FUNDAMENTOS DE DE TRANSPORTE TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS DE HIDROCARBUROS
PRESENTADO POR: MGR. ING. MAURICIO MAURICIO AL ALV VARADO F.
ABRIL, 2015
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Matriz de Energía Primaria en el Mundo “Más del 55% de la fuente de energía primaria consumida en el mundo depende del petróleo o el gas natural ” “El 57% del petróleo crudo consumido es importado por los países que consumen. ”
“El 30% del gas natural consumido es importado por los países que consumen. ”
OBS: (1 Mtoe = 11630 GWh = 4,1868 x 10 4 TJ)
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Tipos de Sistemas de Transporte Transporte
Sis Sistema tema de Trans ranspo port rte e por por duct ductos os Aprovi Apro visi sion onam amie ient nto o se segu guro ro,, ec econ onom omic icam amen ente te co comp mpet etit itiv ivo o en lí líqu quid idos os y ga gase ses, s, el más má s ut utiili liza zado do en la in indú dús str tria ia de hi hidr droc ocar arbu buro ros s y ba bajja pr prob obab abiili lida dad d de pé pérrdi dida das s.
Sist Sistem ema a de Trans ranspo port rte e por por cami camion ones es cist cister erna nas. s. Probab Prob able le in inte terrmi mite tenc ncia ia en el apr prov ovis isio iona nami mie ent nto, o, co comp mpe eti titi tiv vo en el tr tra ans nspo port rte e de líqu lí quid idos os y gr gran an pr prop opa abi bili lida dad d de pé pérd rdid ida as.
Sis Sistema tema de Trans ranspo port rte e por por línea ínea férr férre ea. Aprovis Aprov isio iona nami mien ento to se segu guro ro,, ne nece cesi sida dad d de gr gran ande des s un unid idad ades es de al alma mace cena nami mien ento to,, comp co mpe eti titi tivo vo en el tr tran ans spo porrte de lí líqu quid idos os y gr gran an pr prob oba abi bili lida dad d de pé pérrdi dida das s.
Sist Sistem ema a de Trans ranspo port rte e Marí Maríti timo mo Aprovis Aprov isio iona nami mien ento to se segu guro ro,, ne nece cesi sida dad d de gr gran ande des s un unid idad ades es de al alma mace cena nami mien ento to,, competi titi tiv vo a dista tan ncias muy largas para líquidos y ga gas ses, gran probabilidad de pérdidas.
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Límites de Competitividad del transporte por Ducto del Gas Natural
3540
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Sistema de Transporte en Bolivia
Red Nacional de Gasoductos
Red Nacional de Oleoductos
Red Nacional de Poliductos
Red Troncal 4167 km
Red Troncal 2383 km
Red Troncal 1512 km
GASODUCTO AL ALTIPLANO (GAA)
1 MMscf = 0,28317 MMm3N
GASODUCTOS YABOG Y GASYRG
GASODUCTOS DEL NORTE
GASODUCTOS SUR / CENTRO-OESTE
GASODUCTOS DEL SUR
1 Mbpd = 0,158987 Mcmd
OLEODUCTOS DEL NORTE
POLIDUCTO DEL SUR
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Fases de Construcción de Ductos •
APERTURA DE SENDA
•
DESFILE DE DUCTOS
•
EXCAVACION DE ZANJA
•
SOLDADURA DE JUNTAS
•
RADIOGRAFIADO
•
REVESTIMIENTO DE JUNTAS
•
ENTIERRO DE DUCTOS
•
LIMPIEZA Y CALIBRADO
•
PRUEBA HIDRAULICA
•
SECADO DE DUCTOS
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Normas Utilizadas en Transporte •
ASME 31.4 Sistemas de transporte de líquidos.
•
ASME 31.8 Sistemas de transporte de gas.
•
ANSI Código para gas combustible.
•
API 5L Código para tuberías de línea.
•
ASTM Código para tuberías de planta y otros.
•
AWS, API 1104.
•
NFPA Normas de protección contra fuego.
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Apertura de Senda Cumplir con las regulaciones medio ambientales. •
Tener una política medio ambiental. •
Tener plan de manejo ambiental. •
Realizar evaluación de impactos ambientales. •
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Ancho de Senda D(in)
Ancho (m)
2a4
10
6a8
13
10
15
12
16
14
17
16 y +
30
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Desfile de Ductos
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Soldadura de Ductos
NORMAS: AWS D1.1
ESTRUCTURAS METALICAS
ANSI 31.4 OLEODUCTOS API 1104 GASODUCTOS API 650 y ASME IX TANQUES DE ALMACENAMIENTO ANSI 31.1, B31.3 y ASME IX TUBULACIONES ASME VIII Div. 1 y Div. 2 ASME IX VASOS BAJO PRESION *ANSI : AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Soldadura de Ductos
La ejecución de soldaduras se la realiza según la norma API 1104 ( Instituto Americano del Petróleo) •
AWS o Tomando los lineamientos de la ASME •
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Soldadura de Ductos
La ejecución de soldaduras se la realiza según la norma API 1104 ( Instituto Americano del Petróleo) •
AWS o Tomando los lineamientos de la ASME •
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Verificación de Integridad de Ductos •
DESTRUCTIVOS 1. 2. 3. 4.
•
DUREZA TRACCION DOBLADO GUIADO RESISTENCIA
NO DESTRUCTIVOS 1. 2. 3. 4. 5. 6.
ULTRASONIDOS CORRIENTES INDUCIDAS PARTICULAS MAGNETICAS TERMOGRAFIA RADIOGRAFIA Y GAMMAGRAFIA LIQUIDOS PENETRANTES
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Ensayo de Ductos •
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS El propósito de estos ensayos es detectar discontinuidades superficiales e internas en materiales, soldaduras, componentes e partes fabricadas. Los ensayos son realizados bajo procedimientos escritos, que atienden a los requisitos de las principales normas o códigos de fabricación, tales como el ASME, ASTM, API y el AWS entre otros.
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Revestimiento de Juntas
Pintura epoxica
•
Revestimientos para Juntas con Camisas termocontraibles •
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Excavación de Sanja •
Clasificación y evaluación del tipo de suelo. 1. Suelo tipo A ( arcilla, arena). 2. Suelo tipo B (pedregoso). 3. Suelo tipo C ( rocoso).
•
Evaluar si el sector a enterrar es normal o especial.
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Entierro de Ductos •
Entierro de ducto, con protección de pintura epóxica, de línea regular ᴓ
H
•
Clase 1
24¨
12¨
•
Clase 2
30¨
18¨
•
Clase 3 y 4 30¨
24¨
•
Cruces
24¨
36¨
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Limpieza y Calibrado •
•
Limpieza El objetivo es sacar toda los desperdicios o basura dejada durante la construcción. Calibrado Verificar la cilindridad del ducto ( 95%*Di)
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Limpieza de Ductos
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Prueba Hidrostática El objetivo de dichas pruebas es verificar que la tubería cumple con las especificaciones establecidas de resistencia mecánica y que no exista fuga en la soldadura longitudinal o circunferencial y que represente peligro para el publico usuario y las instalaciones. •
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Red de Transporte y Distribución de Gas Gasoducto en acero negro P = 40 a 110 Bar
Red primaria en acero negro Pmax=40 Bar
Acometida a red primaria
Estación de Despacho Tratamiendo de crudo
Regulador Distrital (baja la presión a 4 Bar)
Puente de regulación industrial Industria
Viviendas unifamiliares
Red secundaria Tubo de Polietileno P=4 Bar
Vivienda Colectiva y Local comercial
19 mbar
19 mbar Extracción
4 Bar
Válvula zonal Válvula zonal
Acometida a red secundaria
4 Bar
Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos Factores que Influyen en el Diseño de Líneas
Propiedades
de los fluidos Condiciones de diseño Capacidades de aprovisionamiento y demanda, y localización de ambos. Códigos y estándares Ruta, topografía y vías de acceso Impacto medioambiental
Económicos Impacto
hidrológico Impacto sísmico y volcánico Material Construcción Operación Protección Integridad a largo plazo
Propiedades de Transporte de Fluidos Propiedades y Tipos de Sistemas de Transporte
Líneas de transporte de agua líquida.
Línea de transporte de vapor sobrecalentado.
Líneas de transporte de crudo o condesado y derivados.
Líneas de transporte de parafinas.
Líneas de transporte de aceite base.
Líneas de transporte de fluidos refrigerantes.
Líneas de transporte de aire comprimido.
Líneas de transporte de gas natural, gas de refinería, gas de procesos y equipos.
Líneas aereas y enterradas.
Etc.
Fluidos en fase líquida y gaseosa.
Distintos tipos de material de tubo.
Distintas velocidades de flujo
Distintas presiones de trabajo
Distintos grados de corrosión
Distintos niveles de temperatura
Líneas aéreas y enterradas
Transportan substancias puras y mezclas.
Propiedades de Transporte de Fluidos
Densidad del fluido ( ) y Gravedad Específica (G)
Viscosidad absoluta ( )
Efecto de la Presión (P) y Temperatura (T)
Calor específico (cp y cv)
Conductividad térmica (k)
Definen el régimen de flujo (laminar, turbulento, etc).
Definen la caída de presión ( P).
Definen el calentamiento o enfriamiento del producto ( T).
Definen la capacidad de transporte del ducto ( el caudal Q).
Afectan en las longitudes de transporte (L).
Definen el diámetro (D), espesor de material (t) y material del tubo.
Influyen en los niveles de corrosión por erosión
Definen el tipo de inhibidor de corrosión a utilizar.
Cap.1 – Elementos de Diseño de Líneas de Transporte de Fluidos
Efectos del Medio Ambiente
DUCTOS ENTERRADOS Temperatura del suelo Conductividad del suelo Densidad del suelo Calor específico del suelo Profundidad de entierro de ducto
•
•
•
•
•
DUCTOS AEREOS * Temperatura * Velocidad del aire externo * Estabilidad del suelo * Lluvia y nieve * Cargas externas de soporte
Códigos y Normas de Diseño ASME Sección VIII Div. 1
AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS. Boiler and pressure vessel code, Section VIII, pressure Vessels, Divition 1. ( Código de calderas y recipientes a presión, Sección VIII, División 1)
ASME B 31.1
Construcción de tuberías de agua y vapor
ASME B 31.3
Construcción de tuberías de aire en estaciones
ASME B 31G ( NG18)
Reparación de tubería corroida
ASME/ANSI B 16.21
Empaquetaduras planas no metálicas para bridas.
ASME B 31.3
Sistemas de tuberia para Gas Natural Licuado
API 6D
AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Specifications for pipeline valves, end closures connectors and swivels. ( Válvulas en ductos, conectores y eslabones giratorios de cubiertas de extremos )
API 5L
AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Specifications for linepipe API 5L
API RP 5L 1
Practica recomendada para el transporte ferroviario de tubería de línea
API RP 5L 5
Practica recomendada para el transporte marítimo de tubería de línea
API RP 5L 6
Practica recomendada para el transporte de tubería de línea en zonas anegadas
API RP 1102
Practica recomendada para el cruce de carreteras y ferrocarriles para oleoductos
API 610
Bombas centrífugas
API 619
Compresores rotatorios
API 618
Compresores reciprocantes
API 616
Turbina a gas
API 1104
Soldadura
API 617 - PTC 22
Compresores centrífugos
API 1110
Test hidráulico para tuberías que transportan hidrocarburos líquidos
