TRABAJOS DE PRUEBAS HIDROSTATICAS
Rev.
Fecha
Descripción del Cambio
Revisado por Controlado por Aprobado por
Firmas de la revisión vigente
CONTROL DE EMISION Y CAMBIOS
COPIA NO CONTROLADA
COPIA CONTROLADA CONTROLADA
__________________________
Fecha:
Los Cambios en el documento están señalados con un Δ señalando la revisión vigente
Elaborado por:
Referencia:
1. OBJETIVO Establecer lineamientos específicos para verificar, detectar y corregir posibles defectos en los trabajos de soldadura de tuberías de acero y elementos sometidos a presión (accesorios, recipientes, etc.), como también posibles fugas en tuberías de acuerdo a ASME B31.3.
2. ALCANCE Este procedimiento resume los requisitos mínimos para la ejecución en terreno de la prueba hidrostática en elementos sometidos a presión, en este instructivo se aplicara al sistema de tuberías de Ø24" y sus componentes del proyecto RAW WATER SUPPLY UNE.
3. DEFINICIONES
Cloruros: Compuestos que contienen cloro, formando alguno de sus derivados que propician un ambiente corrosivo en un medio acuoso.
Componente: Elemento mecánico apropiado que forma parte de un sistema de tuberías y/o equipos de proceso que contienen fluidos a presión. Puede ser tubería, tubing, conexiones, bridas, empaques, espárragos, válvulas, juntas de expansión, juntas flexibles, trampas, filtros, instrumentos en línea y separadores.
Cliente: Organización o persona que recibe un producto y/o servicio brindado
Instructivos: Manera especificada de realizar una determinada actividad.
Inspección: Es la acción de examinar o verificar con atención las condiciones técnicas de la ejecución de la instalación de la línea de tubería.
Ensayos no destructivos (END): Es el que se realiza utilizando un método para verificar las condiciones mecánicas en que se encuentran las tuberías o equipos de proceso y servicios auxiliares sin ocasionarles daño alguno, puede usarse radiografía, ultrasonido, líquidos penetrantes o partículas magnéticas.
Presión de diseño (Pd): Es la presión a las condiciones más severas de presión y temperatura simultáneamente esperadas durante el servicio, en las que se demanda
el mayor espesor de pared y la especificación más estricta para el espesor de los componentes.
Presión de prueba hidrostática (Pph): Es la presión a la que se somete internamente a un recipiente o elementos sometidos a presión para efectos de prueba hidrostática
Presión de operación (Po): Es la presión medida en una tubería o equipo a las condiciones de operación normal del proceso, cuya magnitud debe ser inferior a la presión de trabajo máxima permisible.
Prueba hidrostática (Ph): Es la prueba de presión que se realiza a tuberías y equipos para verificar su hermeticidad, confirmar su integridad mecánica y avalar que estén en óptimas condiciones de operación.
Temperatura de prueba (Tp): Es la temperatura en la pared del recipiente o elemento sometido a presión, equipos o sus componentes a las condiciones normales de la prueba hidrostática.
Tubería: Arreglo de componentes para tubería que forman parte de una sección de proceso.
Recipiente o Elemento sometido a Presión: Para este caso se refiere a tanques a presión, líneas de tubería, tanques pulmón, spools, accesorios para líneas de tubería, etc.
4. REFERENCIAS A.S.M.E. Boiler and Pressure Vessel Code. Section VIII, Div.-1, Pressure Vessels ANSI/ASME Code for Pressure Piping ANSI/ASME 31.3 Chemical Plants and Petroleum Especificaciones del Cliente.
5. RESPONSABILIDADES
Gerente de Proyecto Brindar todos los recursos necesarios para implantar, implementar y aprobar esta instrucción; además de participar en el desarrollo del mismo. Mantendrá una coordinación permanente con campo para la correcta y oportuna ejecución de las actividades correspondientes.
Jefe de Terreno Responsable de la coordinación diaria con el superintendente de Tubería, Supervisor de Obra, Ingeniero de Calidad y el Ingeniero de Seguridad. Responsable de cumplir y hacer cumplir las normas de salud, seguridad y calidad establecidas.
Supervisor de Obras Responsable de una prueba correcta. Responsable de seguir la secuencia indicada en la instrucción y especificaciones de los planos del proyecto, para la identificación de peligros y evaluación de riesgos. Responsable de coordinar con el Ingeniero de Calidad los trabajos y medidas a tomar para cualquier actividad, responsable de coordinar y conseguir todos los equipos y materiales a usar dentro de la actividad a realizar.
Ingeniero de Calidad Responsable de inspeccionar la prueba hidrostática, haciendo cumplir con las normas y especificaciones estipuladas en calidad, tanto para los procesos constructivos como para los equipos usados durante la ejecución.
Ingeniero de Seguridad Responsable de instruir y capacitar al personal en cuanto a procedimientos seguros. Capataz. Es el responsable de ejecutar y cumplir el presente instructivo de forma tal que controle los riesgos potenciales evaluados para esta tarea. Reportará al Supervisor de Seguridad o Jefe o Ingeniero de Campo cualquier condición y acto sub estándar en el área de trabajo y colaborará en resolver las no conformidades al respecto.
Operario
Es la persona capacitada, responsable de la ejecución y manejo del equipo y del cumplimiento del presente instructivo dando a conocer los riesgos existentes en el área de trabajo a las personas asociadas a esta labor.
Ayudante Son los encargados de realizar labores de apoyo de acuerdo a lo especificado en el instructivo.
6. DESCRIPCIÓN Previo a la prueba hidrostática, se deben tomar las siguientes consideraciones: a. Los instrumentos de restricción de flujo, flujometros y los filtros no deben ser instalados o en su efecto deben ser removidos. Cuando es necesario, los instrumentos removidos deben ser remplazados por spools (tramos de tubería) temporales o bridas ciegas. b. Las válvulas dentro del sistema a ser probado deben estar en posición "abierta" y asegurar que la prueba incluye la empaquetadura en la prensa estopa del vástago de la válvula. c. Las válvulas de seguridad y/o alivio deben estar tapadas mediante la instalación de brida ciega, a la entrada de la válvula. d. Las válvulas de seguridad y/o alivio roscado deben ser removidas y remplazadas con tapas (cap). e. Las juntas con bridas, roscadas y todas las soldaduras que hayan sido o no verificadas con END deben estar descubiertas de aislamientos, pintura y cualquier otro material que pudiera enmascarar una fuga. f.
Los accesorios soldados a la tubería como ponchos de refuerzo, placas de desgaste y soportes de tuberías deben estar instalados antes de la prueba hidrostática.
g. Las juntas de la tubería deben estar completamente despejadas de cualquier objeto y con todos los soportes instalados.
7. EQUIPOS INSTRUMENTOS MATERIALES a. 04 manómetros 04" de glicerina, 0@1000 psi, conexión 1/4" NPT b. 01 equipo elevador de presión de 1000 psi (bomba manual, eléctrica, motobomba) c. 01 cisterna de 5500 Gal. d. 01 caja de registro (ITT barton) e. 06 válvulas de bola Ø1/2" NPT para 2000 psi f.
03 válvulas de bola Ø1" NPT para 2000 psi
g. 03 válvulas check Ø1/2" NPT para 2000 psi h. 02 termómetro de espiga Ø1/4" NPT i.
Niples de conexión de Ø1/2" NPT para instrumentos
8. LIMITES PARA LA PRUEBA Los extremos de la tubería que son usados para la instalación de instrumentos o equipos propios de la línea cuando esta esté en funcionamiento deben ser retirados o aislados. Esto requiere que el instrumento debe ser desconectado o removido temporalmente, luego programado su instalación para después de terminada la prueba hidrostática. Los equipos que no se prueban hidrostáticamente como bombas tanques recipientes deben estar efectivamente aislados de la prueba hidrostática.
9. CONSIDERACIONES PARA PRUEBA HIDROSTATICA EN TUBERÍAS SEGUN ASME La tubería o el sistema de tubería han sido diseñadas bajo especificaciones del Project N° C-560, el cual para líneas de tubería de agua de alta presión hace referencia al código ASME B31.3 para realizar pruebas hidrostáticas, por tanto se utilizarán los mismos criterios para la línea Ø24" soldada en proceso API y para los spools de PS1 y PS2. De acuerdo a lo anteriormente mencionado el código ASME B31.3 considera:
En el párrafo 345.9.1 que siempre y cuando todas las juntas soldadas se hayan inspeccionado al 100% con RT o UT se puede obviar la prueba hidrostática o neumática siempre y cuando sea aceptada por el cliente según párrafo 345.1 (c).
En párrafo 345.4.2 la presión de prueba hidrostática en cualquier punto del sistema de piping metálico debe ser superior a 1 ½ veces la presión de diseño.
En párrafo 345.7.2 antes o durante, la operación inicial, se debe aumentar gradualmente la presión hasta lograr la presión de prueba, manteniendo la presión suficiente tiempo en cada etapa, para uniformar las deformaciones de la tubería.
En párrafo 345.2.2. (a) en consideraciones generales de pruebas de hermeticidad considera mantener como mínimo 10 min el tiempo de presión de prueba mientras se inspeccionan las juntas soldadas y conexiones del sistema de tuberías.
Las Especificaciones de proyecto N° C-560 considera:
En la especificación JACOBS general de instalación de Tuberías 000-GC-P-009 en el punto 10.5 y 12.2 sobre inspección y pruebas, considera que la tubería debe ser hidrostáticamente probada manteniendo la presión de prueba como mínimo 30 minutos o lo necesario para inspeccionar las juntas soldadas.
En la especificación de memoria de cálculo de bombas y espesor de tuberías JACOBS 800-CS-P-700 considera los espesores de tubería y las presiones de prueba hidrostática para la estación de bombas 1 y 2 cuando se utilizan 3 bombas operando con un caudal de 1350 m3/h y 4 bombas operando con un caudal de 1598 m3/h a una temperatura de 20 °C.
En la especificación JACOBS de clases material para sistema de tubería 000-GD-P007 considera el material utilizado API 5L Gr X56 para trabajar en un rango de presión 2999 a 3200 kPa para temperatura desde -29 °C a 38 °C respectivamente.
10. FLUIDO El fluido de prueba aconsejable según especificación 000-GC-P-009 para líneas de oxigeno de alta presión deberá ser agua potable y para líneas de acero inoxidable esta no contendrá más de 50 PPM de cloruros; el código ASME B31.3-2008 contempla para la realización de prueba hidrostática en el punto 345.4.1 la utilización de agua como fluido de prueba en nuestro caso para la línea de tubería de Ø24" se utilizará la misma
agua que circulará en la línea la cual proviene de la planta KINGSMILL teniendo los cuidados necesarios en el llenado de la línea por posibles congelamientos del fluido.
11. PARAMETROS DE PRUEBA HIDROSTATICA: Presión de prueba La presión de prueba en el sistema de tuberías para los tramos será la siguiente: Presión de sistema de tuberías en estación de bombas 1
: 770.81 psi
Presión en línea de tubería de 24" desde Km 0+000 a 9+320
: 770.81 psi
Presión de sistema de tuberías en estación de bombas 2
: 779.95 psi
Presión en línea de tubería de 24" desde Km 9+320 a 15+809
: 779.95 psi
Nota: Estas presiones son tomadas en los puntos más bajos de cada tramo de tubería.
Temperatura de prueba La temperatura de prueba a utilizar estará en el rango de 0° hasta 30 °C no variando en más de +/-5 °C durante la prueba cuando la tubería este con el fluido de prueba, para evitar variaciones en la presión de prueba.
Tiempo de prueba El incremento de presión será progresivo hasta llegar a la presión de prueba y se mantendrá durante 01 hora como mínimo.
12. TECNICA -
La tubería a ser probada debe estar seca y libre de aceite, grasa, pintura u otro componente que pudiera enmascarar una fuga.
-
La superficie interna a ser probada debe estar limpia de escombros, materiales papeles, bolsas, madera, etc. que pudiera obstruir cualquier parte.
-
Todas las aperturas deben estar selladas usando tapones, bridas ciegas, cubiertas, etc. que pueden ser removidas después de ejecutada la prueba hidrostática.
-
Los instrumentos de medición se acondicionaran a una brida ciega en el punto más bajo y más alto del sistema de tuberías.
-
Durante el llenado de la línea de tubería los venteos deben permitir la salida de aire de la línea de tubería y evitar bolsas de aire durante la prueba que dificultarían la subida de presión una vez llenada la línea estos serán sellados con bridas ciegas.
-
La línea será llenada con anticipación mínima de 12 horas antes del incremento de presión de la prueba.
-
Una vez instalado los instrumentos, cargada la línea con el fluido de prueba se incrementará la presión en rangos de 25%, 50%, 75% y 100% la presión de prueba y se verificarán posibles disminuciones de presión por probables fugas en línea de tubería o conexiones de elementos de prueba.
-
Cuando se alcance la presión de prueba esta será mantenida de la siguiente forma: En las estaciones de bombeo PS1, PS2 y tuberías menores se considerará 01 hora. El tramo comprendido entre las progresivas 0+000@9+320 y 9+320@15+809 se evaluará por el intervalo de 02 horas. Para estos tramos largos se usará caja de registro (ITT barton) además de manómetros. Se considerarán variaciones mínimas de 5 psi.
-
Si existiera una disminución mayor de presión se verificara juntas soldadas y conexiones de elementos de prueba para descartar fugas de fluido.
-
En caso de encontrar fugas en cordones de soldadura, se tendrá que drenar la línea para facilitar la reparación y una vez finalizada esta se realizara nuevamente la prueba hidrostática; si la fuga existiera en conexiones de elementos de prueba se reducirá la presión para asegurar nuevamente las conexiones y se realizará nuevamente el incremento de presión hasta la presión de prueba.
-
En las uniones soldadas se inspeccionará de forma visual además de utilizarse solución jabonosa, para las juntas enterradas se realizó prueba UT al 100%.
-
Si la prueba es óptima después del tiempo establecido, se quitará la presión de la línea de tubería y posteriormente se realizará el drenado del fluido de prueba considerando la abertura de venteos para facilitar la descarga del fluido.
13. CONSIDERACIONES -
Se ejecutará la prueba hidrostática con las uniones expuestas a condiciones climáticas adversas como humedad y lluvia bajo la autorización del cliente, en estos casos la prueba será controlada y se dará por aprobada si transcurrido el tiempo acordado para la ejecución de esta prueba con el cliente no existe variación mayor a +/- 5 psi (34.5 kPa.) durante el tiempo de la prueba.
-
Los manómetros deben estar visibles al operador o inspector.
-
Todos los manómetros y registradores de presión a usarse deben ser calibrados y certificados para garantizar las lecturas de la prueba hidrostática.
-
Con un termómetro de espiga Ø1/4" NPT se cerciorará la temperatura del fluido al momento de realizar la prueba hidrostática a la tubería.
-
Se considera la toma de datos de: incremento de presión, presión de prueba, temperatura de fluido de prueba, hora de prueba y tiempo de duración de prueba como datos principales de la prueba hidrostática.
-
Se considerara como datos secundarios la toma de medidas de condiciones ambientales durante la prueba hidrostática.
14. CRITERIO DE ACEPTACIÓN El criterio de aceptación para la prueba hidrostática se rige por lo previsto en las especificaciones contractuales del cliente. La tolerancia de prueba se define como la cantidad de agua que debe ser surtida (agua de reemplazo) en cualquier tubería instalada o sección con válvulas, para mantener la presión dentro de una variación de (5 psi) 34,5 kPa, de la presión de prueba especificada después de que el aire ha sido expulsado y la tubería ha sido llenada con agua. La tolerancia de prueba no se mide por una baja en la presión en una sección de prueba en un período de tiempo. Ninguna instalación de tubería debe ser aceptada si la cantidad de agua de remplazo es mayor que la determinada usando la siguiente fórmula:
T = Tolerancia de prueba, (L/h) L = longitud del tubo probado (m) D = diámetro nominal del tubo (mm) P = promedio de presión de prueba (kPa)
-
El resultado de la prueba ya sea satisfactoria o no se registra. En caso que la prueba no sea aceptada esta se repite después de la reparación, considerando los parámetros mínimos de este instructivo.
15. ANEXOS -
Diagrama de pruebas
-
Plan de inspección de ensayos
-
Welding map de línea de tubería
-
Análisis de agua de la planta Kingsmill
-
Registro de prueba hidrostática
