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Número de Documento NRF-110-PEMEX-2010

28 de Junio de 2010 PÁGINA 1 DE 22

COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PEMEX-EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

ÁNODOS DE MAGNESIO “Esta

Norma de Referencia cancela y sustituye a la NRF-110-PEMEX-2003”

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Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

ÁNODOS DE MAGNESIO

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CONTENIDO CAPÍTULO

PÁGINA

0.

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 4

1.

OBJETIVO............................................................................................................................................ 4

2.

ALCANCE............................................................................................................................................. 5

3.

CAMPO DE APLICACIÓN ................................................................................................................... 5

4.

ACTUALIZACIÓN ................................................................................................................................ 5

5.

REFERENCIAS .................................................................................................................................... 6

6.

DEFINICIONES .................................................................................................................................... 6

7.

SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS.......................................................................................................... 8

8.

DESARROLLO..................................................................................................................................... 8

9.

8.1

Generalidades ............................................................................................................................ 8

8.2

Materiales ................................................................................................................................... 9

8.3

Inspecciones y pruebas ..............................................................................................................10

8.4

Almacenamiento y transporte .....................................................................................................16

8.5

Documentación que debe entregar el Proveedor o Contratista ................................................. 17

8.6

Requisitos del laboratorio de pruebas ........................................................................................18

RESPONSABILIDADES..................................................................................................................... 18

10. CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES ....................................... 18 11. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 18 12. ANEXOS............................................................................................................................................... 20

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Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios 0

ÁNODOS DE MAGNESIO


INTRODUCCIÓN

Dentro de las actividades desarrolladas en las Instalaciones y sistemas de transporte de hidrocarburos por ducto de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, existe el requerimiento de controlar la corrosión exterior que ocurre en ductos e Instalaciones enterrados o sumergidos en agua dulce, debido a la naturaleza corrosiva del medio, por lo que se han establecido programas de prevención, de los cuales forman parte importante los sistemas de protección catódica con ánodos de magnesio de alto potencial, para resolver en gran medida los problemas asociados. Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios en cumplimiento con la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y con la facultad que le confiere la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y la Ley de Obras Públicas y servicios relacionados con las mismas, expide la presente Norma de Referencia para ánodos de magnesio de alto potencial. Este documento normativo se realizó en atención y cumplimiento con la: Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento. Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las Mismas y su Reglamento. Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y su Reglamento. Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y su Reglamento. Guía para la Emisión de Normas de Referencia de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios (CNPMOS-001, 30 Septiembre 2004). En esta Norma de Referencia participaron: Petróleos Mexicanos. PEMEX-Exploración y Producción. PEMEX-Gas y Petroquímica Básica. PEMEX-Refinación. PEMEX-Petroquímica. Participantes externos: Instituto Mexicano del Petróleo: Exploración y Producción-Corrosión Instituto Mexicano del Petróleo: Laboratorio de Caracterización de Materiales –Absorción Atómica. Universidad Nacional Autónoma de México - Facultad de Química. GEOMSA, Grupo Especializado en Obras Marinas, S. A. de C. V. ARPASA, Protección Catódica, S.A. de C.V. Protección Catódica Mexicana, S. A de C. V. Comercializadora Eléctrica y Electrónica Méndez, S.A. de C.V. Galvotec Alloys, Inc.

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OBJETIVO

Establecer los requisitos que se deben cumplir para la adquisición de ánodos de magnesio para la protección catódica en cuanto a: calidad de material, procedimientos y metodología de muestreo, pruebas, análisis químico, criterios de aceptación o rechazo.


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ALCANCE

Esta Norma de Referencia establece los requisitos técnicos y documentales mínimos, que debe cumplir el Proveedor o Contratista, para la adquisición y suministro de ánodos de magnesio de alto potencial, empleados en los Sistemas de Protección Catódica de ductos e Instalaciones de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Esta Norma de Referencia contiene los métodos de Inspección y pruebas para control de calidad de ánodos de magnesio de alto potencial para establecer lo siguiente: a) b) c) d) e) f) g) h)

Muestreo Propiedades y características Composición química. Parámetros electroquímicos. Identificación. Empaque y embalaje. Transporte y almacenamiento. Requisitos de laboratorios de prueba.

Esta Norma de Referencia aplica para ductos de transporte de hidrocarburos e Instalaciones enterrados o sumergidos en agua dulce, no incluye lineamientos para el diseño, instalación, puesta en operación y evaluación del desempeño de los sistemas de protección catódica con ánodos de magnesio de alto potencial. “Esta Norma de Referencia cancela y sustituye a la NRF-110-PEMEX-2003”.

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CAMPO DE APLICACIÓN

Esta Norma de Referencia es de aplicación general y observancia obligatoria en la adquisición y suministro de ánodos de magnesio de alto potencial, que se lleven a cabo en las áreas de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Por lo que debe ser incluida en los procedimientos de contratación por licitación pública, invitación a cuando menos tres personas o adjudicación directa, como parte de los requisitos que de be cumplir el licitante, Proveedor o Contratista.

4

ACTUALIZACIÓN

Esta Norma de Referencia 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 sugerencias para la revisión y actualización de esta Norma de Referencia, deben enviarse al Secretario del Subcomité Técnico de Normalización de Pemex-Exploración y Producción, quien debe programar y realizar la actualización de acuerdo con la procedencia de las mismas y en su caso, inscribirla dentro del Programa Anual de Normalización de Petróleos Mexicanos, a través del Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Las propuestas y sugerencias de cambio deben elaborarse en el formato CNPMOS-001-A01 de la Guía para la Emisión de Normas de Referencia CNPMOS-001-A01, Rev. 1 del 30 de Septiembre de 2004 y dirigirse a:

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Pemex-Exploración y Producción. Subcomité Técnico de Normalización. Bahía de Ballenas 5, Edificio “D”, PB., entrada por Bahía del Espíritu Santo s/n.

Col. Verónica Anzures, México D. F., C. P. 11 300 Teléfono directo: 1944-9286, Conmutador: 1944-2500 extensión 380-80, Fax: 3-26-54 Correo electrónico: [email protected]

5

REFERENCIAS

5.1

NOM-008-SCFI-2002 – Sistema general de unidades de medida.

5.2 NMX-EC-17025-IMNC-2006 – Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración. 5.3 NMX-Z-12-2-1987 – Muestreo para la inspección por atributos –parte 2: métodos de muestreo, tablas y graficas. 5.4 ISO 2859-1 Second edition 1999-11-15 – Sampling procedures for inspection by attributes -Part 1: Sampling schemes indexed by acceptance quality limit (AQL) for lot-by-lot inspection (Procedimientos de muestreo para la inspección por atributos - Parte 1: Clasificación de esquemas de muestreo por límite de calidad de aceptación (LCA) para inspección de lote por lote). 5.5

NRF-047-PEMEX-2007 – Diseño, Instalación y Mantenimiento de los Sistemas de Protección Catódica.

5.6

NRF-049-PEMEX-2006 – Inspección de bienes y servicios.

6

DEFINICIONES

6.1 Alma de acero del ánodo: Solera de acero colocada en el centro del ánodo de magnesio de alto potencial. 6.2 Ánodo de magnesio de alto potencial: Aleación constituida de magnesio puro y pequeñas cantidades de otros elementos, utilizado en un circuito de protección catódica. 6.3 Capacidad de drenaje de corriente del ánodo: Es la intensidad de corriente que un metal puede proporcionar por unidad de tiempo y por unidad de masa, cuando ese metal forma parte de una celda electroquímica como ánodo, expresada en Ah/kg. 6.4

Cavidades o Rechupes: Vacíos o contracciones formadas en el ánodo por fallas en su fabricación.

6.5

Conductor o conexión eléctrica: Cable de cobre soldado al alma del ánodo.

6.6

Eficiencia: Relación de la capacidad de drenaje de corriente del ánodo real con respecto a la teórica.

6.7 Electrodo: Un conductor usado para establecer contacto con un electrolito y a través del cual la corriente es transferida hacia o del electrolito.

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6.8 Electrodo de referencia: Un electrodo cuyo potencial a circuito abierto es constante bajo condiciones similares de medición, el cual es usado para medir el potencial relativo de otros electrodos. 6.9 Elemento: Metales y no metales mezclados por fusión para la formación del ánodo con las características físicas, químicas y electroquímicas requeridas. 6.10 Embalaje: Todo aquello que envuelve, contiene y protege debidamente los ánodos de magnesio de alto potencial, que identifica, facilita y resiste las operaciones de transporte y manejo de ánodos de magnesio de alto potencial de los mismos. 6.11 Espécimen o probeta de prueba: Muestra obtenida del material del ánodo con dimensiones específicas para determinar su comportamiento electroquímico por el método de prueba ASTM G 97 -97 (2007) o equivalente. 6.12 Lote: Cantidad de ánodos del mismo tipo y aleación de magnesio de alto potencial procedentes de una colada específica, obtenidos de una misma línea de producción. 6.13 Muestra por ánodo: Parte representativa de un ánodo, seleccionada para la determinación de la composición química y parámetros electroquímicos en laboratorio. 6.14 Muestra del lote: Parte representativa de un lote de ánodos de magnesio de alto potencial, seleccionada de forma aleatoria para inspección física, determinación de la composición química, parámetros electroquímicos y para control de calidad. 6.15 Peso bruto del ánodo: Es el peso de la aleación de magnesio de alto potencial y sus componentes (Alma de acero, cables, conexiones, aislamiento, entre otros). 6.16 Peso neto del ánodo: Es el peso de la aleación de magnesio, el cual es el peso bruto menos el peso de sus componentes (Alma de acero, cables, conexiones, aislamiento, entre otros). 6.17 Peso nominal: Es el peso en libras especificado para la adquisición o suministro de ánodos de magnesio de alto potencial, de acuerdo con la tabla N° 1. 6.18 Potencial de solución a circuito abierto: Es la medida en volts del ánodo versus un electrodo de referencia que se obtiene cuando en el sistema electroquímico la fuente de alimentación de corriente directa está desconectada del sistema. 6.19 Potencial de solución a circuito cerrado: Es la medida en volts del ánodo versus un electrodo de referencia que se obtiene cuando en el sistema electroquímico la fuente de alimentación de corriente directa está conectada al sistema. 6.20 Relleno “Backfill”: Material con baja resistividad que puede retener la humedad que rodea un ánodo enterrado, para disminuir la resistencia de contacto entre el ánodo - electrolito y así prevenir su polarización. 6.21

Tamaño del lote (N): Número de ánodos que forman parte de un lote.

6.22

Tamaño de muestra del lote (n): Número de ánodos que forman una muestra de un lote.

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SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS

ASTM

American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana de pruebas y materiales).

AWG

American Wire Gauge (Calibre de alambre americano).

CONACYT Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. Cu/CuSO4 Cobre / Sulfato de Cobre. DGN

Dirección General de Normas.

EC

Evaluación de la Conformidad.

IMNC

Instituto Mexicano de Normalización y Certificación.

in

Pulgada.

ISO

International Organization for Standardization (Organización Internacional de Estandarización).

LFMN

Ley Federal sobre Metrología y Normalización.

NCA

Nivel de calidad aceptable.

NMX

Norma Mexicana.

NOM

Norma Oficial Mexicana.

NRF

Norma de Referencia.

PEMEX

Petróleos Mexicanos

SCFI

Secretaría de Comercio y Fomento Industrial.

SENER

Secretaría de Energía.

Toda unidad debe ser simbolizada y delimitada conforme con lo indicado en la NOM-008-SCFI-2002 y con la autorización de la DGN para uso de Unidades de Medida de la Industria Petrolera con Oficio DGN.312.01.2009.1968 del 29 de Mayo 2009.

8

DESARROLLO

8.1

Generalidades

En este numeral se establecen las propiedades, características, composición química, parámetros electroquímicos, requisitos de laboratorios de prueba y de control de calidad para aceptación o rechazo, empaque y transporte de ánodos de magnesio de alto potencial, utilizados en los sistemas de protección catódica con ánodos galvánicos conforme lo establece la NRF-047-PEMEX-2007.

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Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios 8.2

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Materiales

El Proveedor o Contratista debe cumplir con los requisitos para materiales, inspecciones y pruebas de ánodos de magnesio de alto potencial, descritos en este numeral, en el proyecto y con lo siguiente: a) b) c) 8.2.1

Integrar la hoja de especificación técnica del inciso e), numeral 8.5, con las propiedades y requisitos establecidos en este numeral. Integrar la documentación con los informes de laboratorio del numeral 8.5, incisos del a) al c). Realizar la inspección y verificación de ánodos de magnesio de alto potencial, de acuerdo con lo indicado en el anexo A de la NRF-049-PEMEX-2006, numeral 8.5, inciso i). Propiedades y requisitos mínimos que deben cumplir los ánodos de magnesio de alto potencial.

8.2.1.1 Composición química – Los ánodos de magnesio de alto potencial deben cumplir con la composición química establecida en la tabla N° 3. 8.2.1.2 Parámetros electroquímicos – Los ánodos de magnesio de alto potencial deben cumplir con los parámetros electroquímicos indicados en la tabla N° 4. 8.2.1.3 Dimensiones y peso neto de ánodos de magnesio de alto potencial – Las dimensiones, forma, peso neto de la aleación de magnesio de alto potencial, peso del alma de acero, cables y conexiones deben cumplir con lo especificado en los numerales 8.3.3.2. y 8.3.3.3. 8.2.1.4 Alma de acero del ánodo de magnesio de alto potencial – El alma de acero debe cumplir con las siguientes especificaciones: a) b) c) d) e) f)

Fabricada de acero al carbono. Debe ser tipo solera y debe tener un espesor mayor que 0,031 in y un ancho mayor que 0,5 in. La solera debe contener orificios de ⅛ in de diámetro a una distancia de ¾ in de centro a centro. La solera debe tener una preparación de la superficie a metal blanco y galvanizada por inmersión en caliente antes de ser colocada en la aleación de magnesio de alto potencial. Debe estar centrada en el ánodo. El alma debe extenderse como mínimo en un 75 por ciento de la longitud del ánodo.

El Proveedor o Contratista debe documentar en la hoja de especificación técnica del numeral 8.5, las siguientes características del alma de acero: a) b) c) d)

Especificación del acero. Dimensiones del alma. Peso del alma. Tipo del alma.

8.2.1.5 Aislamiento del alma de acero – Se debe rellenar con resina epóxica no contráctil o equivalente, el espacio entre el alma de acero, la conexión eléctrica y la aleación de magnesio de alto potencial, el aislamiento debe estar libre de grietas, contracciones o cualquier defecto, la conexión debe quedar impermeabilizada. 8.2.1.6 Conductor eléctrico para la conexión del alma de acero – El conductor eléctrico (Cable), para la conexión del alma de acero del ánodo de magnesio de alto potencial, debe cumplir con los siguientes requisitos: a) b)

Fabricado de cobre electrolítico. Calibre 3,307mm2 (12 AWG) o equivalente.

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Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios c) d) e)

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Aislamiento de doble forro de polietileno negro de alto peso molecular, tensión de 600 V, temperatura de 348,15 K (75°C) y cubierta negra de PVC o equivalente. Longitud de 5,0 m como mínimo. Debe ser de una sola pieza y no debe presentar daños en el aislamiento en toda su longitud.

8.2.1.7 Soldadura del alma de acero – La soldadura de la conexión eléctrica entre el alma de acero del ánodo y el conductor eléctrico, debe de cumplir como mínimo con los siguientes requisitos: a) b) c) d)

Composición 50 por ciento Ag – 50 por ciento Sn. Calibre mínimo de 0,50 in para ánodos de peso nominal de 9 lb. Calibre mínimo de 0,75 in para ánodos de peso nominal mayor que 9 lb. La conexión debe estar libre de fundente de la soldadura.

8.2.1.8 Relleno “Backfill” – Los ánodos empacados con relleno “Backfill” deben cumplir con las siguientes características: a) b) c) d) e)

La composición química y peso del relleno “Backfill” de los ánodos se indica en la tabla N° 8 del numeral 8.3.2 de la NRF-047-PEMEX-2007. Las dimensiones del saco del relleno “Backfill” se indican en la tabla N° 1. La resistividad del relleno “Backfill” debe ser uniforme y debe presentar un valor máximo de 50,0 ohmcm de acuerdo con el numeral 8.3.3.4. Los ánodos empacados deben contener la cantidad de relleno indicado en la tabla N°1. El Proveedor o Contratista debe entregar un reporte donde manifieste que garantiza el cumplimiento de la composición química del relleno “Backfill” (Numeral 8.5 d). Peso nominal del ánodo lb

9 17 32 48

Peso del relleno

Dimensiones del ánodo in

Dimensiones del saco del

lb

Peso del ánodo empacado lb

Ancho

Altura

Longitud Rango

Diámetro

Longitud Rango

18 30 35 52

27 47 67 100

3½ 3½ 5½ 5½

3¾ 3¾ 5¾ 5¾

13-17 25-29 21-24 31-35

6 6 8 8

16-17 28-34 23-28 34-38

“Backfill”

relleno “Backfill”

in

Tabla N°1 Dimensiones del ánodo de magnesio de alto potencial y del saco del relleno “Backfill” 8.3

Inspecciones y pruebas

Para determinar la aceptación de un lote de ánodos de magnesio de alto potencial, se debe aplicar el diagrama de flujo del anexo N° 1, donde se indica que una vez tomada la muestra del lote, de acuerdo con el numeral 8.3.1, debe cumplir primeramente con los requisitos de Inspección física externa de los ánodos contenidos en el numeral 8.3.2 y posteriormente con el numeral 8.3.3 referente a inspecciones y pruebas de laboratorio. 8.3.1

Muestreo del lote de ánodos de magnesio de alto potencial

Se debe realizar el muestreo del lote de ánodos de magnesio de alto potencial como se indica a continuación:

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A partir del tamaño del lote (N), se debe tomar una muestra aleatoria de tamaño de muestra (n) de ánodos de magnesio de alto potencial como se indica en la tabla N° 2. Número de ánodos defectuosos * NCA del 2,5%

Tamaño del lote (N)

Tamaño de muestra (n)

2 a 15

2

0

1

16 a 25

3

0

1

26 a 90

5

0

1

91 a 150

8

1

2

151 a 500

13

1

2

501 a 1 200

20

1

2

1 201 a 3 200

32

2

3

ACEPTACIÓN RECHAZO El lote se debe aceptar cuando el El lote se debe rechazar cuando número de ánodos defectuosos el número de ánodos defectuosos sea igual o menor que: sea igual o mayor que:

*NCA: Nivel de calidad aceptable, con un nivel especial (S-4). Tabla N° 2 Criterios de muestreo para aceptación y rechazo del lote de ánodos (Tabla de acuerdo con la Norma NMX-Z-12-2-1987 o ISO 2859-1:1999). 8.3.2

Inspección física externa de ánodos de magnesio de alto potencial

Se debe realizar una inspección física de la superficie externa de los ánodos que forman parte de la muestra (n), de acuerdo con el numeral 8.3.1, los cuales deben cumplir con los siguientes requisitos de aprobación para la inspección física externa: a) b) c) d) e) f) g) h)

El conductor eléctrico del ánodo debe ser de una sola pieza, no debe presentar daño en el aislamiento, no debe presentar conexiones ni reparaciones en toda su longitud. Los ánodos no deben presentar indicios de actividad electroquímica evidenciados por la presencia de polvo blanco de óxidos o hidróxidos de magnesio. El alma de acero del ánodo no debe estar expuesta. Los ánodos no deben presentar cavidades o rechupes. Los ánodos no deben presentar partículas de residuos o inclusiones no metálicas. Los ánodos no deben presentar grietas, fracturas o capas de metal que no estén metalúrgicamente adheridas al cuerpo del ánodo. Los ánodos deben ser identificados y empacados conforme al numeral 8.4. Se deben medir las dimensiones del ánodo, de acuerdo con el numeral 8.3.3.3.

Debe considerarse como defectuoso cualquier ánodo que no cumpla con alguno de estos requisitos, el número total de ánodos defectuosos en la muestra (n) debe cumplir con lo establecido en la tabla N° 2 para aceptación o rechazo del lote de ánodos. Una vez aprobada la muestra de ánodos, se debe enviar para inspección y evaluación en laboratorio de acuerdo con el numeral 8.3.3.

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8.3.3

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Inspecciones y Pruebas de laboratorio

Para las Inspecciones y evaluaciones en laboratorio de ánodos de magnesio de alto potencial, se deben aplicar los métodos establecidos en el numeral 8.3 y el diagrama de flujo del anexo N° 1, el laboratorio de pruebas debe estar acreditado en términos de la LFMN específicamente en los métodos de prueba indicados en este numeral o bien cumplir con el numeral 8.6 para los laboratorios no acreditados. 8.3.3.1 Continuidad eléctrica de las conexiones – Se debe verificar la continuidad eléctrica entre la conexión y el conductor eléctrico, el alma de acero y el ánodo de magnesio de alto potencial, por medio de la medición de la resistencia eléctrica entre el ánodo y el alma de acero, la cual debe ser menor que 0,092 ohm, asimismo la conexión debe estar libre de fundente de la soldadura en la superficie del acero-cobre. 8.3.3.2 Peso neto del ánodo de magnesio de alto potencial – El peso neto de cada ánodo de magnesio de alto potencial, debe ser como mínimo el mismo peso nominal indicado en la hoja de especificación técnica numeral 8.5. Se debe considerar como defectuoso el ánodo que no cumpla con el peso neto. 8.3.3.3 Dimensiones del ánodo de magnesio de alto potencial – Las dimensiones de cada ánodo de magnesio de alto potencial se deben indicar en la hoja de especificación técnica contenida en el numeral 8.5, además se deben medir y cumplir con lo siguiente: a) b) c)

La longitud del ánodo debe estar dentro de ± 1,5 por ciento de la indicada en la hoja de especificación técnica. El ancho promedio del ánodo debe estar dentro de ± 2,5 por ciento del indicado en la hoja de especificación técnica. La altura promedio del ánodo debe estar dentro de ± 2,5 por ciento de la indicada en la hoja de especificación técnica.

8.3.3.4 Resistividad del relleno “Backfill” para ánodos empacados – La resistividad del relleno debe ser uniforme, el valor de aceptación es de 50,0 ohm –cm como máximo y debe determinarse con el método de prueba ASTM G 57 -06 o equivalente. 8.3.3.5 Muestreo por ánodo de magnesio de alto potencial, para la determinación de la composición química en laboratorio – De cada ánodo que forma parte de la muestra (n), obtenida según el numeral 8.3.1, se debe obtener la muestra de la superficie del ánodo, por triplicado, mediante la técnica de barrenación, conforme la práctica estándar ASTM E 88 -91 (2005) o equivalente, no se debe hacer contacto con el alma del ánodo, para determinar la composición química con los requisitos establecidos en la tabla N° 3. El peso de la muestra por ánodo debe ser de 10 a 15 gramos. 8.3.3.6 Muestreo por ánodo de magnesio de alto potencial, para la determinación de parámetros electroquímicos en laboratorio – De cada ánodo que forma parte de la muestra (n), obtenida según el numeral 8.3.1, se deben obtener 5 especímenes o probetas de prueba, con las dimensiones e indicaciones de la figura 3 del método de prueba ASTM G 97 -97 (2007) o equivalente, la preparación y el manejo de los especímenes maquinados se indican en el numeral 8 del método de prueba ASTM G 97 -97 (2007) o equivalente, las probetas de prueba no deben ser seleccionadas de la sección que contiene el alma del ánodo, a cada uno de los 5 especímenes de prueba se le deben determinar los parámetros electroquímicos que se indican en la tabla N° 4. 8.3.3.7 Inspección física interna del ánodo de magnesio de alto potencial seccionado – El ánodo se debe seccionar para inspeccionar físicamente en laboratorio cada una de las caras de los cortes transversales del ánodo, para detectar posibles defectos internos y debe cumplir con los siguientes requisitos:

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Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios a) b) c) d) e)

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El alma de acero debe estar centrada en el ánodo. No deben presentar cavidades o rechupes que excedan 0,5 in en profundidad y 0,295 in en longitud en cada una de las caras de la sección transversal del ánodo. No deben presentar residuos, escorias o inclusiones no metálicas sobre la superficie de cada cara de la sección transversal. La aleación debe ser continua y no presentar fragmentos de material metálico diferente a la aleación en las caras de la sección transversal del ánodo. Cada sección transversal del ánodo no debe presentar grietas y/o fracturas.

Debe ser aprobada la inspección física interna del ánodo que cumpla con todos los requisitos contenidos en este numeral. 8.3.3.8 Determinación en laboratorio de la composición química de ánodos de magnesio de alto potencial – La determinación de la composición química de la muestra del material anódico obtenida conforme al numeral 8.3.3.5, se debe realizar con el método de prueba de absorción atómica IMP-LCM-003 o equivalente y debe cumplir con lo establecido en la tabla N° 3. Estas determinaciones se deben realizar en un laboratorio acreditado en este método de prueba, en términos de la LFMN, en caso de no existir laboratorios de prueba acreditados, se debe cumplir con el numeral 8.6.

Aluminio (Al)

Composición % en peso Máximo 0,01

Cobre (Cu)

Máximo 0,02

Hierro (Fe)

Máximo 0,03

*Impurezas

Máximo 0,30

Manganeso (Mn)

0,50-1,30

Níquel (Ni)

Máximo 0,002

Silicio (Si)

Máximo 0,05

Zinc (Zn)

Máximo 0,05

Elemento

Método de Prueba

Método de prueba de absorción atómica IMP-LCM-003 o equivalente.

**Magnesio (Mg) mínimo 98,29 * Incluye el contenido de todas las impurezas metálicas determinadas por balance ** El Magnesio se debe determinar en laboratorio. Tabla N° 3 Composición química de ánodos de magnesio de alto potencial 8.3.3.9 Determinación de los parámetros electroquímicos de ánodos de magnesio de alto potencial en laboratorio – La determinación de los parámetros electroquímicos de la muestra obtenida conforme al numeral 8.3.3.6, se debe realizar con el método de prueba ASTM G 97 -97 (2007) o equivalente y debe cumplir con lo establecido en la tabla N° 4; a cada uno de los 5 especímenes de prueba se les deben realizar las siguientes mediciones: a) b) c) d) e)

Peso inicial (g). Peso final (g). Potencial a circuito abierto (V). Potencial a circuito cerrado (V). Capacidad de drenaje corriente del ánodo (Ah/kg).

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Estas determinaciones se deben realizar en un laboratorio acreditado en este método de prueba, en términos de la LFMN, en caso de no existir laboratorios de prueba acreditados, se debe cumplir con el numeral 8.6. 8.3.3.9.1 Cálculo de la eficiencia de la capacidad de drenaje de corriente del ánodo de magnesio de alto potencial – La eficiencia se debe determinar con los parámetros contenidos en los incisos a), b) y e) del numeral 8.3.3.9 de acuerdo con la siguiente expresión:

Dp =

Q x 1 000

Donde: Dp Q W 1000

= = = =

(1)

W

Capacidad de drenaje de corriente en Ah/kg. Cantidad de carga eléctrica determinada con el coulombímetro en Ah (Ampere hora). Pérdida de peso (g) (Peso inicial - peso final) de los especímenes de prueba de magnesio. Factor de conversión (kg a g).

8.3.3.9.2 Cálculo de la corriente en Ah – La corriente que pasa a través de la celda durante los 14 días de prueba se calcula como sigue: Q=

(0,8433 Ah/g Cu) (M2 – M1)

= [Ah]

(2)

Donde: Ah/g Cu M2 M1 0,8433

= = = =

Cantidad de corriente en Ah/g Cu en el cátodo del coulombímetro. Peso final del alambre de cobre del coulombímetro (Cátodo) [g]. Peso Inicial del alambre de cobre del coulombímetro (Cátodo) [g]. Factor de conversión de la Ley de Faraday, Ah/g Cu.

8.3.3.9.3 Cálculo de la eficiencia de la capacidad de drenaje de corriente teórica del material anódico de magnesio de alto potencial: La cual se determina con la siguiente expresión: e

=

Dp 2 200

x 100

Donde: e = Eficiencia de la capacidad de drenaje de corriente teórica en por ciento. 2 200 Ah/kg = 100 % de eficiencia máxima teórica.

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Parámetro

Requisito de aceptación

Unidad

Potencial a circuito abierto vs electrodo de referencia de Cu/CuSO4 saturado (Ver esquema N°1)

Mínimo -1,78

V

Capacidad de drenaje de corriente (D p)

Mínimo 1 100

Ah/kg

Eficiencia de la capacidad de drenaje de corriente del ánodo

Mínimo 50

(%)

Método de prueba

ASTM G 97 –97 (2007) o equivalente

Numeral 8.3.3.9.1

Tabla N°4 Requisitos de aceptación de los parámetros electroquímicos de ánodos de magnesio de alto potencial.

Voltímetro Celda de referencia Cu/CuSO4 saturado

- 0,500 V

-

+

Electrolito Estructura por proteger

Esquema N°1 Medición de potencial estructura-electrolito con electrodo de referencia de Cu/CuSO 4 saturado 8.3.3.10 Requisito de aceptación para control de calidad en laboratorio del lote ánodos de magnesio de alto potencial – Se debe aceptar el lote de ánodos de magnesio de alto potencial, si la muestra cumple con todos los requisitos establecidos de acuerdo con en el siguiente orden: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Medición de la resistencia eléctrica de conexiones, numeral 8.3.3.1. Tolerancias de peso, numeral 8.3.3.2. Tolerancias de dimensiones, numeral 8.3.3.3. Características del relleno "Backfill" para ánodos empacados, numeral 8.2.1.8. Inspección física interna del ánodo seccionado, numeral 8.3.3.7. Determinación de la Composición química, tabla N° 3. Determinación de los Parámetros electroquímicos, tabla N° 4. Eficiencia, numeral 8.3.3.9.

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8.3.3.11 Informe de resultados de laboratorio – El laboratorio de pruebas debe emitir un informe de resultados, el cual debe contener como mínimo: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l)

Número de lote. Tamaño del lote. Tamaño de la muestra. Peso bruto del ánodo. Peso neto del ánodo. Composición química de cada ánodo tabla N° 3. Parámetros electroquímicos de cada ánodo tabla N° 4. Resistividad del relleno “Backfill”, de acuerdo con el numeral 8.3.3.4. Resistencia eléctrica de conexiones del ánodo. Número de ánodos defectuosos. Conclusión sobre la aceptación o rechazo del lote de ánodos. Incertidumbre de las mediciones de acuerdo con el numeral 5.4.6 de la NMX-EC-17025-2006.

8.4

Almacenamiento y Transporte

8.4.1

Identificación

Cada ánodo se debe identificar con una tarjeta de papel grueso, resistente al agua, la cual se debe fijar con un alambre recubierto de material plástico o equivalente a la terminal soldada al alma del ánodo, los datos siguientes deben estar identificados en el cuerpo del ánodo con letra de golpe: a) b) c) d) e)

Marca registrada del fabricante. Número de lote y serie de cada ánodo. Número de serie. Fecha de fabricación. Peso del ánodo.

El Proveedor o Contratista debe identificar cada embalaje mediante etiquetas visibles y resistentes al medio de exposición con los siguientes datos: a) b) c) d) e)

“Ánodo de magnesio de alto potencial”.

Razón social del fabricante, Proveedor o Contratista. Número y tamaño de lote. Número de ánodos contenidos en el embalaje. Peso bruto del embalaje.

8.4.2. Embalaje El embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial puede ser de forma individual o en grupos, los ánodos deben ser clasificados de acuerdo con su peso y tamaño y deben colocarse en tarimas con envoltura de plástico de película ajustable aplicada sobre el fleje o como PEMEX lo especifique en las bases de licitación. 8.4.2.1 Embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial sin relleno “Backfill” – El embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial sin relleno debe cumplir los siguientes requisitos: a)

El conductor eléctrico debe estar enrollado y protegido físicamente contra daños con espuma flexible de polietileno o equivalente.

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Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios b)

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El embalaje debe presentarse en tarimas con envoltura de plástico de película ajustable aplicada sobre el fleje o como PEMEX lo especifique en las bases de licitación.

8.4.2.2 Embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial con relleno “Backfill” – El embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial empacados con relleno debe cumplir con los siguientes requisitos: a) b) c) d) e) f) g) 8.4.3

El relleno “Backfill”, debe cumplir con el numeral 8.2.1.8. Los ánodos deben estar envueltos individualmente en un saco de tela permeable y biodegradable sin ningún contenido plástico, deben presentar la composición química y proporción del relleno. El saco de tela debe tener la resistencia adecuada para soportar el peso del ánodo y relleno, el cual no debe presentar daños. Los ánodos deben estar centrados en el saco con un mínimo de: d 1) 1,0 in de relleno alrededor del ánodo. d 2) 1½ in de relleno y debe cubrir cada extremo del ánodo. El conductor eléctrico debe enrollarse por la parte superior del saco y protegido físicamente contra daños con espuma flexible de polietileno. El saco debe estar cerrado en la parte superior. El embalaje debe presentarse en tarimas con envoltura de plástico de película ajustable aplicada sobre el fleje o como PEMEX lo especifique en las bases de licitación. Transporte

Los ánodos de magnesio de alto potencial deben transportarse en embalajes que cumplan con el numeral 8.4.2. 8.4.4

Almacenamiento

En caso de requerir el almacenamiento de ánodos de magnesio de alto potencial, se deben considerar las siguientes condiciones: a) b) 8.5

El almacenamiento debe ser bajo techo, con ventilación y libre de humedad. Las áreas de almacenaje deben permitir la inspección y el retiro de los ánodos. Documentación que debe entregar el Proveedor o Contratista

Por cada lote de ánodos de magnesio de alto potencial, el Proveedor o Contratista debe entregar como mínimo la siguiente documentación: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j)

Informe de laboratorio de la composición química del lote de ánodos, tabla N° 3. Informe de parámetros electroquímicos del lote de ánodos, tabla N° 4. Informe de laboratorio que contenga los resultados de las pruebas del numeral 8.3.3.; continuidad eléctrica, peso neto, dimensiones de los ánodos y resistividad del relleno “Backfill” para ánodos empacados. Reporte donde manifieste que garantiza el cumplimiento de la composición química del relleno “Backfill” para los ánodos empacados (Numeral 8.2.1.8). Hoja de especificación técnica de los ánodos de magnesio de alto potencial, con las características y requisitos establecidos en el numeral 8.2. Hoja de seguridad de los ánodos. Identificación y tamaño del lote. Garantía del fabricante. Informe de conformidad formato FI-001 Anexo A de la NRF-049-PEMEX-2006. Factura correspondiente al pedido o contrato de los ánodos recibidos.

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k)

Permiso original de importación que corresponda al material adquirido o suministrado y debe ser vigente a la entrega-recepción de los ánodos. l) Registro en términos de la Ley de la propiedad Industrial (Para los efectos del Artículo 76, Capítulo III del título Cuarto de la LFMN) de la marca registrada de los ánodos. m) Razón social del Proveedor o Contratista. n) Certificado del Sistema de Aseguramiento de Calidad del Proveedor o Contratista en términos de la LFMN. 8.6

Requisitos del laboratorio de pruebas

Las evaluaciones, y determinaciones en laboratorio de los ánodos de magnesio de alto potencial, contenidos en esta Norma de Referencia, deben realizarse en un laboratorio acreditado en términos de la LFMN en los métodos de prueba establecidos en esta Norma de Referencia o bien en un laboratorio no acreditado perteneciente a un Centro Público de Investigación, reconocido por la SENER y por el CONACYT, que tenga convenios de colaboración con PEMEX, además dicho laboratorio debe cumplir con los numerales 4 y 5 de la Norma NMX-EC-17025-IMNC-2006.

9

RESPONSABILIDADES

9.1

Proveedor o contratista

El Proveedor o Contratista debe cumplir con los requisitos y especificaciones que Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios establecen en esta Norma de Referencia, para la adquisición o suministro de ánodos de magnesio de alto potencial, utilizados en los Sistemas de Protección Catódica de los ductos de transporte e Instalaciones enterrados o sumergidos en agua dulce. 9.2

Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios deben vigilar el cumplimiento de los requisitos establecidos en esta Norma de Referencia, para la adquisición y suministro de ánodos de magnesio de alto potencial, utilizados en los Sistemas de Protección Catódica de los ductos de transporte e Instalaciones enterrados o sumergidos en agua dulce.

10

CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES

Esta Norma de Referencia coincide parcialmente con la Norma Mexicana NMX-Z-12-2-1987 Muestreo para la inspección por atributos –parte 2: métodos de muestreo, tablas y gráficas ó ISO 2859-1 Second edition 199911-15 – Sampling procedures for inspection by attributes. (Procedimientos de muestreo para la inspección por atributos).

11

BIBLIOGRAFÍA

11.1 ASTM E 88 -91 (Reapproved 2005) – Standard Practice for Sampling Nonferrous Metals and Alloys in Cast Form for Determination of Chemical Composition (Práctica estándar para el muestreo de metales no ferrosos y aleaciones en forma colada para la determinación de la composición química).

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11.2 ASTM G 57 -06 – Standard Test Method for Field Measurement of Soil Resistivity Using the Wenner Four-Electrode Method, 2006 Edition. (Método de prueba estándar para la medición de resistividad del suelo usando el método de 4 electrodos de Wenner). 11.3 ASTM G 97 -97 (Reapproved 2007) – Standard Test Method for Laboratory Evaluation of Magnesium Sacrificial Anode Test Specimens for Underground Applications. (Método de prueba estándar para la evaluación en laboratorio de especímenes de prueba de ánodos de sacrificio de magnesio para aplicaciones enterradas). 11.4 IMP-LCM-003, Revisión 1 -Enero 2005 – Método para determinación de aluminio, cobre, hierro, magnesio, manganeso, níquel, silicio y zinc en ánodos galvánicos por espectroscopía de Absorción Atómica .

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ANEXOS

12.1 Anexo N° 1 Diagrama de flujo para la inspección y pruebas de ánodos de magnesio de alto potencial. EVALUACIÓN DE ÁNODOS INICIO INSPECCIÓN Y PRUEBAS

INICIO

1. Muestrear el lote de ánodos. Antes de iniciar el muestreo se debe verificar que el Proveedor o Contratista cumpla con el numeral 8.5. PEMEX debe muestrear el lote de ánodos (Numeral 8.3.1). Tomar de manera aleatoria una muestra de ánodos (Tabla N° 2).

1

2. Inspección física externa de los ánodos. PEMEX debe inspeccionar la superficie externa de los ánodos que forman la muestra (n) (Numeral 8.3.2).

2

3

ACTIVIDADES

3. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con los requisitos de inspección numeral 8.3.2? Si: Pasar al punto 4. No: Pasar al punto A.

NO

SI A

A. RECHAZAR EL LOTE DE ÁNODOS.

4

4. Enviar la muestra de ánodos al laboratorio (Numeral 8.6), para inspección y pruebas de laboratorio.

5

5. Verificar la continuidad eléctrica entre el cable, la conexión, el alma de acero y el ánodo de magnesio de alto potencial (Numeral 8.3.3.1). 6. Determinar el peso, dimensiones de los ánodos y resistividad del relleno “Backfill” para ánodos empacados a los ánodos que forman la muestra y calificar como defectuoso cualquier ánodo que no cumpla con lo indicado en los numerales 8.3.3.2, 8.3.3.3 y 8.3.3.4.

6

NO 7 SI

7. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con los numerales 8.3.3.2, 8.3.3.3 y 8.3.3.4? Si: Pasar al punto 8. No: Pasar al punto A.

8

8. Muestrear cada ánodo para obtener muestras representativas. (Numerales 8.3.3.5 y 8.3.3.6).

9

9. Inspección física interna del ánodo seccionado, durante el muestreo por ánodo. Se debe inspeccionar físicamente las secciones transversales de los cortes del ánodo que forma parte de la muestra (Numeral 8.3.3.7).

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EVALUACIÓN DE ÁNODOS

10

NO


ACTIVIDADES

10. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con el numeral 8.3.3.7? Si: Pasar al punto 11. No: Pasar al punto A.

SI 11. Determinar composición química. Se debe determinar la composición química por ánodo de magnesio de alto potencial (Numeral 8.3.3.8) y deben cumplir con los requerimientos de la tabla N°3.

11

12

NO

SI

13. Determinar los parámetros electroquímicos. Se deben determinar los parámetros electroquímicos de los ánodos de magnesio de alto potencial (Numeral 8.3.3.9) y deben cumplir con la tabla N°4.

13

NO

14 SI

12. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con la composición química de la tabla N°3? Si: Pasar al punto 13. No: Pasar al punto A.

14. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con los parámetros electroquímicos de la tabla N°4? Si: Pasar al punto 15. No: Pasar al punto A.

15

15. Aceptar el lote de ánodos.

FIN

FIN DE INSPECCIÓN Y PRUEBAS

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Anexo N° 2 Presentación de documentos normativos equivalentes

Sí el licitante considera que un documento técnico es equivalente a los indicados en esta Norma de Referencia, puede solicitar por escrito a PEMEX la revisión del documento presuntamente equivalente, anexando los antecedentes y argumentación en forma comparativa, concepto por concepto, demostrando que como mínimo se cumplen los requisitos en cuestión. PEMEX dará respuesta por escrito a dicha solicitud, indicando si es o no autorizado para utilizarse como documento normativo equivalente. Los documentos señalados en el párrafo anterior si no son de origen mexicano, deben estar legalizados ante el Cónsul Mexicano o cuando resulte aplicable, apostillados de conformidad con el “Decreto de promulgación de la Convención por la que se suprime el requisito de legalización de los documentos Públicos Ext ranjeros”

publicado en el Diario Oficial de la Federación del 14 de Agosto de 1995. Los documentos que se presenten en un idioma distinto al español deben acompañarse con su traducción a dicho idioma español, hecha por un perito traductor.

En caso que PEMEX no autorice el uso del documento normativo equivalente propuesto, el Proveedor o Contratista está obligado a cumplir con esta Norma de Referencia.

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