-2000. 8.4.6 Hoja Técnica de los productos químicos propuestos para el lavado químico, incluyendo el porcentaje de agente activo. 8.4.7 Plan detallado de contingencia ambiental, el cual establezca las medidas y equipos que deben utilizarse para atender fugas y/o derrames de los productos químicos propuestos, durante su manejo (almacenamiento, transporte y dosificación). 8.4.8 Programa calendarizado en diagrama de barras para el montaje de equipo y accesorios necesarios para el lavado químico y su duración, que incluya actividades, secuencia, tiempos, productos y su relación de dosificación, así como frecuencia de análisis y rangos de los parámetros de control. 8.4.9 Requerimientos de energía eléctrica, aire comprimido, agua de servicio u otros, para proporcionar el servicio de lavado químico. 8.5
Del equipo de dosificación, medición y control, requerido como parte del servicio.
El licitante debe incluir en su propuesta la siguiente información, en idioma español: 8.5.1 Información técnica completa y detallada (catálogos y/o folletos entre otros), así como esquema de instalación de los siguientes equipos (si se requieren otros se deben especificar en las bases de licitación). Los catálogos pueden presentarse en el idioma del país de origen, con una traducción simple al idioma español: a)
Analizador y registrador de conductividad
b) Equipo de cómputo, impresora y software compatible con el de PEMEX para el control estadístico de todos los parámetros fisicoquímicos, elaboración de reportes requeridos. c)
Bombas centrífugas para alimentación y recirculación del agua de lavado (principal y relevo).
d)
Válvulas y tubería de líneas de alimentación y recirculación de agua de lavado.
e) Tanque de acero al carbono para la preparación de las soluciones y para l a dosificación continúa para el lavado químico. Puede ser autotanque. 8.5.2
Del procedimiento de lavado químico propuesto
El licitante o contratista debe entregar a PEMEX un procedimiento del lavado químico que incluya el hervido alcalino, lavado ácido, enjuague, neutralizado, pasivación y preservación, según corresponda, además de lo siguiente: a) Estudio de planta, que considere: - Diagrama de distribución de líneas de vapor y condensados de la caldera - Isométrico y diagrama de flujo de las líneas de agua de lavado
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b) Información indicada en los numerales 8.4 y 8.5.1 de esta NRF c) Literatura en idioma español que respalde técnicamente el procedimiento del lavado químico propuesto.
8.6
Requisitos del servicio
8.6.1
Equipos de dosificación, medición y control
8.6.1.1 Los equipos de medición utilizados por el contratista, deben cumplir con la NRF-111-PEMEX-2006. 8.6.1.2 Los materiales y equipos que se utilicen en las instalaciones eléctricas para llevar a cabo el lavado químico deben cumplir con la NOM-001-SEDE-2005, NRF-036-PEMEX-2010 y NRF-048-PEMEX-2007. 8.6.1.3 Cumplir el programa especificado en el numeral 8.4.8 de esta NRF. 8.6.1.4 Proporcionar para el servicio de lavado químico los equipos especificados en el numeral 8.5.1 de esta NRF. 8.6.1.5 Los productos químicos para el lavado químico se deben suministrar en recipientes herméticamente cerrados y con sellos indicativos de integridad. Para su manejo, transporte y almacenamiento, el contratista debe cumplir con la NOM-005-STPS-1998, NOM-010-STPS-1999 y NOM-052-SEMARNAT-2005. 8.6.1.6 El contratista debe instalar los equipos indicados en el numeral 8.5.1 de esta NRF, y en su caso repararlos o reponerlos durante la vigencia del contrato. 8.6.1.7 El contratista debe instalar y poner en operación los equipos de alimentación y recirculación del agua de lavado, medición y control necesarios para el servicio. 8.6.2
Servicio y asistencia técnica
8.6.2.1 El contratista debe efectuar las pruebas y mediciones de las diferentes corrientes de agua de lavado, con la frecuencia indicada en el procedimiento de lavado químico propuesto. 8.6.2.2 El contratista debe designar un responsable del lavado químico, quien debe ser un ingeniero químico titulado, quien debe administrar, coordinar, ejecutar y responder por los servicios contratados, así como ser responsable del control, operación, mantenimiento y seguridad del lavado químico y del personal del contratista. Éste responsable del lavado químico debe estar disponible las 24 horas del día durante el tiempo que dure el servicio. Debe tener experiencia comprobada en la prestación de servicios equivalentes al contrato asignado. Se debe incluir en la propuesta documentación comprobatoria de este requisito. 8.6.2.3 La sustitución del responsable del lavado químico, debe ser bajo aprobación de PEMEX y/o también cuando haya causas justificables. El ingeniero que lo sustituya debe cumplir con los mismos requisitos indicados en el numeral anterior. 8.6.2.4 Contar con personal técnico especializado, con experiencia comprobable, para efectuar las actividades de: a)
Muestreo y análisis de las corrientes del sistema.
b)
Ajuste de la dosificación de productos químicos.
c)
Reportes establecidos en las bases de licitación.
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8.6.2.5 Supervisar las variaciones físico-químicas del agua de lavado durante todas las etapas del lavado químico, para hacer los ajustes necesarios con la finalidad de asegurar los valores especificados en la Hoja de datos del Anexo 1 de la presente norma de referencia. 8.6.2.6 El contratista debe asegurar las condiciones finales de lavado de la caldera, considerando como mínimo los siguientes parámetros de aceptación, según corresponda: Para lavado alcalino: a) b)
Estabilidad en análisis de alcalinidad de acuerdo a ASTM D 1067 o equivalente (se entiende por estabilidad a la variación máxima del 10 % en tres análisis consecutivos). Contenido máximo de grasas y aceite de 5 ppm en las muestras de las purgas de acuerdo a ASTM D 4281 o equivalente.
Para hervido alcalino: a) b)
Estabilidad en análisis de alcalinidad de acuerdo a ASTM D 1067 o equivalente (se entiende por estabilidad a la variación máxima del 10 % en tres análisis consecutivos). Contenido máximo de grasas y aceite de 1 ppm en las muestras de las purgas de acuerdo a ASTM D 4281 o equivalente.
Para lavado acido: a) b) c)
Ausencia de depósitos e incrustaciones en superficie interna de los tubos y domos de la caldera mediante inspección visual. Ausencia de depósitos e incrustaciones en testigo de lavado mediante inspección visual, en caso de que así se indique en las bases de licitación. Estabilidad en los análisis de ingrediente activo y de ion férrico e ion ferroso (se entiende por estabilidad a la variación máxima del 10 % en tres análisis consecutivos).
Para evidenciar a lo anterior el contratista debe entregar reporte de inspección con registro fotográfico del estado previo y posterior al lavado de la caldera, que incluya al menos domo de vapor y de lodos, tubos de zona de radiación y en los puntos que se determinen en las bases de licitación. Esto debe ser aprobado por el supervisor designado por PEMEX. La aceptación del servicio de lavado químico de calderas debe hacerse de acuerdo a lo estipulado en el PA800-70600-01. 8.6.3
Reportes de acuerdo al plan de servicio.
8.6.3.1 Además de los reportes establecidos en este numeral, los centros de trabajo de Pemex deben definir en las bases de licitación la frecuencia, cantidad y tipo de reportes adicionales que debe realizar el contratista. 8.6.3.2 Gráfica del comportamiento de los parámetros de control (concentración de ácido, ferroso y férrico contra tiempo) del proceso del lavado químico (servirá para evaluar la eliminación de depósitos e incrustaciones), similar a la figura 1 de la presente norma de referencia. 8.6.3.3 Los reportes anteriores deben ser entregados mediante archivo electrónico e impresos. 9.
RESPONSABILIDADES
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9.1
Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios
9.1.1
Vigilar que se apliquen los requisitos de esta NRF.
9.1.2
Cumplir con lo establecido en el PA-800-70600-01.
9.2
Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios
9.2.1
Emitir las NRF´s de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.
9.2.2 Promover la elaboración y revisión de las NRF´s, así como su difusión y cumplimiento por parte de los Centros de Trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. 9.3
Proveedores y contratistas
9.3.1
Cumplir los requisitos especificados en esta NRF.
9.3.2 Cumplir con los lineamientos de seguridad, higiene y protección al medio ambiente de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, así como con lo relativo a trabajos por proveedores y contratistas al interior de los centros de trabajo de PEMEX. 9.3.3 Cumplir con la Legislación y Normatividad en materia de protección al medio (ambiente y laboral), identificación, transporte y manejo de sustancias y desechos peligrosos y no peligrosos. 9.3.4
Cumplir con el nivel de supervisión establecido en las bases de licitación en apego al PA-800-70600-01.
10. CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS E INTERNACIONALES No tiene concordancia 11.
BIBLIOGRAFÍA
11.1 PA-800-70600-01 Procedimiento institucional para la inspección de bienes muebles y supervisión de arrendamientos o servicios en Petróleos Mexicanos, Organismos Subsidiarios y en su caso, Empresas Filiales. Revisión 1, 10 de septiembre de 2009. 11.2
Standard Test Method for Silica in Water (Método de Prueba Estándar para la Sílice en el Agua).
11.3 ASTM D1067:2011 Standard Test Methods for Acidity or Alkalinity of Water (Métodos de prueba estándar de acidez y alcalinidad del agua). 11.4 ASTM D1068:2010 Standard Test Methods for Iron in Water (Métodos de prueba estándar de hierro en agua). 11.5 ASTM D1125 Standard Test Methods for electrical conductivity and resistivity of water (Métodos de prueba estándar para la conductividad eléctrica y la resistividad del agua). 11.6
ASTM D1293 Standard Test Methods for Ph of Water (Método de Prueba Estándar para Ph del Agua).
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11.7 ASTM D 2688 Standard test methods for: Corrosivity of water in the absence of heat transfer-Weight loss methods. (Método estándar para: Corrosividad del agua en ausencia de transferencia de calor- Método de pérdida de peso). 11.8 ASTM D 3483 Standard Test Methods for Accumulated Deposition in a Steam Generator Tube (Métodos de prueba estándar para acumulación de depósitos en tubos de generadores de vapor). 11.9 ASTM D 4281 Standard Test Method for Oil and Grease (Fluorocarbon extractable substances) by gravimetric determination (Método de prueba estándar para el aceite y la grasa (sustancias fluorocarbono extraíbles) por determinación gravimétrica. 11.10 ASTM D 5907 Standard Test Methods for Filterable Matter (Total Dissolved Solids) and Nonfilterable Matter (Total Suspended Solids) in Water (Métodos de prueba estándar para la materia filtrables (sólidos totales disueltos) y la materia Nonfilterable (sólidos suspendidos totales) en el agua). 11.11 ASTM D 7315 Standard Test Method for Determination of turbidity Above 1 turbidity Unit (TU) in Static Mode (Método de prueba estándar para la determinación de turbidez por encima de turbidez Unidad 1 (TU) en modo estático). 11.12 ASTM A178:2007 Grade A y C Standard Specification for Electric-Resistance-Welded Carbon Steel and Carbon-Manganese Steel Boiler and Superheater Tubes (Especificación estándar para resistencia eléctricaAcero al carbono soldable-Tubos de acero al carbono-manganeso para caldera y calentadores). 11.13 ASTM A192:2007 Standard Specification for Seamless Carbon Steel Boiler Tubes for High-Pressure Service (Especificación estándar para tubos de acero al carbono para calderas de servicio de alta presión) 11.14 ASTM A210:2007 Grade A1 y C Standard Specification for Seamless Medium-Carbon Steel Boiler and Superheater Tubes (Especificación estándar para tubos no soldables de acero al carbono al 50% para caldera y calentadores). 12.
ANEXOS
12.1
Anexo 1 Hoja de datos
12.2
Anexo 2 Guía para limpieza química de la parte interna en tubos de calderas de potencia.
12.3
Anexo 3 Figura 1
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Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios 12.1
Anexo 1 Hoja de datos
A.
Datos de la caldera
Número económico
B.
Fecha de última limpieza
Capacidad
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Marca y modelo
Presión
Disponibilidad de servicios en las instalaciones de PEMEX
- Energía eléctrica
_____kW ______ V c.a.
- Agua de servicio
_____ m /s
- Aire comprimido
_____ m /s
- Drenaje
_____ m /s
3 3 3
- Otros (especificar) Disponibilidad de producto a suministrar por PEMEX - Condensado
_____ litros
- Otros (especificar) C.
Información técnica del agua de alimentación de calderas
Tipo de agua utilizada: _______________________________________ Valor Parámetro
Agua desmineralizada
Unidades Condensado
Dureza total
___ ppm CaCO3
Sílice
___ ppb
Conductividad
___ micro siemens/cm
Alcalinidad
___ ppm CaCO3
Fierro
No aplica
___ ppb
Cobre
No aplica
___ ppb
Otros (especificar) Nota: Estos datos se establecen únicamente como base de cálculo para la propuesta del proveedor o contratista, y de ninguna manera como compromiso de PEMEX de que será la calidad del agua.
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D. Resultados del análisis físico-químico de depósitos internos en tubo(s) muestra (solo en caso de que Pemex cuente con esta información) Muestra de tubo No._____, de la pared ___________, de la caldera ______, tomado a ____ m del nivel de _________________ Parámetro Método Valor 2 Depósito Suave (ASTM D 3483 o equivalente) ______ mg/cm 2 Depósito Duro (ASTM D 3483 o equivalente) ______ mg/cm 2 Depósito Total (ASTM D 3483 o equivalente) ______ mg/cm Fe como Fe3O4 Espectrofotometría ICP ______ % en peso Mg como MgO Espectrofotometría ICP ______ % en peso Cu como CuO Espectrofotometría ICP ______ % en peso Ca como CaO Espectrofotometría ICP ______ % en peso Mn como MnO Espectrofotometría ICP ______ % en peso Zn como ZnO Espectrofotometría ICP ______ % en peso Al como Al2O3 Espectrofotometría ICP ______ % en peso Cr como Cr2O3 Espectrofotometría ICP ______ % en peso Ni como NiO Espectrofotometría ICP ______ % en peso Na como Na2O Espectrofotometría ICP ______ % en peso K como K2O Espectrofotometría ICP ______ % en peso SiO2 Espectrofotometría ICP ______ % en peso 2 Nota: En función de la densidad de depósitos, la muestra se clasifica como “sucia” de 30.00 – 45.00 mg/cm
E.
Parámetros de aceptación
Para lavado alcalino: c) d)
Estabilidad en análisis de alcalinidad de acuerdo a ASTM D 1067 o equivalente (se entiende por estabilidad a la variación máxima del 10 % en tres análisis consecutivos). Contenido máximo de grasas y aceite de 5 ppm en las muestras de las purgas de acuerdo a ASTM D 4281 o equivalente.
Para hervido alcalino: c) d)
Estabilidad en análisis de alcalinidad de acuerdo a ASTM D 1067 o equivalente (se entiende por estabilidad a la variación máxima del 10 % en tres análisis consecutivos). Contenido máximo de grasas y aceite de 1 ppm en las muestras de las purgas de acuerdo a ASTM D 4281 o equivalente.
Para lavado acido: d) e) f)
Ausencia de depósitos e incrustaciones en superficie interna de los tubos y domos de la caldera mediante inspección visual. Ausencia de depósitos e incrustaciones en testigo de lavado mediante inspección visual, en caso de que así se indique en las bases de licitación. Estabilidad en los análisis de ingrediente activo y de ion férrico e ion ferroso (se entiende por estabilidad a la variación máxima del 10 % en tres análisis consecutivos).
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12.2 Anexo 2 Guía para limpieza química de la parte interna en tubos de calderas de potencia. (Informativo) 1
Alcance
Esta guía cubre un panorama general sobre los métodos para efectuar limpiezas químicas en la parte interior de tubos de agua en calderas, donde los materiales de los tubos por limpiar sean de cualquiera de las especificaciones siguientes: ASTM A 178 Grado A Y C ASTM A 192 ASTM A 210 Grado A1 Y C ASTM A 83 (Sustituido por A 192) Esta guía incluye la limpieza química pre-operacional y post-operacional o de mantenimiento. El objeto de cualquier limpieza de calderas es establecer o restablecer las condiciones de superficie interna para una eficiente transferencia de calor, adecuada formación de capa protectora de magnetita y preservación del equipo. 1.1
Limpieza química a calderas nuevas (pre-operacional).
1.1.1
Aplica para la limpieza química a calderas que se preparan para entrar en servicio por primera vez.
Los contaminantes que tiene una caldera nueva, generalmente son:
Grasas y aceites usados en el proceso de fabricación de partes y en el montaje en campo. Suciedad en general, como polvo, lodos, arenas, entre otros. Óxidos de fabricación del metal (oxido de laminación). Óxido común como resultado de un proceso de corrosión del metal por el medio ambiente.
Nota: Las limpiezas químicas no son capaces de retirar contaminantes como basura, plásticos, varillas de soldar, guantes, entre otros que comúnmente se encuentran en las calderas. Las limpiezas pre-operaciones consisten de los siguientes pasos, después de eliminar toda la materia suelta de domos y cabezales: a) b) c) d) e) f) g)
Hervido Alcalino (cuando se hayan hecho trabajos de rolado en más del 20 % de tubos o que haya indicio importante de grasas y aceites) o bien lavado Alcalino a temperatura mínima de 80°C. Vaciado. Enjuague(s). Desoxidación. Neutralización. Pasivación. Preservación.
1.1.2
Antes de hacer la preservación, se debe revisar la eficiencia del proceso de lavado alcalino y el lavado ácido, mediante el uso de videoendoscopio de los tubos del banco generador, de pared por los cabezales de agua de alimentación y por cualquier otro lugar que indique Pemex.
1.2
Limpieza química post-operacional.
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Corresponde a la limpieza por efectuar a una caldera después de una corrida determinada de operación. Para este tipo de limpiezas es indispensable contar con la información precisa del tipo de depósitos e incrustaciones, así como del estado metalográfico de los tubos a limpiar. Existen varios métodos para evaluar la necesidad de limpieza en una caldera. a) Limpiezas programadas. Consiste en realizar una limpieza en periodos de tiempo programados (usualmente entre 3 y 6 años). Este es el método menos preciso, pero supera con mucho a no contar con ningún método. b) Programación en función de valores de Fierro y Cobre en operación. Es un método muy meticuloso, que en función de horas de operación y extrapolación de los valores diarios de Fierro, Cobre y sílice, supone la cantidad de incrustación generada. Es sin embargo muy inexacto. c) Limpieza en función de la cantidad de depósitos. Este método reúne la mejor solución técnicoeconómica pues define cuando es necesario hacer una limpieza, considerando la densidad de depósitos encontrada. La tarea más importante en este método es tomar muestras de tubos de manera programada (recomendable cada año) y enviar para análisis. Típicamente para los generadores de vapor encontrados en las instalaciones de Pemex, la siguiente tabla simplificada puede aplicar: 2
Densidad de depósitos (mg/cm ) 0-15 15-30 30-en adelante
Acción Continuar monitoreo. No se requiere limpieza. Programar limpieza química en el siguiente paro programado Realizar limpieza química.
Hay algunas excepciones a este criterio, en que se debe realizar limpieza aun cuando los valores sean 2 inferiores a 15 mg/cm : a) b) c) d) e) f)
Existió una falla por sobrecalentamiento y los tubos afectados y reemplazados son mayores al 15%. Hay evidencia de que el problema de falla se pueda extender a otros tubos en un corto plazo. Se utilizó grasa o aceite en el proceso de sustitución de tubos. Cuando hay un evento de contaminación, aun cuando la densidad de depósitos sea relativamente baja. Los resultados del análisis de depósitos marcan un porcentaje mayor al 20% de compuestos diferente al Fierro. La unidad estuvo fuera de operación y el proceso de preservación no fue el adecuado.
Los párrafos anteriores definen cuando se debe limpiar una caldera, pero no con que método. Para poder determinar que químicos utilizar, que tipo de inhibidores, concentraciones, temperaturas y procesos, es indispensable contar con un Análisis de depósitos y metal que de información de la densidad de depósitos por compuesto o elemento, la composición de depósitos y la condición metalográfica del tubo. A continuación una breve descripción de los métodos utilizados tradicionalmente. 1.2.1 Limpieza alcalina. Si existe la presencia de grasas y aceites debido a un proceso de sustitución de tubos por expansión o rolado o bien por alguna contaminación en particular se debe realizar una limpieza alcalina. A pesar de que el hervido Alcalino es la solución más adecuada para alta presencia de grasas, se pueden aplicar otras opciones, como Lavado Alcalino a temperatura por arriba de 80°C, esto es recomendable para mejorar los problemas de programación que típicamente se enfrentan en un hervido, pues para este la caldera tiene que estar 100% operable. En cualquiera de las opciones, la presencia de grasa al final del proceso debe ser inferior a 5 ppm en la solución de limpieza.
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1.2.2 Proceso de desincrustación o retiro de depósitos duros. Este paso es el más importante en una limpieza post-operacional o de mantenimiento, pues logra la remoción de los depósitos e incrustaciones que además de impedir la transferencia de calor pueden provocar daños en la caldera. Típicamente este paso se hace con ácidos inorgánicos y el ácido clorhídrico por su costo y eficiencia es el que mayor uso tiene. Sin embargo este producto no remueve la totalidad de los contaminantes potenciales. El ácido clorhídrico por sí mismo no es capaz de retirar incrustaciones de Sílice ni de Cobre. Acorde con los resultados analíticos, este proceso también se puede hacer con otros ácidos inorgánicos, o ácidos orgánicos o combinaciones de ellos. 1.2.3 Lavado acido para desoxidación. Este proceso normalmente se realiza con ácido cítrico y su objeto es retirar los óxidos de fierro, así como aquellos que se forman posterior a un proceso de desincrustación con ácidos inorgánicos. Este proceso se puede hacer con otros ácidos orgánicos, o ácidos inorgánicos o combinaciones de ellos. Posterior a estas limpiezas es necesario realizar una neutralización y pasivación de las superficies internas. La pasivación evita un proceso de oxidación o corrosión fuera de operación y deja la superficie lista para una adecuada formación de magnetita en las primeras horas de operación de la caldera. 2.
Descripción del equipo empleado.
2.1 Bombas.- Para aplicar los productos químicos para efectuar la circulación de homogenización, se deben emplear bombas de materiales adecuados para el manejo de las soluciones aplicadas en la limpieza química. Las bombas deben tener capacidad para llenar la caldera por limpiar máximo en una hora. Se debe contar con un equipo de relevo de la misma capacidad y características para continuar con la limpieza química y evitar que esta se pueda suspender. 2.2
Tanques.
2.2.1 Los tanques para transportar los productos químicos deben ser apropiados para el transporte de sustancias peligrosas, con tapa para evitar emanación de vapores ácidos hacia el exterior. 2.2.2 El tanque para la preparación de la solución p u e d e ser de polietileno de alta densidad (HDPE) reforzado, de fibra de vidrio reforzada o metálicos. La capacidad del tanque para la preparación de la solución de lavado ácido la determinará el contratista. 2.3
Líneas
2.3.1 Las líneas empleadas para llenado y circulación del agua de lavado deben ser prefabricadas y específicas para el lavado, deben ser de acero al carbono o cualquier otro material con resistencia química y mecánica adecuada para soportar la temperatura y presión durante el tiempo que dure el lavado químico, evitando con esto las fugas que afectan el medio ambiente y pueden provocar la suspensión momentánea de la limpieza química, o un accidente. En el caso de medidores de nivel directos de domo, éstos deben ser incomunicados con el fin de que no sufran daño, debiendo suministrar e instalar un medidor de nivel de sacrificio para efectos de la limpieza química. 2.3.2 El arreglo que se haga en las líneas empleadas para la circulación de la limpieza química, debe tener los bloqueos necesarios para asegurar que exista circulación por todos y cada uno de los circuitos de la caldera durante cada uno de los pasos del procedimiento de la limpieza. 2.4
Sistema auxiliar de calentamiento (en caso de requerirse).
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2.4.1 Se debe contar con un sistema auxiliar de calentamiento, que garantice elevar y mantener la temperatura de los procesos de limpieza alcalina (mínimo 80°C), desincrustación (70°C) y ácida (hasta 85°C). 2.4.2 El sistema de calentamiento debe ser por transferencia de calor y no por aplicación directa a la solución ni mediante encendido de pilotos o quemadores (excepto para el hervido alcalino). El sistema normalmente se conforma por una caldera auxiliar, con sistema propio de ignición, dosificación de combustible, bombeo de agua de repuesto además de cambiador de calor. 3 Selección de productos. Como se ha dicho antes, la selección de productos debe hacerse en base a la información de cantidad y tipo de depósitos encontrados. Para garantizar la efectiva limpieza de la caldera el contratista de limpieza debe hacer pruebas en laboratorio de solubilidad de depósitos con la solución química propuesta. 3.1
Los productos que se deben emplear en la limpieza química preoperacional son los siguientes:
3.1.1 Para lavado de desoxidación se debe proceder de acuerdo al numeral 5 de esta guía. 3.1.2 Para la neutralización se debe d e f i n i r e n b a s e a l p r o c e s o d e l i m p i e z a q u e l e a n t e c e d e . U n a o p c i ó n e s emplear carbonato de sodio (Na2CO3) a una concentración de 1% en peso. 3.1.3 Para la pasivación se debe proceder de acuerdo al experto en limpiezas con las recomendaciones del fabricante, cuando no se tengan las recomendaciones del fabricante, se puede aplicar lo indicado en el numeral 4.6. 3.1.4 Para la preservación se debe usar agua con una conductividad máxima de 30 μmhos/cm, un secuestrante de oxígeno y c on un pH alcalino como se indica en el inciso 4.5. 3.1.5 Otro método de preservación adecuado es mediante el llenado con Nitrógeno manteniendo 2 una presión positiva de 0.3 a 0.5 Kg/cm 3.2 Los productos que se deben emplear en la limpieza química postoperacional deben ser los siguientes: 3.2.1 Para la etapa alcalina se deben emplear los productos y concentraciones recomendados por el experto en limpiezas con las recomendaciones del fabricante de la caldera. 3.2.2 Para la desincrustación típicamente se utiliza ácido clorhídrico a una concentración del 3% al 5% en peso, sólo si las incrustaciones son exclusivamente de óxidos de fierro y compuestos de Calcio y magnesio. Se utilizan ácidos inorgánicos u orgánicos o combinaciones de ellos en función de los depósitos encontrados. La determinación del producto, temperaturas, inhibidores, tiempos, entre otros, a utilizar debe ser definido por el experto en limpiezas en base a toda la información antes descrita y a su experiencia. 3.2.3 Posterior a la desincrustación se debe realizar una desoxidación que generalmente es con ácido cítrico en concentración de hasta 1.5% en peso. Se pueden utilizar otros ácidos orgánicos o inorgánicos o combinación de ellos. 3.2.4 Para la neutralización se puede usar carbonato de sodio (Na2CO3) o algún otro alcalino sea o no volátil. 3.2.5 Para la pasivación se deben emplear los productos y concentraciones recomendadas por el experto en limpiezas.
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3.3 Es indispensable en las etapas de desincrustación y de desoxidación el uso de inhibidores de corrosión específicos para uso en limpiezas y su selección será en función del (los) ácidos a utilizar. Para determinar la eficiencia del inhibidor es necesario realizar una prueba, previo a la ejecución de la limpieza y demostrar su efectividad. 4
Modo de efectuar la limpieza química.
4.1 Antes de efectuar cualquier limpieza química, de forma preliminar se debe hacer prueba de hermeticidad de la caldera y circuito de lavado e inmediatamente después principiar la limpieza, pues una interrupción por cualquier causa en el proceso del lavado ácido puede ocasionar fuerte corrosión a la caldera y deterioro al equipo. Se recomienda que para todo el proceso de limpieza se utilice agua desmineralizada tratada o condensado tratado. Durante la prueba de hermeticidad es indispensable que los tubos del sobrecalentador cuando este sea del tipo no drenable, se llenen con condensado tratado o agua desmineralizada tratada; mediante un flujo suficientemente alto, que asegure que no se metan soluciones de limpieza al sobrecalentador. Cuando se desaloje el agua de la caldera nuevamente se debe efectuar un flujo adicional a través del sobrecalentador hacia el domo de la caldera, para asegurarse que el sobrecalentador quede lleno exclusivamente de condensado tratado o agua desmineralizada tratada, con objeto de no dejar depósitos de sólidos en los tubos del sobrecalentador al evaporarse el agua cuando se efectúe el hervido alcalino. En temperatura ambiente inferior a 0°C se deben tomar las precauciones del caso por congelamiento del agua. Cuando no sea práctico obtener un flujo suficientemente alto para inundar plenamente el sobrecalentador, siempre y cuando la construcción del sobrecalentador lo permita, se puede inundar separadamente tubo por tubo el sobrecalentador. En caso de presentarse alguna fuga por muy grande que esta sea, no se debe suspender la limpieza química por lo indicado anteriormente; de ser posible se debe reducir la fuga al mínimo. 4.2
Hervido alcalino.
Para este evento, el fabricante de caldera y el personal de operación deben estar completamente involucrados en el proceso, ya que la caldera debe estar 100% operable para poder realizar el servicio. En el caso de que se haya realizado sustitución de refractario, es necesario seguir la curva de calentamiento del fabricante para el curado del mismo e intercalar el proceso de limpieza en dicha actividad. 4.2.1 Se debe efectuar agregando los reactivos a las concentraciones recomendadas por el fabricante, o en caso de no contar con esta información, el contratista responsable del lavado debe proporcionar los reactivos y sus concentraciones, homogenizando la mezcla previamente, en seguida se debe encender la 2 caldera de acuerdo con el procedimiento correspondiente, hasta una presión de 16 Kg/cm en el domo de vapor de la caldera, comprobándose el comportamiento de la caldera, operando con las protecciones y precauciones necesarias. 4.2.2 Todas las actividades que impliquen operar o manipular equipos de Pemex, deben ser realizadas por personal del centro de trabajo. 4.2.3 Durante este hervido se deben tomar muestras de fondo cada 2 horas y se debe purgar lo necesario para mantener la concentración de los reactivos, reponiéndose agua a la caldera para mantener nivel, venteándose el vapor por el sobrecalentador.
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4.2.4 Durante el hervido alcalino, se debe mantener el nivel de agua en el domo de vapor 10 centímetros abajo del normal de operación. 4.2.5 Durante la realización del hervido se debe tener especial cuidado en que la solución alcalina no llegue al sobrecalentador, porque representa un riesgo debido a la concentración alta de sólidos de esta. Por esta razón se debe mantener un nivel de agua más bajo que el normal de operación. 4.2.6 El tiempo mínimo que se debe mantener el hervido será de 8 horas, pero se prolongará si el valor de grasa está por encima de 1 ppm, continuándose el hervido hasta obtener un resultado inferior a dicho valor. El tiempo máximo es de 48 horas de hervido. 4.2.7 Si después de 48 horas de hervido, aún hay presencia de aceite, se debe vaciar la caldera, se debe lavar a presión cada uno de los tubos de agua y se debe proceder a inspeccionar la caldera. En base a la inspección se debe hacer la selección del método de limpieza a seguir de acuerdo a la propuesta presentada por el contratista y avalada por Pemex. 4.2.8 Una vez terminado el hervido alcalino se debe dejar enfriar la caldera de acuerdo a lo indicado en el procedimiento operativo correspondiente, para proceder a vaciarla. En seguida se debe llenar con agua desmineralizada o condensado limpio como un enjuague y se debe vaciar esta agua por todas las purgas para desalojar el máximo posible de lodos. 4.2.9 A continuación se debe proceder a hacer un lavado con condensado limpio a presión, ya sea por 3 circulación con bombas de un gasto mínimo de 100 m /h o bien tubo por tubo exceptuando el sobrecalentador, de tal forma que se asegure el desalojo total de lodos y partículas, con el fin de favorecer el lavado con ácido subsecuente. En este paso se debe comprobar que ninguno de los tubos quede obstruido. 4.2.10 Antes de proceder con el lavado ácido se debe proteger debidamente la sección de tubos correspondientes al sobrecalentador, muy especialmente cuando este sea del tipo no drenable, por m medio de tapones de madera habiendo quitado antes los separadores de vapor del domo, llenando los tubos previamente con agua desmineralizada o condensado tratado, para tener un pH alcalino, para evitar que los vapores ácidos o la solución ácida llegue al interior de estos tubos. 4.2.11 Para lograr el pH alcalino por ningún motivo se debe usar sosa cáustica; se puede usar hidracina, hidróxido de amonio y/o amina neutralizante. 4.3
Lavado para Desincrustación
Dependiendo del método de limpieza definido por el experto en limpiezas, las condiciones de temperatura podrán variar. Si el método definido es con ácido clorhídrico, se debe llenar la caldera con agua tratada o condensado tratado hasta su nivel normal. Elevar la temperatura hasta 60-70°C. No se deben usar los quemadores de la caldera para alcanzar y mantener esta temperatura. El contratista de limpieza debe suministrar equipo que asegure alcanzar y mantener dicha temperatura en caso necesario. En forma paulatina y una vez inhibido el ácido se procederá a agregar el ácido clorhídrico, bifluoruro de amonio (en caso de que haya sílice) o los correspondientes de acuerdo a las incrustaciones presentes, hasta completar la cantidad calculada para dar la concentración determinada previamente. En este momento se debe obtener muestra representativa para determinar las concentraciones de ácido y de hierro. La concentración de ácido en este punto no debe ser menor de 3 % ni mayor de 5 %. Estas determinaciones deben corresponder al punto de arranque de la gráfica típica mostrada en la figura 1 del
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Anexo 3 de esta NRF, y al mismo tiempo deben señalar cualquier error incurrido en la concentración de ácido requerida. A partir de esto se debe empezar a contar el tiempo de lavado ácido llamándose a este, tiempo neto de contacto, el cuál debe ser como mínimo 3 horas o hasta que se mantenga constante la concentración de ion férrico y ferroso. Con los valores obtenidos como antes se indica, se debe hacer una gráfica como se ilustra en la figura 1 del Anexo 3 de esta NRF, en la que se han colocado valores como ejemplo únicamente. Esta gráfica debe representar el proceso del lavado ácido y debe entregarse al supervisor designado por Pemex para consultas posteriores. Existen otros métodos de desincrustación que pueden requerirse para casos específicos, y que para su utilización deben ser aprobados previamente por PEMEX.
4.4 Eliminación de acidez y hierro. Se debe enjuagar la caldera con condensado tratado o agua Desmineralizada tratada. Al finalizar los enjuagues se debe realizar un proceso de Desoxidación (ver punto 5). 4.5 Neutralización. El proceso de neutralización podrá ser definido por el contratista de limpieza o bien realizarse mediante el llenado de la caldera a su nivel normal con una solución de carbonato de sodio con una concentración de 1.0 % en peso, usando condensado o agua caliente con una conductividad menor de 30 μmohos y una temperatura mínima de 70°C, recirculando la solución durante una hora mínimo, se vacía la caldera y se enjuaga por todos y cada uno de los circuitos de la caldera para asegurarnos de la completa eliminación de la solución alcalina. 4.6 Pasivación. El proceso de pasivación podrá ser definido por el contratista de limpieza o bien mediante el llenado de la caldera con condensado limpio o agua desmineralizada caliente con una conductividad menor de 30 μmohos y una temperatura mínima de 70°C, junto con los productos indicados en el numeral 8 de este procedimiento, recirculando durante 3 horas. No se deben usar los quemadores de la caldera para alcanzar y mantener la temperatura indicada. Después de la pasivación se debe vaciar la caldera y se debe hacer un lavado con condensado limpio a presión tubo por tubo, de tal forma que se asegure el desalojo total de lodos y partículas, por cabezales y tambor inferior de manera que se tenga una limpieza absoluta. 4.7 Preservación. Una vez armado los internos del domo, después de la limpieza química, en tanto entre la caldera en operación, debe ser necesario llenarla con agua tratada a una temperatura mínima de 50°C, añadiéndole secuestrante de oxígeno y amoniaco para llegar a un pH de 9.5. Si el fabricante recomienda un procedimiento para la preservación, debe seleccionarse de entre los dos el más adecuado al caso. En temperatura ambiente inferior a 0°C, tomar las precauciones del caso por congelamiento de agua. 5 Desoxidación Este proceso debe aplicarse en limpiezas pre-operacionales después de la limpieza alcalina o bien en limpiezas post-operacionales después de la limpieza de desincrustación. La selección de productos puede incluir el uso de ácido cítrico o una mezcla de otros ácidos orgánicos o inorgánicos e incluso una combinación de ellos, en base a la experiencia del contratista de limpieza.
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5.1 La temperatura debe ser entre 70°C y 90°C, dependiendo de la mezcla de productos utilizados y la eficiencia del inhibidor de corrosión. 5.2
Previo a esta etapa se debe probar la hermeticidad del sistema.
5.3
El equipo de bombeo debe ser capaz de desplazar el volumen de la caldera en 1 hora.
5.4 Una vez dosificados los productos en su totalidad se debe verificar que los valores de pH y concentración son los adecuados. Ajustar en caso necesario. 5.5 Mantener su recirculación y cada 30 minutos, tomar muestras, para la determinación de fierro (Fe++, Fe total, Fe+++, pH concentración de la solución, este seguimiento dará la pauta para la toma de decisión de adicionar más producto o detener la limpieza. 5.6
En caso que el proceso lo requiera, cambiar el sentido de circulación cada 2 horas.
5.7
Se toman muestras para continuar con los análisis.
5.8 Se efectúan estos movimientos para obtener un tiempo neto de contacto mínimo de 4 Hrs. de los reactivos con la caldera. 5.9 Se continúa con los análisis. Al concluir esta etapa se deben seguir los pasos de neutralización y pasivación antes descritos 6 Lavado ácido de los internos de la caldera. El proceso de limpieza de los internos de caldera será similar al seguido en la caldera, realizándolo en un tanque independiente para este caso. Se debe contar con la información de los materiales de fabricación de los mismos. En caso de incompatibilidad de los metales con los productos utilizados en la limpieza de la caldera, el contratista de la limpieza debe proponer la alternativa. 7
Pruebas de laboratorio.
7.1
Pruebas y análisis que se deben realizar previo a la limpieza química.
7.1.1 Para determinar la necesidad de limpieza e informar al contratista de limpieza química, es necesario realizar un análisis de Densidad de depósitos, composición de depósitos y metalográfica. Este análisis como se ha descrito antes es el punto de partida para inicialmente determinar la necesidad de limpieza de mantenimiento y por otro lado definir el método más adecuado de limpieza a seguir en base a la experiencia de la contratista de limpiezas. El muestreo se debe realizar acorde con ASTM D 3483 o equivalente.
7.2
Pruebas y análisis que se deben hacer durante los lavados químicos (pre y postoperacional).
7.2.1 Se debe realizar prueba de solubilidad a muestra representativa de tubo c on depósitos utilizando los solventes seleccionados y a las condiciones de operación del lavado. Esta prueba debe efectuarla el contratista en sus instalaciones, para determinar las concentraciones y tiempos de reacción y posteriormente en el centro de trabajo para validación del supervisor designado por Pemex en apego al PA-800-70600-01.
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LAVADO QUÍMICO DE CALDERAS
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7.2.2 Se debe realizar análisis cada 30 minutos de hierro total durante el tiempo neto de contacto del ácido, considerando como punto final de la limpieza cuando los tres parámetros de control se estabilicen (hierro total, concentración del ácido y pH). Se debe elaborar curva de acuerdo a la figura 1 del Anexo 3. 7.2.3 Se deben colocar 3 testigos de corrosión: uno en el tanque de mezcla una vez homogenizada la solución, otro en la línea de descarga de la bomba de recirculación y el tercero en el domo de vapor. Con estos testigos se debe evaluar el comportamiento del inhibidor durante el lavado ácido, de acuerdo al método ASTM D 2688 o equivalente. 7.2.4 Se debe Determinar la concentración de solución ácida cada 30 minutos desde el inicio de agregado de ácido y hasta concluida la etapa, usando el método ASTM D 1067 o equivalente. 7.2.5 Se debe determinar la eficiencia del inhibidor a utilizar para asegurar la integridad del equipo previo al inicio de la limpieza, de acuerdo al método ASTM D 2688 o equivalente. 7.2.6 Se debe determinar la concentración de grasas durante los procesos de lavado alcalino y Hervido Alcalino. 7.2.7
Determinación de concentración de solución alcalina, usando el método ASTM D 1067 o equivalente.
7.2.8
Determinación de hierro en solución, usando el método ASTM D 1068 o equivalente.
7.2.9
La pureza de los productos empleados.
7.2.10 Tomas de muestras en otros sitios.
ANTEPROY NRF-289-PEMEX-2011 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios 12.3
Anexo 3 Figura 1
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