PETROLEO. S.A. CONTRATO No. 02-CRP-CC-0066
SERVICIOS DE INGENIERIA BASICA AUMENTO DE CAPACIDAD F.C.C.U. CARDON
PROYECTO No. 992-00 00
INGENIERIA BASICA NUEVA SALA DE OPERADORES DEL FCCU
BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO DISCIPLINA MECANICA DOC. No. 992-00-MD-010 RCN-498641
TECNOCONSULT/PDVSA CODIGO DEL DOCUMENTO: 992-00-MD-010
PAGINA No. : 1 de 17
NOMBRE: BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO
PROYECTO No. : 992-00-00
STATUS DE REVISION
1
28/11/02
17
EMITIDO PARA INGENIERIA DE DETALLE
Y.R.
L.P.
R.B.
F.A./L.M.
0
15/11/02
17
EMITIDO PARA COMENTARIOS Y APROBACION
Y.R.
L.P.
R.B.
F.A./L.M.
REV.
FECHA
PAG.
DESCRIPCION
PREPARADO POR TC
CHEQUEADO POR TC.
REV. POR PDVSA
APROBADO TC/PDVSA
DOCUMENTOS DE REFERENCIA:
-
MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DEL PROYECTO (MPP)
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PROYECTO No. 992-00 00
SERVICIOS DE INGENIERIA BASICA AUMENTO DE CAPACIDAD F.C.C.U. CARDON
CONTENIDO
SECCION
1. 2. 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12
DESCRIPCION
PAG.
OBJETIVO ................................................................................................. 4 BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO PARA TUBERIAS .......................... 4 CÓDIGOS, NORMAS Y ESPECIFICACIONES APLICABLES ............................... 4 GENERAL ..................................................................................................... 4 NORMAS Y ESPECIFICACIONES PARA LA SELECCIÓN, DISEÑO Y FABRICACIÓN DE TUBERÍAS ......................................................................... 4 NORMAS DE SEGURIDAD E I NSPECCIÓN ....................................................... 5 ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO .............................................................. 6 CONSIDERACIONES GENERALES ................................................................... 6 DISEÑOS PROBADOS .................................................................................... 7 I NTERACCIONES MÍNIMAS CON LAS PLANTAS EXISTENTES .......................... 7 MÁRGENES DE DISEÑO ................................................................................ 7 MANTENIBILIDAD ........................................................................................ 7 OPERABILIDAD ............................................................................................. 8 ACCESIBILIDAD Y ESPACIOS LIBRES .......................................................... 10 GENERAL - ACCESOS PARA MANTENIMIENTO ............................................ 10 ACCESOS PARA GRÚAS Y A NDAMIOS......................................................... 10 ARREGLOS DE TUBERÍAS ........................................................................... 10 DISPOSICIÓN GENERAL SOBRE VÍAS O PUENTES DE TUBERÍAS .................. 10 SOPORTES Y ANCLAJES .............................................................................. 11 PUNTOS MUERTOS ..................................................................................... 12 I NSTALACIÓN DE BRIDAS ........................................................................... 12 ESPACIAMIENTO DE TUBERÍAS ................................................................... 12 I NSTALACIÓN DE VÁLVULAS - GENERAL .................................................... 13 TUBERÍAS DEL PROCESO ............................................................................ 14 MATERIALES PARA TUBERÍAS, VÁLVULAS Y ACCESORIOS ........................ 14 PRUEBAS Y E NSAYOS................................................................................. 15 PRUEBA HIDROSTÁTICA ............................................................................. 15 SOPORTES DE TUBERÍA .............................................................................. 15 LIMPIEZA Y APLICACIÓN DE PINTURA ........................................................ 15
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SECCION
2.13 2.13.2 2.13.3 2.13.4
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DESCRIPCION
PAG.
DISEÑO DE PLANOS DE TUBERÍAS .............................................................. 15 GENERAL ................................................................................................... 16 SIMBOLOGÍA .............................................................................................. 16 IDENTIFICACIÓN DE LÍNEAS........................................................................ 16
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1.
PROYECTO No. 992-00 00
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OBJETIVO
El presente documento tiene como objetivo definir las bases y criterios a ser utilizados por la disciplina tuberías en el desarrollo de la OBRA “Ingeniería Básica Nueva sala de Operadores del F.C.C.U Cardón”, la cual forma parte del proyecto “Aumento de Capacidad F.C.C.U. Cardón”, ubicado en el Bloque B6 de la Refinería Cardón “Centro de Refinación
Paraguaná, de PDVSA, Estado Falcón. Estos criterios constituyen los requerimientos mínimos para el desarrollo de la Ingeniería Básica.
2.
BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO PARA TUBERIAS 2.1
Códigos, Normas y Especificaciones Aplicables 2.1.1
General
Todos los diseños, selección de materiales y fabricación de tuberías deberán ser realizados de acuerdo a la última revisión de las especificaciones, procedimientos, guías o estándares incluidos en el Manual de Ingeniería de Diseño de PDVSA y las normas y códigos listados a continuación. En caso de presentarse durante el diseño alguna contradicción entre las especificaciones, normas, códigos y estándares citados, se usará el criterio más restrictivo. Cualquier desviación será discutida y sometida a consideración de PDVSA para su aprobación. 2.1.2
Normas y Especificaciones para la Selección, Diseño y Fabricación de Tuberías ASME B31.3, “Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping” ASME B16.5, “Pipe Flanges and Flanged Fittings”
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ASME B16.9, “Factory Made Wrought Steel Buttwelding Fittings” ASME B16.10, “Face to Face and End to End Dimensions of Valves” ASME B16.11, “Forged Fittings, Socket Weld and Threaded” ASME B16.47, “Large Diameter Steel Flanges” API 5L, “Line Pipe” MCEP 01.01.001, “Local Conditions and Utilities” DEP 31.38.01.10 Gen., “Piping Classes - Basis of Design” DEP 31.38.01.11 Gen., “Piping - General Requirements” DEP 31.38.01.12 Gen., “MF Piping Classes” 2000 DEP 31.38.01.29 Gen., “Pipe Supports” DEP 31.40.00.10 Gen., “Pipeline Engineering” DEP 30.48.30.31 Gen., “Cement lining of pipes” CRP B.P. N° GIC-00.0120, “Lineamientos Generales para el Diseño,
Instalación e Inspección de Conexiones Menores a 2 Pulgadas en tuberías y Equipos de Proceso.
PDVSA H-241 “Fabrication and Instalation of Cement Lining Steel Piping”
NRC 20 “Normas de Refinería Cardón para tubería de Agua Salada”
2.1.3
Normas de Seguridad e Inspección 40-RFG1-317G-001-160/161
“Requerimientos
para
Inspección
y
Pruebas en Sitio”
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2.1.4
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Especificaciones del Proyecto RCN-498641, “Bases y Criterios de Diseño” RCN-498636, “Descripción de la Estructura de Costos” RCN-498639, “Alcance para Construcción” RCN-498638, “Cómputos Métricos”
2.2
Consideraciones Generales Los sistemas de tuberías a diseñar serán fáciles de operar, seguros, confiables y
con las facilidades necesarias para realizar actividades de mantenimiento rutinario sin interferir con la operación de las unidades circunvecinas.
El gasto asociado al proyecto deberá ser tan bajo como las mejores prácticas de la
ingeniería y los requisitos de seguridad lo permitan.
El esquema y apariencia de los sistemas serán funcionales y estables. Serán incorporadas las medidas adecuadas en el diseño para asegurar que en el
caso de una emergencia los sistemas de tuberías a diseñar puedan ser operados de manera segura y en un tiempo bastante corto sin daño a los equipos, el inventario y bajo las condiciones mínimas de personal (el cambio nocturno). Las emergencias a tener en cuenta son: falla eléctrica general, potencia, vapor o el fallo de agua de refrigeración, falla de aire de instrumentos, falla de equipo vital (los recalentadores, bombas de alimentación), escape de vapor de alta presión, hidrocarburo o fuego.
Para asegurar un arranque suave y cambiar a otros modos, se tendrán
consideraciones especiales, donde aplique.
Ningún prototipo, equipo no probado o construido sobre la base de normas
industriales desconocidas deberá ser aplicado.
Además de lo indicado anteriormente se seguirán las siguientes pautas:
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2.2.1
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Diseños Probados
Como una regla general el plan incluirá sólo conceptos comercialmente probados, y en los que se ha demostrado una buena actuación, ininterrumpida por lo menos durante un año y preferiblemente durante un ciclo de mantenimiento completo. 2.2.2
Interacciones Mínimas con las Plantas Existentes
El diseño debe contemplar mínimas interferencias con la operación de unidades existentes. El diseño estará basado en el uso de los espacios libres en las adyacencias de las instalaciones existentes, y la conexión de las nuevas instalaciones con las existentes se realizará en parada de planta. 2.2.3
Márgenes de Diseño
El diseño de proceso no debe contemplar márgenes sobre la capacidad de diseño de la unidad indicada en la especificación de procesos, a menos que PDVSA indique otra cosa. 2.2.4
Mantenibilidad
Los sistemas deben ser diseñados para la realización de un mantenimiento fácil y eficiente, tanto rutinario como mantenimiento mayor. Los objetivos desde el punto de vista de mantenimiento para las nuevas tuberías son los siguientes: Centrar atención en el costo del ciclo de vida en lugar de un mínimo
costo de inversión.
Dirigir la atención a facilitar el acceso para mantenimiento en los estudios
de ubicación de equipos, permitiendo una eficiente remoción de equipos para mantenimiento.
Asegurar que el diseño es adecuado para las condiciones locales: calor,
humedad, salitre, etc., de acuerdo al MCEP 01.01.001.
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Estandarizar los repuestos para un fácil intercambio de partes de acuerdo al
DEP 70.10.90.11-Gen., cuando aplique.
Facilitar el monitoreo de condiciones, donde aplique. Maximizar en el diseño el uso de materiales y servicios disponibles en
Venezuela.
2.2.5
Operabilidad
Muchos de los problemas en la operación de una planta ocurren cuando las condiciones de operación cambian, por ejemplo: durante arranque o parada, fallas en equipos. En general, diseñar para un buen nivel de operabilidad puede incrementar los costos de inversión, pero la negligencia en el diseño de los aspectos de operabilidad de una planta, puede incrementar los costos de operación y aminorar los márgenes alcanzables de producción. Adicionalmente, reparar las deficiencias en tiempo posterior a la larga es más costoso. Durante el diseño y la ingeniería se deben tomar las siguientes consideraciones: Arranque y parada. Fallas de la planta. Accesibilidad para operación y mantenimiento. Controlabilidad. El diseñador deberá prestar especial atención a la siguiente lista, la cual
no es limitante: a.
Considerar especialmente los elementos que permiten un arranque y cambios de modo de operación seguro y sin problemas.
b.
Válvulas de bloqueo y desvío (By-pass) sólo serán instaladas alrededor de los equipos que se consideran responsables de originar fallas frecuentes, ensuciamiento o mantenimiento, o aquellos que operan bajo condiciones severas de erosión/corrosión, tales como:
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válvulas de control, filtros. Para arranque, serán permitidos desvíos adecuados. c.
Los sistemas de lavado, donde aplique, serán diseñados preferiblemente para operación en caso de falla del sistema eléctrico.
d.
Las operaciones de lavado, vaciado y limpieza con vapor, cegado y desmantelamiento de equipos deberán ser estudiados con detalle desde el punto de vista de seguridad y con sistemas sencillos de izamiento, tanto como sea aplicable.
e.
Los drenajes de operación deben ser provistos con conexión permanente a los sistemas de drenajes más cercanos. Estas líneas de drenajes, deberán tener disco ciego aguas abajo de la válvula de bloqueo. El diseño debe proveer buen acceso a aquellas áreas y equipos que requieran acceso frecuente de operadores, inspectores y mantenedores, tales como: manómetros, indicadores de presión diferencial, visores de nivel, conexiones de manguera, válvulas de alivio, válvulas, discos ciegos, bridas ciegas, etc.
f.
Los sistemas de control no deben ser muy complicados y excesiva salvaguarda debe ser evitada.
g.
Las válvulas operadas frecuentemente deben ser del tipo operadas remotamente (ROV) En caso de ser manuales, todas deben estar agrupadas de manera que los operadores tengan fácil acceso a ellas.
h.
Se debe proveer disposición adecuada de cualquier desecho generado durante la operación normal y/o durante condiciones operacionales anormales.
i.
La instrumentación y los sistemas de medición deben cubrir todos los casos operacionales especificados.
j.
Donde exista posibilidad de corrosión debido a depósito de sales (por ejemplo), se debe implementar en el diseño limpieza en línea y medidas anticorrosivas.
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2.3
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k.
Las tuberías y equipos serán diseñados con corrosión permitida (corrosion allowance) basada en un ciclo de vida de 100.000 horas.
l.
Los diseños de tubería enterrada solo se utilizarán donde se justifique, se someterán a la aprobación de PDVSA, y se deberá identificar claramente donde estará la tubería.
Accesibilidad y Espacios Libres 2.3.1
General - Accesos para Mantenimiento El diseño contemplará espacios libres y accesos para mantenimiento,
respetando la instalación existente.
Los accesos y espacios libres para operación y mantenimiento en equipos
suplidos serán respetados, cumpliendo con las guías aquí indicadas y cualquier excepción deberá ser aprobada por un representante de PDVSA. Los accesos a áreas de servicios auxiliares y plataformas para recipientes podrán ser por escaleras marineras.
2.3.2
Accesos para Grúas y Andamios
Las tuberías serán ubicadas para permitir el acceso a equipos mayores mediante grúas y andamios construidos en sitio. Solo se instalarán facilidades permanentes de mantenimiento cuando el acceso mediante grúa no sea posible y PDVSA así lo requiera. 2.4
Arreglos de Tuberías Los arreglos de tuberías serán de acuerdo a:
a. DEP 31.38.01.11 Gen. “Piping - General Requirements”. b. PDVSA H-241 “Fabrication and Instalation of Cement Lining Steel Piping” c. NRC 20“Normas de Refinería Cardón para tubería de Agua Salada” 2.4.1
Disposición General sobre Vías o Puentes de Tuberías
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Las tuberías serán diseñadas de una manera ordenada y tendidas tan
directas como sea posible, preferiblemente en vías o puentes de tuberías (pipe ways o pipe racks) establecidos.
Las tuberías estarán a diferentes elevaciones de norte a sur y de este a
oeste, y cambiarán de elevación cuando cambien de dirección. Especial atención será considerada en los casos de líneas de alivio y las líneas auto drenantes o de drenaje por gravedad.
El tamaño mínimo de la línea a ser montada en las vías de tubos
principales, deberá ser de 2 pulgadas.
Deberá evitarse el uso de codos a 45 grados para cambios de dirección en
una misma elevación, con la finalidad de preservar espacios disponibles para posibles tuberías futuras.
En el área de facilidades compartidas y en la planta las tuberías serán
diseñadas de acuerdo a la última edición de la Especificaciones listadas en el punto 2.1, excepto en los casos donde particularmente se indique otra cosa.
2.4.2
Soportes y anclajes Todas las tuberías deberán ser soportadas, guiadas y ancladas para
prevenir vibración, deflexión y esfuerzos excesivos en las boquillas de los equipos, de acuerdo con: a. DEP 31.38.01.29 “Pipe Supports”. b. NRC: 1000 al 1007, 1010, 1022, 1023, 1040 al 1042, “Soportes Metálicos para Tuberías”.
Tuberías de diámetro pequeño y líneas con vibración deberán ser
cuidadosamente evaluadas, para determinar las necesidades de usar soportes tipo cartela (bracing, gussets) sujetas a la línea principal.
Todas las conexiones menores a 2” deberán construirse de acuerdo a los
lineamientos del boletín de procedimientos N° GIC-00-0120 del CRP.
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2.4.3
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Puntos Muertos
No serán permitidos puntos muertos en tubería y se deberán usar soportes tipo “Dummy” en lugar de extender líneas con casquetes (caps) o bridas
como soportes. 2.4.4
Instalación de Bridas Las bridas deberán cumplir con el ASME B16.5. Las bridas de acero al
carbono sobre 24 pulgadas deberán cumplir con la norma MSS SP-44 o ASME B16.47 (Serie A).
El número de bridas en el sistema de tuberías será el mínimo necesario y
serán instaladas solo para facilitar el mantenimiento, el arranque de la planta, la prueba hidrostática y para propósitos de inspección. En todo caso, será previsto el espacio adecuado para permitir el montaje/desmontaje de pernos en las juntas bridadas.
Para sistemas totalmente soldados, particularmente en tuberías de
diámetro pequeño, deberá considerarse la colocación de suficientes bridas para permitir el reemplazo de líneas cuando se espere que ocurra corrosión, erosión o taponamiento.
Deberán evitarse bridas sobre las calles o dentro de los cruces de calles. No se colocarán bridas en tramos enterrados.
2.5
Espaciamiento de Tuberías El espaciamiento de tuberías será de acuerdo a:
a. DEP 31.38.01.11 Gen. “Piping - General Requirements”. b. PDVSA H-251-R “Requerimientos de Diseño de Tuberías de Procesos y Servicios”.
Las distancias entre tuberías deberán permitir el giro de figuras en 8, cuando estas
se encuentran presentes.
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2.6
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Instalación de válvulas - General Las válvulas deberán ser ubicadas de acuerdo a la especificación PDVSA H-251-
R ó H-250-POT y el DEP 31.38.01.11 Gen. “Piping-General Requirements”.
Los ramales de las líneas de 1½” y m enores incluyendo aquellos en cabezales de
puentes de tuberías (pipe racks) deberán tener válvulas de bloqueo.
Todas las válvulas deberán ser escogidas de acuerdo al Piping Class 18030 de la
Refinería Cardón.
En general, no será considerado el uso de volantes con operadores de cadena, a
menos que el impacto económico en situaciones particulares sea excesivo. En caso imperativo de usar operadores de cadena, deberán ser cumplidas las siguientes condiciones: a) La cota inferior del volante de la válvula debe estar por encima de los 2000 mm de altura sobre el piso o plataforma.
b) Las cadenas no deberán colgar dentro de los pasillos o áreas de acceso, y deberán terminar aproximadamente a 900 mm por encima del piso o plataforma. c) Los operadores de cadenas no deberán ser usados en ningún caso en válvulas de 1½” y menores.
Como mínimo de 100 mm de área libre deberá existir alrededor del volante de
cualquier válvula.
Las válvulas operadas desde plataformas que estén sobre 3 metros o más altura,
deberán quedar dentro del área de la plataforma para facilitar el mantenimiento.
Las válvulas de drenaje deberán estar orientadas de forma tal que no se extiendan
más de 100 mm en los pasillos de acceso, donde pudieran convertirse en peligro potencial de tropiezo.
Los volantes de las válvulas serán instalados normalmente hacia arriba, excepto
en forma horizontal como es el caso de sistemas de alivio y requerimientos
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especiales de procesos. La localización de los volantes o vástagos de las válvulas no deberá obstruir pasillos ni plataformas. Los drenajes y venteos para mantenimiento, serán instalados en los puntos bajos y
altos de los sistemas de tuberías. Estos podrán ser usados para pruebas hidrostáticas, si resultan apropiados. Todas las conexiones de venteo y drenaje serán diseñadas considerando que son instalaciones permanentes.
No será permitido ubicar válvulas dentro de los faldones de los recipientes. Los volantes deberán orientarse vientos arriba, especialmente si se trata de
válvulas de venteo o drenaje y que el fluido manejado es potencialmente peligroso o tóxico.
2.7
Tuberías del Proceso La tubería de proceso será para agua de enfriamiento en servicio de agua salada
será de acero al carbono revestida internamente con una capa de concreto, cuyo diseño estará conforme a:
a. MCEP 30.48.30.31 “Cement Lining of New Pipelines”. b. DEP 31.38.01.11-Gen “Piping – General Requirements”. c. NCR: 20 “Normas para Tuberías de Agua Salada”. d. PDVSA H-241 “Fabrication and Instalation of Cement Lining Steel Piping” La tubería de retorno de agua de enfriamiento deberá ser diseñada auto drenante
con suficiente capacidad que evite regreso del flujo, principalmente en líneas de retorno a presión atmosférica. Asimismo, serán instaladas bocas de visita (respiraderos) donde sea aplicable.
Serán instaladas facilidades de venteos para evitar bolsas de aire en las líneas de
suministro.
2.8
Materiales Para Tuberías, Válvulas y Accesorios
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Los materiales serán de acuerdo a lo indicado en el Piping Class 18030 de la
Refinería Cardón.
Donde dos servicios de diferente clasificación se unan, el servicio más severo
gobernará hasta la primera válvula o ciego en ocho, que separe los servicios.
2.9
Pruebas y Ensayos
Para las pruebas y ensayos, ver el documento RCN-498637, “Especificaciones Generales de Construcción”.
2.10 Prueba Hidrostática
Debido a la naturaleza del servicio, la tubería debe ser revestida internamente con cemento por lo cual solo se realizará prueba de fuga en servicio. 2.11 Soportes de Tubería Los soportes de tubería serán diseñados y/o seleccionados de acuerdo a lo
siguiente:
a. DEP 31.38.01.29 Gen., “Pipe Supports”. b. PDVSA HG-251 “Criterios de Diseño de Soportes para Tuberías”. c. Normas de la Refinería Cardón (NRC´s) Los soportes soldados directamente a la línea, serán indicados en los planos,
donde aplique. Estos soportes serán considerados como instalación en campo (soportes de campo) El material del componente soldado directamente a la tubería será igual al de la misma.
2.12 Limpieza y Aplicación de Pintura
La limpieza, preparación de superficies y pintura de tuberías se hará de acuerdo al “Manual de Especificaciones de Pinturas y Recubrimientos” del CRP.
2.13 Diseño de Planos de Tuberías
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DOCUMENTO Nº: 992-00-MD-010 PROYECTO N°: 992-00-00
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FECHA: 28/11/02
D:\RESPALDO 210710\ARCHIVOS AUTOCAD\CARDON\ANEXO L\ANEXO L2 INGENIERÍA BÁSICA TECNOCONSULT\DISCIPLINA MECÁNICA\DOCUMENTOS\RCN-498641.DOC
PETROLEO. S.A. CONTRATO No. 02-CRP-CC-0066
2.13.2
PROYECTO No. 992-00 00
SERVICIOS DE INGENIERIA BASICA AUMENTO DE CAPACIDAD F.C.C.U. CARDON
General El idioma para las notas y comentarios plasmados en planos de tuberías
será el español. Se exceptúan los casos de planos existentes, en los cuales se mantendrá concordancia con lo indicado en ellos.
Todas las dimensiones de los dibujos en los planos de tuberías serán en
milímetros, salvo lo que sea indicado particularmente.
Las tuberías serán mostradas sobre planos de planta a escala 1: 100. Otra
escala podrá ser utilizada como alternativa (1:50, 1:75, 1:200, etc.), en caso de requerir claridad de detalle el plano o croquis o porción del mismo, o bien la información está suficientemente mostrada a la escala alternativa.
Los planos de planta serán diseñados con el suficiente detalle para
indicar ruta de la tubería, intersecciones, anclajes, guías de tuberías, soportes o ejes de los mismos, lazos de expansión, referencias de equipos y/o estructuras existentes, notas referentes a la nueva instalación, leyendas, etc. También será mostrada en detalles la ruta de tuberías que no esté claramente representada en el dibujo principal de planta.
Todo plano de planta llevará un croquis de ubicación donde será señalada
la localización del plano dentro de las instalaciones de la refinería.
2.13.3
Simbología
Los símbolos de representación de tuberías, válvulas y accesorios serán de acuerdo con NRC: 19 “Normas de Dibujo para Tuberías en Vías de Tubos y Planos”.
2.13.4
Identificación de Líneas Las tuberías nuevas serán identificadas de las existentes y representadas
en los planos de acuerdo a lo establecido en NRC-1046, “Tipos de Líneas a usarse para Elaborar Planos”. Asimismo, las líneas nuevas serán
claramente identificadas por su numeración indicada en los DTI´s.
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Las tuberías nuevas de tamaño hasta 10” serán representadas sobre el
plano en trazo línea simple (unifilar), excepto en áreas donde la doble línea pueda requerirse para visualizar mejor el contenido.
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