SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROL LO PROFESIONAL UNIDAD DE NORMATIVIDAD TECNICA
ESPECIFICACION TECNICA PARA PUESTA EN SERVICIO Y MANTENIMIENTO
PRUEBA HIDROSTATICA PARA TUBERIAS SUBMARINAS DE RECOLECCION Y TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS HIDROCARBUROS (HYDROSTATICS TEST FOR SUBMARINE COMPILATION PIPELINES AND HYDROCARBONS TRANSPORTATION.)
P.6.0301.01 PRIMERA EDICION NOVIEMBRE, 2000
P RUEBA H IDROSTÁTICA PARA T UBERÍAS SUBMARINAS DE R ECOLECCIÓN Y T RANSPORTE DE H IDROCARBUROS Primera Edición
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PREFACIO Pemex Exploración y Producción (PEP) en cumplimiento del decreto por el que se reforman, adicionan y derogan diversas disposiciones de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, publicado en el Diario Oficial de la Federación de fecha 20 de mayo de 1997 y acorde con el Programa de Modernización de la Administración Pública Federal 199 5-2000, así como con la facultad que le confiere, la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público, la Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las Mismas y la Sección 4 de las Reglas Generales para la Contratación y Ejecución de Obras Públicas y de Servicios Relacionados con las Mismas, expide la presente especificación sobre prueba hidrostática para tuberías submarinas de recolección y transporte de hidrocarburos. Esta especificación se elaboró tomando como base la norma No. 2.230.14, emitida en 1984 por Petróleos Mexicanos de la que se llevó a cabo su revisión, adecuación y actualización, a fin de adaptarla a los requerimientos de Pemex Exploración y Producción. En la elaboración de esta especificación participaron: Subdirección de Región Norte Subdirección de Región Sur Subdirección de Región Marina Noreste Subdirección de Región Marina Suroeste Dirección Ejecutiva del Proyecto Cantarell Dirección Ejecutiva del Programa Estratégico de Gas Subdirección de Perforación y Mantenimiento de Pozos Coordinación Ejecutiva de Estrategias de Exploración Auditoría de Seguridad Industrial y Protección Ambiental Subdirección de Planeación Subdirección de Administración y Finanzas Subdirección de Tecnología y Desarrollo Profesional Unidad de Normatividad Técnica
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INDICE DE CONTENIDO 0.
Introducción. …………………………………………….......…..
1.
Objetivo. ................................................................................
3
2.
Alcance. .................................................................................
3
3.
Actualización. ........................................................................
3
4.
Campo de aplicación. ............................................................
3
5.
Referencias. ...........................................................................
3
6.
Definiciones. ..........................................................................
3
7.
Abreviaturas. .........................................................................
4
8.
Materiales y equipo. ...............................................................
5
9.
Procedimiento de la prueba. ..................................................
5
9.1
Responsabilidad del contratista. ............................................
5
10.
Medición interna final. ............................................................
5
11.
Llenado. .................................................................................
6
11.1
Equipo para llenado. ..............................................................
6
12.
Presión de prueba. .................................................................
6
12.1
Equipo para la prueba de presión. .........................................
6
12.2
Forma de efectuar la prueba de presión. ..............................
7
12.2.1
Presurización. ........................................................................
7
12.2.2
Prueba de servicio. ................................................................
7
12.2.3
Prueba para ductos ascendentes y curvas de expansión. ....
13.
Registro de prueba. ...............................................................
8
13.1
Purgado. ................................................................................
8
14.
Control de esfuerzos durante la prueba. ...............................
8
15.
Supervisión de la prueba. ......................................................
8
15.1
Reglamento de Trabajos Petroleros. .....................................
9
15.2
Equipo y materiales. ..............................................................
9
15.3
Limpieza y medición interna. .................................................
9
15.4
Llenado. .................................................................................
9
15.5
Presión y temperatura. ..........................................................
9
15.6
Registros. ..............................................................................
9
15.7
Purgado. ................................................................................
9
15.8
Control de supervisión. ..........................................................
9
16.
Bibliografía. ............................................................................
9
17.
Concordancia con normas internacionales. ..........................
10
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0.
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Introducción.
3.
Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Pemex Exploración y Producción (PEP), se encuentran el diseño, construcción, operación y mantenimiento de las instalaciones para extracción, recolección, procesamiento primario, almacenamiento, medición y transporte de hidrocarburos, así como la adquisición de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia y eficacia los objetivos de la empresa. En vista de ésto, es necesaria la participación de las diversas disciplinas de la Ingeniería, lo que involucra diferencia de criterios. Con el objeto de unificar criterios, aprovechar las experiencias dispersas, y conjuntar resultados de las investigaciones nacionales e internacionales, Pemex Exploración y Producción emite a través de la Unidad de Normatividad Técnica, esta especificación con el objetivo de normalizar la aplicación y ejecución de la prueba hidrostática para tuberías submarinas de recolección y transporte de hidrocarburos.
A las personas e instituciones que hagan uso de este documento normativo técnico, se solicita comuniquen por escrito las observaciones que estimen pertinentes, dirigiendo su correspondencia a: Pemex Exploración y Producción. Unidad de Normatividad Tecnica. Dirección: Bahía de Ballenas # 5, 9° piso. Col. Verónica Anzures, México, D.F. 11300 Teléfono directo: 5 5-45-20-35. Conmutador 5 7-22-25-00, ext. 3-80-80 Fax: 3-26-54 E-mail: mpacheco @pep.pemex.com
4. 1.
Objetivo.
El objetivo de esta especificación es que entre las etapas de construcción, operación y mantenimiento se tenga la base de los requisitos y lineamientos mínimos necesarios que se deben cumplir durante la prueba hidrostática de estás tuberías aludidas, con el fin de garantizar su hermeticidad e integridad.
Campo de aplicación.
Este documento normativo técnico, aplica para el desarrollo de la prueba hidrostática de tuberías submarinas de recolección y transporte de hidrocarburos en todas las áreas de Pemex Exploración y Producción que instalen y operen estas tuberías.
5. 2.
Actualización.
Referencias.
No aplica por no citarse en esta especificación ninguna NOM.
Alcance.
Esta especificación establece los requisitos y lineamientos mínimos necesarios para efectuar la prueba hidrostática de tuberías submarinas de recolección y transporte de hidrocarburos. Así como las recomendacion es para la realización, instalación, ejecución, medición e inspección de la prueba. Esta especificación no cubre pruebas hidrostáticas, para tuberías con otros servicios, tanto submarinas como terrestres.
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6.
Definiciones.
A continuación se definen algunos conceptos, que se aplican en la presente especificación. 6.1
Contratista.
Compañía o persona que realizará la prueba hidrostática de las tuberías submarinas.
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6.10
Diseñador.
Compañía o persona encargada de realizar la ingeniería para el diseño de la prueba hidrostática de las tuberías submarinas.
Sustancia o compuesto que retarda el proceso de corrosión. 6.11
6.3
Presión de trabajo.
Dibujos de ingeniería .
Son todos aquellos planos constructivos y de detalle aplicables a la prueba hidrostática de las tuberías submarinas. 6.4
Inhibidor de corrosión.
Proyecto.
Es la presión máxima en condiciones de operación normal. 6.12
Medidores de peso muerto.
Dispositivo utilizado para la calibración de los manómetros.
Entiéndase por proyecto el tipo de obra por desarrollar o construir, en este caso, la prueba hidrostática de las tuberías submarinas.
6.13
6.5
Presión a la cual se debe realizar la prueba hidrostática de las tuberías submarinas.
Tubería de recolección.
Es el arreglo de cabezales y líneas que colectan aceite y/o gas y agua de los pozos productores, para su envío a una batería o estación de separación. 6.6
Tubería de transporte.
Es la tubería que conduce hidrocarburos en una fase o multifases, entre estaciones y/o plantas para su proceso, bombeo, compresión, almacenamiento y distribución. 6.7
7.
Abreviaturas.
7.1
API Instituto Americano del Petróleo. (American Petroleum Institute).
7.2
ASME Sociedad Americana Ingenieros Mecánicos.
7.3
cm
7.4
DnV Reglas para diseño, construcción e inspección de tuberías submarinas y ductos ascendentes. (Rules for Submarine Pipeline Systems).
7.5
Kg
Kilogramos.
7.6
Km
Kilómetros.
7.7
lb
libras.
Diablo de desplazamiento positivo.
Dispositivo que se mueve a través de la tubería, por medio de una diferencia de presión. 6.9
Diablo de calibración.
Dispositivo que mide las variaciones del diámetro interno de la tubería el cual puede ser mecánico o electrónico.
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Prueba hidrostática.
Prueba mediante la cual se verifica la hermeticidad e integridad de las tuberías submarinas.
Supervisor.
Compañía o persona encargada de la supervisión en la construcción del proyecto completo ó de alguna de sus fases. Generalmente Pemex Exploración y Producción ejecutará la supervisión. 6.8
6.14
Presión de prueba.
de
Centímetros.
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7.8
NOM Norma Oficial Mexicana.
7.9
PEP Pemex Producción.
7.10
PH
7.11
pulg Pulgada.
7.12
RP
7.13
RTP Reglamento Petroleros.
7.14
UNT Unidad Técnica.
8.
Exploración
y
Prueba hidrostática.
Práctica recomendada. de de
Trabajos Normatividad
Materiales y equipo.
Los materiales y equipo que se utilizarán para la prueba hidrostática de las tuberías submarinas como son: tubería, mangueras, codos, bridas, válvulas, diablos, bombas, mangueras, compresores e instrumentos de medición y registro deben ser los apropiados y mantenerse en buenas condiciones de operación. Las bombas y compresores deben operarse en los rangos de operación recomendados por los fabricantes, o bien de acuerdo con lo especificado en el procedimiento de la prueba, aprobado por el supervisor. El contratista debe proporcionar el equipo y material necesario, para realizar la prueba hidrostática y medición interna final de la tubería.
9.
Procedimiento de la prueba.
El contratista debe proporcionar al supervisor para su aprobación, el procedimiento detallado de la P.H. Una vez aprobado el procedimiento no se permitirá cambios en el mismo, sin la previa autorización del supervisor. El procedimiento no debe conceptualizarse fuera de los lineamientos del Reglamento de Trabajos Petroleros.
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El procedimiento debe describir con detalle cada una de las fases del mismo. Además, debe contener información relacionada con el equipo, materiales, accesorios e instrumentos de lectura y registro necesarios para la realización de la P.H. no se permite ningún trabajo de soldadura, dragado, movimiento de la línea, otros después de la prueba. La prueba será efectuada en una sola sección o hasta donde indique la ingeniería o apruebe el supervisor. 9.1
Responsabilidad del contratista.
El contratista será responsable de las instalaciones necesarias durante la realización de la prueba. Las pruebas se harán en presencia del supervisor y de los que marca el R.T.P., con la aprobación de los axistentes. Al fina liza r las prueba s el contratist a deb e proporcionar al supervisor los registros de los datos y las gráficas de las mismas, todo debidamente rúbricado por el personal que se indica en el R.T.P. así como los que juzgue conveniente el supervisor.
10.
Medición interna final.
Ante s de iniciar la prueba hidrostática se correrán como mínimo dos diablos de capas herméticas, uno para purgar el aire de la tubería y otro de limpieza que remueva toda incrustación, oxido y polvos acumulados durante la construcción. Enseguida se debe inspeccionar la integridad de las tuberías pasando un diablo de calibración con su plato de medición. El diablo de limpieza y el de calibración, deberán mantener una separación de 1.6 km. (1 milla), cuando estén circulando por la tubería. El plato de medición, que va unido al diablo de calibración, debe tener un diámetro equivalente al 95% del diámetro interno de la tubería. El diablo de calibración debe registrar las dimensiones internas de la tubería.
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Si el plato de medición sufre deformaciones, después de pasar a través de la tubería, el contratista propondrá un método de inspección, con el cual se evalué la magnitud de las abolladuras y su localización, mismo que avalará el supervisor. El contratista, previa orden del supervisor debe corregir las deformaciones, ya sea reparando o reemplazando las partes dañadas de la tubería. Los diablos deben retirarse de las tuberías, antes de que se efectúe la prueba hidrostática.
11.
La presión de prueba es la presión mínima aplicada en el punto más elevado de la tubería, teniendo en cuenta que los esfuerzos circunferenciales durante la prueba no deben exceder el 90% de esfuerzo de fluencia mínima especificado de la tubería. Después de que la tubería a sido llenada con agua de prueba, debe someterse durante 24 horas a la presión de prueba. El nivel de referencia para esta presión, es el nivel del mar. La presión de prueba debe calcularse según la fórmula siguiente:
Equipo para llenado.
12.1
Una bomba de alto volumen, capaz de llenar las tuberías a razón de 1.6 km por hora aproximadamente.
b)
Un filtro que garantice obtención de agua limpia para la prueba.
c)
Una bomba de inyección para inhibidores de corrosión y otros productos químicos, sí estos fueran necesarios.
d)
Un medidor para el volumen de llenado.
e)
Y demás accesorios indispensables para la prueba.
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Equipo para la prueba de presión.
El contratista debe proporcionar el siguiente equipo para la prueba hidrostática. a)
Una bomba de velocidad variable de desplazamiento positivo, capaz de presurizar las líneas como mínimo, a la 2 presión de prueba más 7.04 kg/cm (100 2 lb/pulg ). Debe tener un volumen conocido por desplazamiento y un indicador de desplazamiento.
b)
Un manómetro de precisión tipo Bourdon de diámetro grande, capaz de medir la presión de prueba, así como los incrementos de presión requeridos para la prueba. El manómetro debe ser calibrado con el medidor de peso muerto.
c)
Un medidor de peso muerto certificado, capaz de medir incrementos de 0.0704 2 2 kg/cm (1.0 lb/pulg ).
d)
Un registrador gráfico de presión, capaz de registrar los incrementos de presión durante un período de 24 horas, este aparato debe calibrarse con respecto al manómetro de precisión.
e)
Un termómetro de registro gráfico, para medir temperaturas en las tuberías.
El contratista debe suministrar el siguiente equipo de llenado: a)
Presión de prueba.
Presión de prueba = 1.25 x Presión máxima de operación.
Llenado.
Una vez terminada la medición interna final, las tuberías deben llenarse con agua salada, para llevar a cabo la prueba hidrostática. El agua de prueba debe estar limpia y libre de materia en suspensión. Si el agua de prueba permanece más de 21 días dentro de la tubería el contratista debe inyectar un inhibido de corrosión y eliminador de oxigeno, disuelto en el agua. La cantidad de inhibidor aplicado debe estar de acuerdo a las instrucciones del fabricante, en caso de que la tubería se llene con agua sin inhibidor, ésta debe reemplazarse de agua con inhibidor con un plazo menor de 21 días. 11.1
12.
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f)
Un termómetro de registro gráfico, para medir temperatura ambiente en las tuberías.
g)
Accesorios múltiples o temporales que se requieran.
12.2 Forma de efectuar la prueba de presión. 12.2.1
Presurización.
El personal encargado de las pruebas, debe mantener un control absoluto de las operaciones para garantizar el éxito de las pruebas y evitar retardos o accidentes. El equipo o líneas que no se incluyan en la prueba hidrostática, se deben desconectar o aislar por medio de válvulas o bridas ciegas. Se le proporcionará presión a las líneas en forma constante y moderada. Cuando se tenga aproximadamente el 70% de la presión de prueba, se debe regular el gasto de la bomba para minimizar las variaciones de presión y garantizar incrementos no mayores de 0.0704 2 2 kg/cm x (10 lb/pulg ), los cuales deben leerse y registrarse. Se debe instalar un manómetro registrador, paralelo al medidor de peso muerto y debe checarse a intervalos regulares , con respecto a éste. El manómetro Bourdon aproximar las lecturas de deben registrarse. Las checarse periódicamente durante esta etapa. 12.2.2
debe usarse para presión y éstas no conexiones deben para evitar fugas
de inyección. Posteriormente procedemos, con los medidores de presión y temperatura, efectuando las gráficas en el tiempo real de la prueba. Si se va a mantener una presión de prueba por cierto tiempo y se considera que el líquido de prueba de la línea, sufrirá una expansión térmica, se deben tomar precauciones para evitar el exceso de presión. Se debe registrar la presión continuamente durante la prueba. Deben checarse los medidores de peso muerto al principio y al final de la prueba y por lo menos cada 4 horas mientras dura la misma. Se deben registrar los resultados de la prueba, con el peso muerto en la parte de atrás de la gráfica o en cualquier otra forma que se encuentre apropiada. En el caso de presentarse pérdidas de presión durante el período de 24 horas, que no se puedan atribuir a cambios de temperatura; en caso de duda de dichas variaciones, la prueba continuará por otras 24 horas. 12.2.3 Prueba para ductos ascendentes y curvas de expansión. La tubería de ductos ascendentes y las curvas de expansión (raiser y offset respectivamente), son conjuntamente sometidos a prueba hidrostática, cumpliendo los lineamientos indicados en el ASME B31.3, utilizando agua con inhibidor de corrosión. La presión de prueba es de 1.25 veces la presión máxima de trabajo, esta presión debe mantenerse por lo menos 4 horas. La prueba hidrostática del ducto ascendente y la curva de expansión, se realiza en los sitios de fabricación de los mismos.
Prueba de servicio.
Cuando se llega a la presión de prueba el bombeo debe detenerse y todas las válvulas y conexiones deben checarse para evitar fugas. Seguirá entonces, un período de observación durante el cual el personal encargado verificará que la presión requerida se mantenga y que junto con la temp eratura se estabilice. Desp ués de este período, debe desconectarse la bomba
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El supervisor tendrá acceso a los registros de datos y gráficas de las pruebas. Todas estas pruebas hidrostáticas se realizan en presencia del supervisor y con su aprobación. Después de terminadas las pruebas hidrostáticas satisfactoriamente la tubería
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ascendente y la curva de expansión deben ser drenadas. El agua es drenada con aire, hasta que el interior quede totalmente seco.
contratista debe hacer todas las conexiones necesarias para purgar el agua de prueba de las tuberías.
13.
14. Control de prueba.
Registro de prueba.
La presión y la temperatura de las tuberías para el período de 24 horas de prueba, deben registrarse continuamente por medio de instrumentos. Todos los datos y gráficas deben estar claramente marcados con la siguiente información: a)
Nombre de la compañía y su representante autorizado.
b)
Nombre del contratista de la prueba y su representante autorizado.
c)
Descripción de los sistemas de tuberías que son probados hidrostáticamente.
d)
Fecha y hora de la prueba.
e)
Presión y duración de la prueba.
f)
Medio de prueba usado.
g)
Explicación de cualquier discontinuidad de presión, que aparezca en cualquier gráfica.
h)
Firmas de las personas que marca el R.T.P. así como las que juzgue conveniente el supervisor.
Todos los registros permanentes pasan a ser propiedad de PEP. Los montajes fabricados por separado y que se conectarán a las tuberías, también deben probarse, a una presión igual, a la especificada para la tubería y mantenerse por un período mínimo de 24 horas. Todos los datos y gráficas deben ir marcados, de la misma manera que para la tubería. 13.1
Purgado.
Al fina liza r satisfa ctor iame nte las pruebas de las tuberías y una vez aprobadas éstas, el
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esfuerzos
durante
la
Se deben de probar hidrostáticamente las tuberías que operen con esfuerzo circunferencial mayor que el 20% del esfuerzo mínimo de fluencia del material, de acuerdo con ASME B31. 4. El esfu erzo circ unf erencial en la tubería durante la prueba hidrostática, no excederá el 90% del esfuerzo mínimo de fluencia.
15.
Supervisión de la prueba.
Es muy importante que durante la prueba hidrostática, se realice una supervisión rigurosa de cada una de las operaciones, con objeto de garantizar una buena calidad y confiabilidad del proyecto en construcción. El supervisor debe conocer detalladamente los planos, especificaciones, normas de diseño y construcción, requisición de materiales, procedimientos aprobados del contratista lo que manifiesta el R.T.P. y toda la información relacionada con el proyecto, con el fin de ejecutar sus funciones adecuadamente. El supervisor tiene el derecho de rechazar cualquier material dañado y cualquier actividad mal ejecutada, que no cumplan con las normas o especificaciones del proyecto. El contratista tiene la obligación de reponer los materiales dañados, además, reparar o realizar nuevamente las actividades mal ejecutadas, hasta que estas sean aceptadas por el supervisor. A cont inua ción se mencion an algu nas de las principales actividades que el supervisor debe desarrollar antes y durante las operaciones de la prueba hidrostática.
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15.1
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15.8
Reglamento de Trabajos Petroleros.
Verificar que se cumpla con el R.T.P. por lo tanto tener el acuse de recibo de la invitación a la prueba de funcionario de la Secretaría de Energía. 15.2
5.1
API RP 1111 Diseño, construcción, operación y mantenimiento de ductos que transportan hidrocaburos costa fuera. (Recommended practice for design, construction, operation and maintenance of offshore hydrocarbon pipeline).
5.2
ASME B31.3 Tubería de proceso. (Process Piping).
5.3
ASME B31.4 Sistema de transporte de hidrocarburos, líquidos y de otro tipo por ductos. (Pipeline transportation systems for liquid hidrocarbons and other liquids).
5.4
ASME B31.8 Distribución y transmisión de gas y sistemas de tuberías. (Gas Transmission Distribution and Piping Systems).
5.5
Norma Pemex 2.230.14.
5.6
DnV Reglas para diseño, construcción e inspección de tuberías submarinas y ductos ascendentes (retirado actualmente no hay remplazo).
5.7
R.T.P. Petroleros.
Registros.
El supervisor debe verificar constantemente que la presión y la temperatura se registren de acuerdo con el procedimiento aprobado. 15.7
Bibliografía.
Presión y temperatura.
El supervisor debe verificar constantemente la presión y temperatura durante la prueba hidrostática. 15.6
16.
Llenado.
El supervisor debe verificar que el llenado de las tuberías y la inyección de inhibidores de corrosión y de incrustación deben ser de acuerdo a la ficha técnica del fabricante, el producto debe contar con las características necesarias para trabajar con agua salada de mar y a su vez ser biodegradable y se efectúen de acuerdo con lo especificado en el procedimiento aprobado. 15.5
Se debe registrar en bitácora los eventos más importantes en cada uno de los frentes de trabajo, así como los acuerdos y decisiones establecidos entre contratista, supervisor, certificador, representante de la S.E. y todo aquel que este involucrado con la prueba.
Limpieza y medición interna.
El supervisor debe verificar antes de iniciar la prueba hidrostática de las tuberías, que a estas se les realizo la limpieza y la medición interna de acuerdo con el procedimiento aprobado. 15.4
El supervisor debe organizar adecuadamente la supervisión de los diferentes frentes de trabajo, con objeto de garantizar un control en la calidad de todas las operaciones efectuadas por el contratista.
Equipo y materiales.
El supervisor debe verificar el equipo y los materiales que se emplearán en la prueba, estos deben estar en buenas condiciones y deben corresponder a los descritos en el procedimiento aprobado. 15.3
Control de supervisión.
Purgado.
El supervisor debe verificar que el purgado del agua de prueba de las tuberías se efectúe de acuerdo con el procedimiento aprobado.
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Reglamento de Trabajos
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17. Concordancia internacionales.
P.6.0301.01:2000 UNT
con
normas
No aplica por no citarse en esta especificación ninguna norma nacional (NOM) o internacional.
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