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PEMEX-REFINACIÓN GERENCIA DE PROTECCIÓN AMBIENTAL Y SEGURIDAD INDUSTRIAL DOCUMENTO NORMATIVO

PROCEDIMIENTO PARA LA CERTIFICACION DE PRUEBAS HIDROSTATICAS EN TUBERIAS NUEVAS, REPARADAS O PARA CONDICIONES DIFERENTES A LAS QUE SE DISEÑARON

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1

HOJA DE AUTORIZACIÓN

PROPONEN:

AUTORIZA:

MÉXICO, D.F. A

03

DE

OCTUBRE

DE 1997

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PROCEDIMIENTO PARA LA CERTIFICACION DE PRUEBAS HIDROSTATICAS EN TUBERIAS NUEVAS, REPARADAS O PARA CONDICIONES DIFERENTES A LAS QUE SE DISEÑARON

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Indice Tema

Página

1.

Objetivo .............................................................................................. 2

2.

Alcance .............................................................................................. 2

3.

Ambito de aplicación .......................................................................... 2

4.

Definiciones ....................................................................................... 2

5.

Descripción de actividades y responsables ....................................... 4

6.

Requerimientos para la certificación de pruebas hidrostáticas.......... 8

7.

Formatos .......................................................................................... 15

8.

Referencias normativas ................................................................... 20

9.

Lista de Distribución del Procedimiento........................................... 20

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1.

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Objetivo. Estandarizar la secuencia en el desarrollo de actividades que se realicen para establecer los valores de prueba y la certificación de pruebas hidrostáticas en tuberías y accesorios de los sistemas de ductos de transporte, para verificar su confiabilidad y hermeticidad.

2.

Alcance. Este procedimiento establece los criterios generales para determinar los valores de prueba y las actividades para la certificación de pruebas hidrostáticas en tuberías y accesorios que transportan hidrocarburos líquidos dependientes de la Gerencia de Transporte por Ductos.

3.

Ambito de aplicación. Este procedimiento es de observancia general en la certificación de pruebas hidrostáticas en tuberías que transportan hidrocarburos líquidos dependientes de la Gerencia de Transporte por Ductos y deberá ser aplicado por personal técnico de Seguridad Industrial.

4.

Definiciones. 4.1.

Esfuerzo de trabajo máximo permisible: (S ) es el valor del esfuerzo a la tensión más grande a que puede someterse una tubería, considerando su resistencia, la eficiencia de soldadura y las tolerancias de especificación, sin que sufra deformaciones permanentes.

4.2.

Espesor mínimo requerido: es el espesor mínimo de pared del tubo que se requiere para cubrir los requisitos por presión interna únicamente.

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4.3.

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Espesor nominal: se considera espesor nominal de un tubo al igual o inmediato superior que se fabrique y satisfaga los requisitos de espesor mínimo requerido.

4.4.

Factor de diseño: ( 0.72) factor basado en el espesor de pared nominal del tubo.

4.5.

Presión de diseño: es el valor de presión (P) el cual debe ser "mayor o igual" a la presión máxima de operación en condiciones estables.

4.6.

Presión de prueba: se define como la presión que produce un esfuerzo tangencial en tuberías igual al 90% de la resistencia mínima especificada a la cedencia (R).

4.7.

Prueba Hidrostática: presión de prueba aplicada a tuberías y equipos para determinar la confiabilidad de la resistencia del material y su hermeticidad.

4.8.

Presión máxima operación: es la presión máxima en cualquier punto de la tubería operando el ducto al 100% de su capacidad, o la presión máxima por columna estática en un punto bajo, menor o igual a la presión de diseño.

4.9.

Presión de operación: es la presión real en la cual opera una tubería o equipo en condiciones normales.

4.10. Resistencia mínima especificada: resistencia mínima de las tuberías a la cedencia.

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5.

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Descripción de actividades y responsables.

RESPONSABLE Ejecutor ( Supervisor de Mantenimiento )

ACTIVIDADES 5.1.-Envía comunicado a la "Secretaría de Energía” solicitando su intervención para certificar la prueba hidrostática. 5.2.-Notifica por escrito al depto. de Seguridad Industrial y Protección Ambiental solicitando el valor de presión de prueba hidrostática y su intervención para la certificación, indicando el motivo de la prueba y anexando programa calendarizado de trabajo.

Jefe Depto. de Seguridad Industrial y 5.3.-Notifica por escrito el valor de la prueba Protección Ambiental. hidrostática, indicando las observaciones pertinentes al caso. 5.4.-Programa personal y recursos efectuará la certificación de la prueba. Ing. de Seguridad Ingeniero.

o

Aydte.

que

de 5.5.-Recibe programa de trabajo y se traslada al lugar, llevando los recursos necesarios para la certificación de la prueba. 5.6.-Llega al sitio donde se realizará la prueba y notifica al ejecutor el propósito de su visita. 5.7.-Inspecciona el sistema a probar utilizando lista de verificación. 5.8.-En caso de existir condiciones de riesgo para la ejecución de la prueba, elabora y entrega reporte al ejecutor el mismo día.

Ejecutor ( Supervisor de Mantenimiento )

5.9.-Recibe reporte de recomendaciones de seguridad y este procede a corregir de inmediato las anomalías. 5.10.-Continúa con los trabajos previos. 5.11.-Supervisa los trabajos para el inicio de la prueba. 5.12.-Traslada al funcionario de la "Secretaría de Energía" al lugar de la prueba.

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RESPONSABLE Sría. De Energía

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ACTIVIDADES 5.13.-Sanciona y certifica el inicio y cierre de la prueba hidrostática.

Ingeniero de Seguridad o 5.14.-Certifica de acuerdo a procedimiento el inicio y cierre Ayudante de Ingeniero. de la prueba hidrostática. 5.15.-Elabora y entrega reporte de prueba al jefe del depto. De SIPA en FORMA CPH-1 Y CPH-2. Ejecutor ( Supervisor de 5.16.-Concerta reunión con Operación y Seguridad Ind. Mantenimiento ) Para analizar reporte y gráficas de campo, si la prueba es satisfactoria, firman el certificado las tres áreas involucradas. 5.17.-Recaba la firma de la Secretaría de Energía, para la certificación de las gráficas. Jefe Depto. de Seg. Ind. y 5.18.-Elabora y presenta reporte final a la jefatura de sector Prot. Amb. y archiva constancia certificada en el sistema de bombeo correspondiente. Jefatura de Sector

5.19.-Envía informe final de prueba satisfactoria a las suptcias. de especialidad

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LISTA DE VERIFICACION Y SEGURIDAD 1.- El camino de acceso es transitable para realizar todos los trabajos. 2.- El motivo de la prueba es por cambio de operación, por reparación o es nuevo el sistema. 3.- El agua a utilizar cumple con los requisitos de calidad establecidos. 4.- El valor de prueba cumple de acuerdo con perfil de elevación presión de operación máxima o presión de diseño. 5.- Las válvulas y otras conexiones expuestas a la presión de prueba son de igual resistencia que el material de la tubería a probar. 6.- Los equipos que aislan el segmento de prueba están dentro de norma, en caso de ser soldables, ¿ Está radiografiada la soldadura.? 7.- La tubería de alimentación que llena la tubería es de acero al carbón, las válvulas y accesorios están dentro de norma. 8.- Se cuenta con las condiciones suficientes para colocación de manómetro, manógrafo, termógrafo, presurización de la línea de purgado y están dentro de norma. 9.- Los instrumentos de medición fueron revisados calibrados y certificados (por operación y S.I.P.A.) específicamente para esta prueba.

SI

NO

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OBSERVACIONES

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LISTA DE VERIFICACION Y SEGURIDAD SI 10.- En caso de enfrentar fallas existe plan de ataque y recursos para corregirlas. 11.- Cuenta el ejecutor con programa de vigilancia y revisión periódica con personal capacitado durante el tiempo que dure la prueba. 12.- El personal que efectúa la prueba utiliza su equipo de protección personal. 13.- En el sistema a probar, por su ubicación existen clases de localización tipo 3 y 4, y se realizó campaña de seguridad para con los vecinos del derecho de vía por motivo de los trabajos. 14.- Se notificó a la población aledaña, que no implica riesgos el desfogue de agua de la tubería probada. 15.- El ejecutor se compromete que al término de los trabajos relacionados con la prueba, el sitio deberá quedar limpio, libre de basura, tuberías, etc., así mismo el agua que se drene deberá canalizarse hacia sitios donde no cause daños a terceros.

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NO OBSERVACIONES

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6.

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Requerimientos para la certificación de pruebas hidrostáticas. 6.1.

A la tubería para transporte de hidrocarburos líquidos

ya sea nueva,

reparada o en condiciones diferentes a las de diseño, se le debe de probar hidrostáticamente antes de entrar en operación. 6.2.

La prueba hidrostática deber ser ejecutada por personal que tenga los suficientes conocimientos y prácticas en los métodos de prueba de presión, así como las medidas de seguridad que debe tomar para realizar la prueba.

6.3.

La prueba hidrostática debe ser llevada a cabo con agua, la cual debe ser neutra ( pH = 7 ) y libre de partículas en suspensión que no pasen por una malla de 100 hilos por pulgada cuadrada.

6.4.

La presión de prueba se debe mantener bajo estricta supervisión durante el tiempo que dure la misma.

6.5.

Cuando se planea una prueba hidrostática, se deben considerar los siguientes factores: a)

Conocer con anticipación la presión de operación máxima (por cualquier condición).

b) Ubicación de la tubería y componentes de la misma, de acuerdo a su longitud, espesor y presión de diseño. c)

Ubicación de todas las válvulas, tubería equipo y otras conexiones expuestas a la presión de prueba.

d) Período promedio de estabilización de la temperatura.

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Requerimientos para la obtención y calidad del agua (análisis del laboratorio para cumplir con el punto 6.3), si se requiere.

f)

Medidas de seguridad para el personal que lleva a cabo la prueba.

g) Notificación al personal responsable de los departamentos de Operación, Seguridad Industrial y Protección Ambiental y a la Secretaría de Energía. h) Un plan para corregir las fallas.

6.6.

i)

Prueba de resistencia hidrostática (valor).

j)

Perfil topográfico.

Equipo mínimo requerido para el desarrollo de una prueba hidrostática. a)

Una bomba con capacidad suficiente para llenar la línea en tiempo y forma, asegurando la adecuada presión. La tubería de alimentación que llene la línea debe ser metálica, de acero al carbón.

b) Una bomba capaz de presurizar la línea. c)

Una válvula de descarga; ésta debe ser incluida para prevenir una sobre presión en el segmento de prueba, durante las actividades de presurización de la tubería.

d) Un recipiente portátil para agua.

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Un instrumento de medición de presiones contínuas (manógrafo) que pueda proveer un registro permanente de la presión contra el tiempo. Este instrumento debe estar calibrado y certificado por operación y Seguridad Industrial y Protección Ambiental.

f)

Un instrumento de medición de registros contínuos de temperatura (termógrafo)

que

pueda

proveer

un

registro

permanente

de

temperatura contra el tiempo, calibrado y certificado por operación y Seguridad Industrial y Protección Ambiental. g) Accesorios y material para proteger a los instrumentos de medición de presión y temperatura en el medio ambiente extremoso. h) Instrumento sensitivo a la presión (manómetro húmedo) capaz de indicar anticipadamente presiones de prueba, revisado y certificado por operación y Seguridad Industrial y Protección Ambiental. i)

Manifolds y conexiones.

j)

Equipo de comunicación adecuado para coordinar actividades de prueba.

k)

Las conexiones y accesorios que aislen los segmentos de tuberías, (bridas ciegas, tapas ciegas, válvulas, tapones "CAP" etc.). deberán ser de fábrica. Está prohibido utilizar accesorios prefabricados en campo, para la ejecución de las pruebas hidrostáticas.

l)

Gráficas para presión y temperatura del rango adecuado para registrar lecturas directas.

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6.7.

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Cálculo del valor de presión de prueba hidrostática. 6.7.1. a)

Desarrollo

La presión de prueba para tuberías nuevas, debe ser aquella que produzca un esfuerzo tangencial igual al 90% de la resistencia mínima especificada a la cedencia correspondiente y se calcula como sigue: PH= ( 1.8 Rc) t /D En donde: PH= Presión de prueba en Kg/cm2 Rc= Resistencia mínima especificada a la cedencia en Kg/cm2 multiplicada por "E" (eficiencia de junta soldada). t = Espesor de pared en pulgadas, sometido exclusivamente a presión interna. d = Diámetro exterior en pulgadas. Para el cálculo de presión hidrostática a que deben someterse las tuberías, equipos y accesorios que están en operación, se debe calcular el espesor mínimo necesario (t) de acuerdo a la presión máxima de operación a que ha sido sometida la tubería en los últimos 5 años o la máxima presión estática en el punto bajo, el espesor de pared para el valor de la prueba hidrostática se calculará como sigue: t=pd/2s fd,

en donde:

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t= Espesor mínimo requerido por presión interna (pulgadas) P= Presión de diseño (Kg/cm2) cual debe ser mayor o igual a la presión máxima de operación en condiciones estables. D= Diámetro exterior en pulgadas. S= Esfuerzo de trabajo máximo permisible E= Eficiencia de junta soldada Rc= Resistencia mínima especificada a la cedencia (Kg/cm2) Fd= Factor de diseño basado en la densidad de población que será; 1.0 para clase de localización 1 y 2 y

de 0.833 para clase de

localización 3 y 4. 0.720 = factor de diseño basado en el espesor de pared nominal b) En el tramo sujeto a prueba hidrostática debe considerarse el perfil topográfico para que la presión de prueba en el punto más bajo corresponda al valor especificado en el punto anterior y en el punto más alto a un valor igual al 80% de la resistencia mínima especificada a la cedencia. c)

Cuando por alguna razón se utilice tubería de características superiores a las de diseño el valor de la presión para la prueba hidrostática debe ser de 1.25 a la presión del diseño.

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d) Ningún accesorio integrado al tramo de tubería debe ser de menor resistencia que el material de la tubería. Lo anterior es con el fin de que todo el sistema resista la prueba hidrostática especificada para la tubería. e)

Las pruebas de presión deben aplicarse sobre el sistema completo y sus componentes.

f)

En el caso de tramos horizontales del sistema, la longitud máxima de los tramos de prueba debe ser tal que permitan su rápida revisión, vaciado, reparación y llenado. Para repetir la prueba en caso de encontrarse alguna falla, los tramos no deben tener una longitud mayor de 25 km.

g) Antes de iniciar la prueba se deben inspeccionar las conexiones de las bombas a la línea y la correcta instalación de los instrumentos de medición previamente calibrados. h) Después de llenar la tubería, ésta no debe contener aire.

Para

alcanzar el valor de la presión especificada debe seguirse el procedimiento siguiente: −

El registro del valor de la presión debe iniciar desde "cero" incrementándolo hasta llegar al valor de prueba. Mantener la presión especificada durante una hora sin que se presenten variaciones sensibles de presión.

−

Abatir la presión de prueba especificada hasta un 50% incrementar nuevamente la presión hasta el valor de prueba (100%) la cual se mantendrá durante 24 hrs. a partir de este nuevo momento.

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−

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La ejecución de la prueba debe ser registrada mediante el empleo de un registrador gráfico de presión y otro de temperatura, en donde la calibración debe ser acorde a los valores manejados tanto para presión como temperatura.

−

Si se presentan perdidas de presión por fallas de la tubería, éstas deben ser corregidas y repetirse la prueba hasta su aceptación.

i)

Adicionar a los instrumentos de medición del punto anterior, un manómetro con carátula húmeda el cual indicará anticipadamente las presiones de prueba.

El rango y las subdivisiones que deben ser

acordes a los valores manejados. j)

Durante el tiempo que se mantenga la presión de prueba, deberá recorrerse cuidadosamente la línea para observar fallas que llegaran a presentarse y registrar cada hora en el formato oficial las lecturas encontradas en presión y temperatura.

k)

Los instrumentos de registro de presión y temperatura, deben estar conectados al final de la presurización y período de prueba.

l)

Después de terminar la prueba hidrostática es importante que sean drenadas las líneas, válvulas y accesorios, para evitar daños si la temperatura ambiente puede ser bajo cero grados centígrados.

m) Se debe presentar al Instituto Nacional de Ecología un informe de cada prueba hidrostática realizada, avalada por la autoridad local o federal competente en la materia, que contenga los datos de la cantidad de agua ocupada, tratamiento, manejo y ubicación exacta de la disposición final de la misma.

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Formatos. FORMATO CPH-1

CERTIFICADO DE PRUEBA HIDROSTATICA SECTOR: ________1____________

SISTEMA:_________2____________

TRAMO: _________3_______

LONGITUD: ______4___________

KM. DEL:___5_______ AL:____5____

FECHA DE CONSTRUCCION

________________6____________

FECHA DE OPER.: _____7_________

SERVICIO: _______8________

ESPECIFICACION: _____9______

ESP. NOMINAL: _______10________

DIAMETRO: ______11_______

TUB. NVA.( ) TUB. EN OPER. ( )

TUB. P/REPARACION: (

ASNM. PUNTO ALTO: ___13__

ASNM: ____13_____PUNTO BAJO

PRESION DE DISEÑO: ____14_______

P.MAX. OPER.: ___16____ Kg./cm2

P. DE COLUMNA: ________17________P. DE PRUEBA HIDROSTATICA

) 12

Kg/cm2

PRESION DE OPER.: ____15__

____18_______

Kg/cm2

INSTRUMENTOS DE MEDICION NOMBRE

MARCA

MODELO

RANGO

MANOGRAFO: ________19____________

________19___________

________19___________

TERMOGRAFO: _______20___________

________20___________

________20___________

INICIO DE PRUEBA: ( 21 ) PRESION: ___22_____

HORA: ________ DIA: _________

Kg/cm2

PRESION: ___24_______ Kg/cm

AÑO: ___________

TEMPERATURA: ______22_____

TERMINO DE PRUEBA: ( 23 ) HORA: ________ DIA: _______ 2

MES: __________

MES: __________

AÑO: ___________

TEMPERATURA: ______24______ DURACION DE PRUEBA: ___25___

SE CONSIDERA SATISFACTORIA LA PRUEBA: _________________________________________________________26___________________________________ ______________________________________________________________________________________________ OBSERVACIONES Y COMENTARIOS: _________________________________________________________27___________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ____________28_____________ OPERATIVA ING. DE OPERACIONES

____________29________________

____________30_____________

EJECUTOR ING. DE MANTENIMIENTO

_______________31__________________ REPRESENTANTE DE LA SECRETARIA DE ENERGIA

SEG. IND. Y P.A. ING. DE SEGURIDAD

_________32___________ FECHA

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INSTRUCTIVO DE LLENADO FORMATO CPH-1 Espacio No. 1

Anotar el nombre del sector donde pertenece la tubería a probar

Espacio No 2

Anotar el nombre del sistema de tuberías

Espacio No 3

Anotar el tramo del sistema de tuberías

Espacio No 4

Anotar la longitud de la tubería a probar

Espacio No 5

Anotar el km. del Derecho de Vía, donde se instalará la tubería

Espacio No 6

Anotar la fecha en que se construyó el ducto

Espacio No 7

Anotar la fecha de inicio de operación del ducto

Espacio No 8

Anotar los productos que transporta

Espacio No 9

Anotar la especificación de la tubería

Espacio No 10

Anotar el espesor de fábrica de la tubería

Espacio No 11

Anotar el diámetro de la tubería

Espacio No 12

Anotar con "x" según corresponda

Espacio No 13

Anotar la altura sobre el nivel del mar del Derecho de Vía donde se instalará la tubería (A.S.N.M.)

Espacio No 14

Anotar la presión de diseño de la tubería

Espacio No 15

Anotar la presión de trabajo actual del ducto

Espacio No 16

Anotar la presión máxima de operación del ducto

Espacio No 17

Anotar la presión de columna

Espacio No 18

Anotar la presión hidrostática que se aplicará a la tubería

Espacio No 19

Anotar marca, modelo y rango del manógrafo

Espacio No 20

Anotar marca, modelo y rango del termógrafo

Espacio No 21

Anotar hora, día, mes y año del inicio de la prueba

Espacio No 22

Anotar la presión y temperatura al iniciar la prueba

Espacio No 23

Anotar hora, día, mes y año del término de la prueba

Espacio No 24

Anotar presión y temperatura al término de la prueba

Espacio No 25

Anotar el tiempo que duró la prueba

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Espacio No 26

Anotar el resultado de la prueba

Espacio No 27

Anotar detalladamente las observaciones y comentarios

Espacio No 28

Nombre y firma del representante de operaciones

Espacio No 29

Nombre y firma del representante de mantenimiento

Espacio No 30

Nombre y firma del representante de Seguridad Industrial y Protección Ambiental.

Espacio No 31

Nombre y firma del presentante de la Secretaría de Energía

Espacio No 32

Fecha en que se firmó el certificado.

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FORMATO CPH-2

HOJA DE CALCULO 1

ELABORO 2

______________________ ING. DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y PROTECCION AMBIENTAL

1

REVISO 3

_______________________ JEFE DEPTO. DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y PROTECCION AMBIENTAL

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INSTRUCTIVO DE LLENADO CPH-2 Espacio No. 1

Hacer los cálculos y operaciones para determinar los valores de prueba.

Espacio No. 2

Nombre y Firma del ingeniero de seguridad que realizó los cálculos y operaciones.

Espacio No. 3

Nombre y Firma del jefe de departamento de S.I.P.A. que revisó los cálculos y operaciones.

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8.

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Referencias Normativas. API SPEC-5L. Especificaciones para tuberías de línea. ASTM A53 Especificaciones estándard para tubos de acero soldados con o sin costura. ASME/ANSI-B31.4. Sistemas de transporte de hidrocarburos líquidos y gases licuados del petróleo, amoníaco anhidro y alcoholes. API STANDAR 1104 . Soldado de tuberías. API RECOMENDED PRACTICE 1110 Presión de prueba para tuberías de hidrocarburos líquidos. NSPM.07.3.13 Requisitos mínimos de seguridad para el diseño, construcción, operación, mantenimiento e inspección de tuberías de transporte.

9.

Lista de Distribución del Procedimiento. Original bajo custodia de la Superintendencia de Aseguramiento de la Calidad

DEPARTAMENTO

CONTROLADA

Suptcia. Gral. de Seg. Ind. Y Prot. Amb.

X

Suptcia. Gral. de Mantenimiento

X

Suptcia. Gral. de Operaciones.

X

Depto. de Seg. Ind. y Prot. Amb. de cada Sector

X

NO CONTROLADA