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NORMA MEXICANA NMX-X-031-SCFI-2010 INDUSTRIA DEL GAS – VÁLVULAS DE PASO – ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-X-031-SCFI-2005). GAS INDUSTRY – SHUT OFF VALVES – SPECIFICATIONS AND TEST METHODS

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PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las empresas e instituciones siguientes: -

ASOCIACIÓN DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN

-

ASOCIACIÓN MEXICANA DE FABRICANTES DE VÁLVULAS Y CONEXOS

-

COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE MATERIALES, EQUIPOS E INSTALACIONES PARA EL MANEJO Y USO DE GAS NATURAL Y L.P. Grupo de Trabajo Válvulas

-

IMECIQ

-

INDUSTRIAS GUTIÉRREZ

-

IUSA

-

MEDIDORES INTERNACIONALES ROCHESTER

-

NACIONAL DE COBRE

-

ROSAS GIL CONSTRUCCIONES

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ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo

Página

1

OBJETIVO y CAMPO DE APLICACIÓN

1

2

REFERENCIAS

2

3

DEFINICIONES

2

4

CLASIFICACIÓN

2

5

ESPECIFICACIONES

3

6

MUESTREO

6

7

MÉTODOS DE PRUEBA

6

8

MARCADO

18

9

VIGENCIA

19

10

BIBLIOGRAFÍA

19

11

CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES

19

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NORMA MEXICANA NMX-X-031-SCFI-2010 INDUSTRIA DEL GAS – VÁLVULAS DE PASO – ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-X-031-SCFI-2005). GAS INDUSTRY – SHUT OFF VALVES – SPECIFICATIONS AND TEST METHODS 1

OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN

La presente norma mexicana establece las especificaciones y métodos de prueba para las válvulas de paso que se utilizan para permitir o impedir el paso de gas natural o L.P., vapor y aire en instalaciones (líneas, ensambles, sistemas y equipos). Las válvulas objeto de esta norma son: -

Válvulas de globo; a)

Válvula de globo tipo aguja;

b)

Válvula de aguja tipo macho con asiento suave;

-

Válvula de compuerta;

-

Válvula de diafragma;

-

Válvula de elemento deslizante;

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-

Válvula de bola (esfera), y

-

Válvula de retención (check).

2

REFERENCIAS

Para la correcta interpretación de esta norma mexicana es necesario consultar y aplicar la siguiente norma mexicana vigente o la que la sustituya: NMX-X-045-SCFI-2008

3

Industria del gas – Resistencia a la corrosión de partes metálicas o no metálicas con o sin recubrimiento – Método de prueba. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 9 de junio de 2009.

DEFINICIONES

Para los propósitos de esta norma mexicana se establece la definición siguiente: 3.1

Válvula de paso:

Dispositivo mecánico que permite o impide, mediante operación manual, el paso del gas natural o L.P., vapor y aire. 4

CLASIFICACIÓN

Las válvulas objeto de esta norma mexicana se clasifican de acuerdo a su conexión de la manera siguiente: Tipo 1

Válvula con extremo roscado;

Tipo 2

Válvula con extremo bridado;

Tipo 3

Válvula con extremo para manguera; y

Tipo 4

Válvula con extremo soldable.

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Esto no impide que las válvulas presenten combinación de conexiones en sus extremos. 5

ESPECIFICACIONES

5.1

Dimensionales

5.1.1

Porción roscada

La porción roscada para las válvulas con cuerda tipo NPT debe ajustarse al anillo o macho comprobador dentro de ± 1 hilo; para válvulas que presenten otro tipo de cuerda, éstas deben ajustarse al comprobador respectivo. La rosca NPT debe tener una longitud mínima de acuerdo con lo que se establece en la tabla 1. TABLA 1.-Longitud mínima de cuerda para roscas NPT Designación nominal de la rosca 1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2

Longitud para rosca hembra

Longitud para rosca macho

mm 7.9 11.4 11.7 15.4 15.9 19.0 19.5 19.5 19.9

mm 7.6 11.6 11.8 15.3 15.7 19.5 20.1 20.6 21.4

El espesor mínimo de la pared en cualquier parte de la válvula, debe ser el que se establece en la tabla 2.

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TABLA 2.-Espesor mínimo de la pared Designación nominal 1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5.2

Espesor mínimo mm 2.00 2.50 2.50 2.75 2.75 3.00 3.00 3.00 4.00 4.00 5.00 5.00

Presión máxima de trabajo

La presión máxima de trabajo debe ser la que se especifica en las características que se declaran para el uso de la válvula. 5.3

Presión neumática

La válvula abierta y cerrada debe soportar la presión de trabajo que se indica en la válvula durante 5 min, sin que se presente fuga alguna, comprobándose con el método de prueba que se describe en 7.1. 5.4

Presión hidrostática

La válvula abierta y cerrada, debe soportar una presión hidráulica de 1.5 veces la presión de trabajo que se indica en la válvula durante 5 min, sin presentar deformaciones, fisuras y fugas; comprobándose con el método de prueba que se describe en 7.2. 5.5

Resistencia al impacto

La válvula debe soportar sin presentar cuarteaduras o rupturas, 4 impactos de 2.71 N•m de magnitud, a 1.57 rad (90°) uno del otro. Los impactos se aplican

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en los extremos de la válvula, lo más lejano al punto de apoyo. Lo anterior se comprueba con el método de prueba que se describe en 7.3. 5.6

Capacidad de flujo

La capacidad de flujo de la válvula debe ser como mínimo la que se especifica en las características que se declaran para el uso de la válvula, comprobándose con el método de prueba que se describe en 7.4. 5.7

Operación continua

La válvula debe operar después de someterse a una operación continua de 6 000 ciclos, de acuerdo con el método de prueba que se describe en 7.5 y también deben cumplir con lo que se indica en 5.4. 5.8

Operación a temperaturas extremas

La válvula debe abrir, cerrar y no presentar fugas después de exponerla a cambios de temperatura, primero de - 15 °C±2 °C y después de 70 °C±2 °C, lo cual debe comprobarse de acuerdo con el método de prueba que se describe en 7.6. 5.9

Ambiente amoniacal

Las partes que se maquinan a partir de materiales de base cuprosa con un contenido de zinc mayor que el 15 %, deben resistir, sin presentar daños, la prueba que se indica en 7.7. 5.10

Materiales

El cuerpo o carcasa de la válvula, debe ser de latón, bronce, acero, aluminio, fundición de hierro maleable, nodular dúctil o fundición de latón o bronce. No se permite el uso de acero de libre maquinado. Todo el material que se emplee para asientos de válvula, empaques o juntas y diafragmas que estén en contacto con el fluido, debe resistir la acción química del gas L.P., gas natural, vapor y aire, comprobándose de acuerdo con 7.8 y 7.9. Los resortes y partes metálicas que intervengan en el mecanismo deben resistir la corrosión, comprobándose de acuerdo con el método de prueba que

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se describe en la NMX-X-045, durante 72 h, sin presentarse pérdida del acabado, rastros de oxidación o corrosión. 6

MUESTREO

Para efectos de evaluación de la conformidad, el muestreo está sujeto a lo dispuesto en la tabla 3; se selecciona de manera aleatoria el lote y los especímenes para prueba. TABLA 3.-Cantidad de especímenes para prueba Prueba 7.1 Neumática 7.2 Hidrostática 7.3 Resistencia al impacto 7.4 Capacidad de flujo 7.5 Operación continua 7.6 Operación a temperaturas extremas 7.7 Ambiente amoniacal 7.8 Variación de volumen y pérdida en la masa del elastómero 7.9 Resistencia a la acción del gas L.P. 7

3 3 2 2 2 2

Cantidad de especímenes Especímenes Especímenes de 7.1 Especímenes de 7.6 Especímenes Especímenes de 7.4 Especímenes de 7.2

Componentes de 2 Especímenes de 7.3 Elastómeros de 1 Espécimen de 7.3 1 Espécimen de 7.2 (sin la prueba de 7.3)

MÉTODOS DE PRUEBA

Los especímenes deben acondicionarse a una temperatura de 20 °C ± 5 °C, por un período mínimo de 2 h, antes de iniciar el ciclo de pruebas. 7.1

Neumática

7.1.1

Fundamento

Este método de prueba se utiliza para comprobar que las válvulas, al someterse a presión neumática, no presentan fugas.

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7.1.2

Reactivos y materiales

-

Aire; y

-

Agua.

7.1.3

Aparatos y/o instrumentos

-

Equipo para elevar la presión neumática;

-

Manómetro con resolución mínima de una décima de las unidades de medida que se indican en la válvula;

-

Regulador de presión;

-

Tubería y conexiones para realizar la prueba;

-

Dispositivo de sujeción;

-

Recipiente con agua; y

-

Cronómetro con resolución máxima de 0.01 s.

7.1.4

Procedimiento

Instalar la válvula en posición “cerrado” en el dispositivo de prueba. Sumergir la válvula en el recipiente con agua y aplicar la presión de trabajo que se indica en la misma, durante 5 min. Si la válvula no presenta fuga, sacar ésta del recipiente con agua y obturar el otro extremo, sumergir la válvula en el recipiente, abrir y cerrar la válvula durante 5 min, al término de este tiempo verificar que no se presenten fugas, cerrar la válvula, sacar ésta del recipiente, retirar el tapón y sumergir nuevamente para verificar que no existan fugas. Repetir el proceso para el otro extremo de la válvula.

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7.1.5

Expresión de resultados

La válvula cumple cuando no se presentan fugas. 7.2

Hidrostática

7.2.1

Fundamento

Este método de prueba se utiliza para comprobar que las válvulas al someterse a presión hidrostática no presentan fugas. 7.2.2

Reactivos y materiales

-

Aceite hidráulico; o

-

Agua.

7.2.3

Aparatos y/o instrumentos

-

Manómetro con resolución mínima de una décima de las unidades de medida que se indican en la válvula;

-

Bomba hidráulica (agua o aceite);

-

Dispositivo de sujeción;

-

Conexiones para realizar la prueba;

-

Herramental de montaje;

-

Cronómetro con resolución de 0,01 s; y

-

Recipiente con agua.

7.2.4

Procedimiento

Instalar la válvula en posición “cerrado” en el dispositivo de prueba. Aplicar 1.5 veces la presión de trabajo que se indica en la válvula durante 5 min.

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Si la válvula no presenta fuga, obturar el otro extremo, abrir la válvula y mantenerla en esta posición durante 5 min, al término de este tiempo verificar que no se presenten fugas, cerrar la válvula, retirar el tapón y verificar que no existan fugas. 7.2.5

Expresión de resultados

La válvula cumple cuando no se presentan fugas. 7.3

Resistencia al impacto

7.3.1

Fundamento

Este método de prueba se utiliza para comprobar que las válvulas resisten 4 impactos de 2.71 N•m y no presentan fugas al aplicar el método de prueba que se indica en 7.1. 7.3.2

Aparatos y/o instrumentos

-

Masa; y

-

Sujetador para efectuar la prueba.

7.3.3

Procedimiento

Sujetar la válvula firmemente y aplicarle 4 impactos de 2.71 N•m, en la salida de la misma [1.57 rad (90°) entre cada impacto]. Aplicar la prueba que se indica en 7.1 7.3.4

Expresión de resultados

La válvula cumple cuando no presenta cuarteaduras o rupturas y no presenta fugas.

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7.4

Capacidad de flujo

7.4.1

Fundamento

Este método de prueba se utiliza para comprobar que el flujo de las válvulas se encuentra dentro del intervalo que se especifica en las características que se declaran para el uso de la válvula. 7.4.2

Reactivos y materiales

-

Agua; y

-

Aire.

7.4.3

Aparatos y/o instrumentos

-

Fuente de abastecimiento continuo de agua y aire;

-

Medidor de flujo con resolución mínima de una décima de las unidades de medida que se especifica en las características que se declaran para el uso de la válvula;

-

Manómetros con resolución mínima de una décima de las unidades de medida que se indican en la válvula;

-

Cronómetro con resolución máxima de 0.01 s; y

-

Conexiones para realizar la prueba.

7.4.4

Procedimiento

Instalar la válvula en el equipo en posición “cerrado” y aplicar la presión que se indica en la válvula, ajustar la presión gradualmente a la salida para obtener la diferencia de presión que se especifica en las características que se declaran para el uso de la válvula, comprobando en este momento el flujo que se obtiene. Esta prueba debe realizarse con agua y aire.

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7.4.5

Expresión de resultados

La válvula cumple cuando el flujo que se obtiene es el que se especifica en las características que se declaran para el uso de la válvula. 7.5

Operación continua

7.5.1

Fundamento

Este método de prueba se utiliza para comprobar que la válvula, después de someterse a un determinado número de ciclos de operación continua, conserva sus características y no presenta fugas al aplicar el método de prueba que se indica en 7.1. 7.5.2

Reactivos y materiales

-

Aire.

7.5.3

Aparatos y/o instrumentos

-

Dispositivo para efectuar ciclos;

-

Contador de ciclos; y

-

Cronómetro con resolución de 0.01 s.

7.5.4

Procedimiento

Durante esta prueba debe circular, a través de la válvula, un flujo de aire a la presión de trabajo que se indica en la válvula. Instalar la válvula 6 000 ciclos.

en

el

dispositivo

para

efectuar

ciclos

y

realizar

La válvula debe tener una manivela o cualquier otro medio para producir 10 ciclos por minuto ± 1 ciclos por minuto. NOTA 1:

Un ciclo consiste en abrir y cerrar la válvula.

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Al término de la aplicación de los ciclos, aplicar el método de prueba que se indica en 7.1 7.5.5

Expresión de resultados

La válvula cumple si después de aplicar los ciclos correspondientes no presenta fugas. 7.6

Operación a temperaturas extremas

7.6.1

Fundamento

Este método de prueba se utiliza para comprobar que las válvulas al someterse a temperaturas extremas, no presentan fugas o fallas en su funcionamiento. 7.6.2

Reactivos y materiales

-

Mezcla frigorífica; y

-

Agua.

7.6.3

Aparatos y/o instrumentos

-

Cámara de enfriamiento con alcance mínimo de - 20 °C;

-

Horno con alcance mínimo de 100 °C;

-

Termómetro con resolución máxima de 1 °C; y

-

Cronómetro con resolución de 0.01 s.

7.6.4

Procedimiento

Las válvulas en posición “cerrado” se colocan en la cámara de enfriamiento a una temperatura de - 15 °C ± 2 °C, durante 1 h. Al término de este período inmediatamente se pasan al horno que se encuentra a una temperatura de 70 °C ± 2 °C, durante 1 h; al término de este período se dejan enfriar las válvulas a temperatura ambiente y se les aplica la prueba que se indica en 7.1.

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7.6.5

Expresión de resultados

La válvula cumple cuando no presenta fugas. 7.7

Ambiente amoniacal

7.7.1

Fundamento

Este método de prueba tiene por objeto comprobar que el cuerpo y los componentes de base cuprosa de las válvulas cuando se prueban en un ambiente amoniacal, no presentan agrietamiento. 7.7.2

Reactivos y materiales

-

600 ml de amonia acuosa con gravedad específica de 0.94.

7.7.3

Aparatos y/o instrumentos

-

Cámara (por ejemplo, de vidrio o de acero inoxidable) de 305 mm x 305 mm x 305 mm con su tapa; y

-

Termómetro con resolución máxima de 1 °C.

7.7.4

Procedimiento

Identificar los especímenes con una etiqueta y colocarlos dentro de la cámara, en una misma posición durante 10 d. La atmósfera amoniacal en la cámara debe mantenerse a presión atmosférica y a una temperatura de 34 °C ± 2 °C. Los 600 ml de amonia acuosa deben mantenerse en el fondo de la cámara, por debajo de los especímenes. Los especímenes deben colocarse a una distancia de 38.1 mm ± 5 mm sobre la solución de amonia acuosa y soportarse por una bandeja inerte o cualquier otro elemento inerte para conservar dicha distancia.

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7.7.5

Expresión de resultados

Al terminar la prueba, el cuerpo y los componentes de base cuprosa de la válvula expuestos, no deben presentar agrietamiento. 7.8

Variación de volumen y pérdida en la masa del elastómero

NOTA 2:

En caso de que el espécimen no contenga elastómeros, este método de prueba no aplica.

7.8.1

Fundamento

Este método de prueba tiene por objeto comprobar que después del ataque de un agente químico, la condición final del elastómero no afecta el funcionamiento de la válvula. 7.8.2

Reactivos y materiales

-

n-hexano;

-

Alcohol etílico;

-

Agua destilada;

7.8.3

Aparatos y/o instrumentos

-

Balanza analítica con aproximación de 0.001 g;

-

Recipiente con tapa;

-

Cronómetro con resolución de 0.01 s;

-

Medidor de longitud con resolución de 0.01 mm; y

-

Medidor de espesores con resolución de 0.01 mm.

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7.8.4

Procedimiento

7.8.4.1

Preparación y conservación de los especímenes

Antes de realizar la prueba que se indica en 7.8.4.2, medir el largo, ancho y cuando aplique el diámetro, en al menos tres puntos del espécimen de prueba y calcular el promedio de las lecturas de cada uno. Medir el espesor inicial con el medidor de espesores en cuatro puntos diferentes a lo largo del espécimen y calcular el promedio de las lecturas. Después de realizar lo que se indica en 7.8.4.2, debe medirse nuevamente el largo, ancho, espesor y cuando aplique el diámetro de cada espécimen como se describe anteriormente. 7.8.4.2

Determinación de la variación de la masa

Tomar un espécimen del elastómero a probar y determinar la masa (P1) en la balanza analítica. La determinación de las masas debe realizarse con aproximación al miligramo. Introducir el espécimen en el recipiente que contiene n-hexano, cubriéndolo completamente y cerrar el recipiente; el tiempo que debe permanecer sumergido es de 70 h ± 1 h a temperatura ambiente. Al final de ese tiempo, sacar el espécimen y enjuagar con alcohol etílico y agua destilada. Secar el espécimen y dejar reposar a temperatura ambiente durante 72 h y al final determinar la masa (P2). Esta última determinación de masa (P2) puede realizarse también de la forma siguiente: Después de secar el espécimen se introduce en un horno de circulación de aire a una temperatura de 70 °C ± 2 °C durante 2 h.

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Al término de ese período, sacar del horno y dejar reposar entre 1 h y 2 h, después del proceso de enfriado determinar la masa (P2). 7.8.4.3

Expresión de resultados

7.8.4.3.1

Fórmula para calcular el por ciento de la variación de la masa % var iación de la masa 

P1  P2 x 100 P1

En donde: P1

es la masa del espécimen en mg; y

P2

es la masa del espécimen después de sacarse del agua y dejarse reposar el tiempo que se requiere, en mg.

7.8.4.3.2

Fórmula para calcular el cambio del por ciento en la longitud

I100 

If  Ii x 100 Ii

En donde: Ii

es la longitud inicial, en mm; e

If

es la longitud después de la inmersión, en mm.

Esta fórmula debe aplicarse para cada una de las características que se miden (largo, ancho, espesor y cuando aplique el diámetro). Al final de la prueba, el espécimen no debe presentar: -

Deformaciones permanentes o deterioros;

-

Grietas;

-

Fracturas;

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-

Degradación;

-

Aumento en dimensiones mayores que 10 % o disminución en dimensiones mayores que 1 %; y

-

Pérdida en masa mayor que 10 %.

7.9

Resistencia a la acción del gas L.P.

7.9.1

Fundamento

Este método de prueba tiene por objeto comprobar que la válvula y los dispositivos que la integran resisten la acción del gas L.P.

7.9.2

Aparatos y/o instrumentos

-

Recipiente transportable con Gas L.P.

7.9.3

Procedimiento

Acoplar la válvula bajo prueba a la salida de la válvula del recipiente transportable. Obturar el extremo libre de la válvula bajo prueba. Colocar el recipiente en posición invertida a la posición normal de operación durante 72 h, con la válvula bajo prueba en posición “abierto”. Después de ese tiempo colocar el recipiente en su posición normal de operación, cerrar las válvulas del recipiente transportable y la válvula bajo prueba. Desacoplar la válvula bajo prueba y posteriormente, se realiza la prueba que se indica en 7.1.

7.9.4

Expresión de resultados

Se considera que la válvula cumple cuando no presenta fugas.

7.10

Informe de la prueba

El informe de la prueba debe contener como mínimo los datos siguientes:

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-

Identificación del laboratorio de pruebas;

-

Responsable del laboratorio;

-

Identificación del equipo que se utiliza en las pruebas;

-

Reactivos que se utilizan para la prueba;

-

Temperatura ambiente durante la prueba;

-

Duración de la prueba en horas (cuando aplique);

-

Resultados que se obtienen de las pruebas;

-

Comentarios u observaciones sobre los resultados, si existen; y

-

Fecha o fechas de realización de las pruebas.

8

MARCADO

8.1

En el producto

Las válvulas deben marcarse en forma indeleble y legible, cómo mínimo, con los datos siguientes: -

Marca o símbolo del fabricante;

-

Presión máxima de trabajo en MPa o kPa; y

-

Designación (tamaño) nominal de la válvula.

8.2

En el empaque

Todos los empaques deben marcarse en forma indeleble y legible, como mínimo, con lo siguiente: -

Marca o símbolo del fabricante;

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-

Modelo y tipo de válvula;

-

Cantidad de piezas; y

-

La leyenda: HECHO EN MEXICO o HECHO EN…… y la designación del país de origen, en español.

NOTA 3:

Para la designación del país de origen, por ejemplo: HECHO EN ITALIA, HECHO EN DINAMARCA.

9

VIGENCIA

La presente norma mexicana entrará en vigor 60 días naturales posteriores a la publicación de su declaratoria de vigencia en el Diario Oficial de la Federación.

10 UL 125

11

BIBLIOGRAFÍA Valves for anhydrous ammonia and LP-Gas (other than safety relief), Séptima Edición 2007.

CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES

Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. México, D.F., a El Director General, CHRISTIAN TURÉGANO ROLDÁN.- Rúbrica.