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 MANUAL DE INSPECCION VOLUMEN 6 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION

PDVSA N

°

PI–08–07–01

1

MAR.95

0

AGO.86

REV.

FECHA

TITULO

VALVULAS DE SEGURIDAD, SEGURIDAD–ALIVIO Y ALIVIO

13

APROBADA

13 DESCRIPCION FECHA AGO.86

APROB.

 PDVSA,

1983

PAG. APROB.

REV.

APROB. APROB. FECHA AGO.86

ESPECIALISTAS

PROCEDIMIENTO DE INSPECCION



VALVULAS DE SEGURIDAD, SEGURIDAD –ALIVIO Y ALIVIO

PDVSA PI –08 –07 –01 REVISION

FECHA

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Indice 1 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

2 DEFINICIONES Y MATERIALES DE FABRICACION . . . . . . . . . . .

2

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Válvulas de Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Válvulas de Seguridad–Alivio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Válvulas de Alivio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Materiales de Fabricación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 2 2 3 3

3 CERTIFICADO DE CALIDAD DEL FABRICANTE . . . . . . . . . . . . . .

3

4 INSTRUMENTOS Y DOCUMENTOS PARA LA INSPECCION . . .

3

4.1 4.2

Instrumentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Documentos de Referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 4

5 MUESTREO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

6 INSPECCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

6.1 6.2 6.3 6.4

Verificación de la Placa de Identificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inspección de los Materiales de Fabricación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Examen de la Superficie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inspección Dimensional / Roscas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 PRUEBAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 7.2

5 5 5 5

6

Pruebas de Presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pruebas Opcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 6

8 MARCAS DE IDENTIFICACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

8.1 8.2

Identificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rotulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 7

9 BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8


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ALCANCE Esta sección cubre la inspecci ón de válvulas de seguridad, v álvulas de seguridad – alivio y válvulas de alivio sea en la planta del fabricante o al momento de su recepci ón en la filial respectiva.

2

DEFINICIONES Y MATERIALES DE FABRICACION Las válvulas de seguridad, seguridad – alivio y de alivio son usadas para evitar la sobrepresi ón en los equipos. Estas v álvulas son generalmente ordenadas seg ún los requerimientos establecidos en las normas siguientes: – API 526 “Flanged steel safety refief valves for use in petroleum refineries ”. – API 527 “Commercial seat tightness of safety refief valves with metal – to – metal seats”. – “Boiler and pressure vessel code ” – Sección I del código ASME – Sección VIII, divisi ón I del c ódigo ASME.

A continuación se presentan las definiciones correspondientes a las v álvulas objeto de este procedimiento.

2.1

Válvulas de Seguridad Una válvula de seguridad es un dispositivo autom ático de descarga de presi ón accionado por la presi ón estática aguas arriba de la v álvula. Est á caracterizada por su r ápida apertura o acci ón de disparo. En la industria petrolera y en la industria qu ímica estas válvulas son usadas para vapor o aire.

2.2

Válvulas de Seguridad–Alivio Una válvula de seguridad – alivio es un dispositivo autom ático de descarga de presión adecuado para ser utilizado sea como v álvula de seguridad o como válvula de alivio dependiendo de la aplicaci ón. En la industria petrolera y en la industria qu ímica es normalmente usada para servicios de gas, vapor o de l íquido.

2.3

Válvulas de Alivio Una válvula de alivio es un dispositivo autom ático de descarga de presi ón, accionado por la presi ón estática aguas arriba de la v álvula, la cual se abre en proporci ón al incremento de presi ón y es utilizada principalmente para l íquidos.


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Clasificació n Las válvulas de seguridad – alivio son clasificadas en: – Convencionales – Balanceadas Esta clasificaci ón depende de la construcci ón de la válvula. El tipo seleccionado es función de la presión en el lado de la descarga que sea impuesta a la v álvula para las condiciones de servicio.

La presión en el lado de la descarga afecta la presi ón de apertura de una v álvula “Convencional ” pero tiene un efecto m ínimo sobre una v álvula “Balanceada ”. Las figuras 2.1 a 2.4 ilustran algunos de los tipos de v álvulas de seguridad – alivio existentes. Referencia Bibliogr áfica (1)

2.5

Materiales de Fabricaci ón Los materiales para la fabricaci ón de estas v álvulas ser án los definidos en la Orden de Compra.

3

CERTIFICADO DE CALIDAD DEL FABRICANTE El certificado de calidad de la v álvula contendr á los resultados siguientes, seg ún se especifique en la Orden de Compra. – – – – – – – – – – –

4

Prueba de presi ón de calibraci ón Prueba de fuga en los asientos Examen visual y verificaci ón dimensional Prueba de impacto a temperatura < – 20 F Prueba de dureza en “Source Service ” Prueba de part ículas magnéticas, líquidos penetrantes, radiogr áfica o ultrasonido Certificado de tratamiento t érmico para materiales templados y revenidos Registro de calificaci ón del proceso de soldadura y sus especificaciones Registros de calificaci ón de los soldadores para soldar y reparar defectos Prueba de ruido en la descarga Composici ón química y caracter ísticas mecánicas de los materiales utilizados en la fabricaci ón de la v álvula de acuerdo a la Norma ASTM aplicable. 

INSTRUMENTOS Y DOCUMENTOS PARA LA INSPECCION

4.1

Instrumentos – Banco de pruebas de presi ón hidrostática (mangueras, conexiones, manómetros calibradores, etc.).


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– Cronómetro para determinar duraci ón de prueba hidrost ática. – Vernier calibrado, pas ímetro, altímetro, conicímetro, calibres, etc., para verificaci ón de roscas y verificaci ón dimensional. – Equipo para prueba de impacto. – Equipo de medici ón de espesor de pared por ultrasonido. – Equipo de inspecci ón con part ículas magnéticas. – Líquidos penetrantes. – Equipo para ensayos radiogr áficos.

4.2

Documentos de Referencia – Norma API 526 “Flanged Steel Safety – “Relief Valves ” tercera edici ón febrero 1985. – Norma API 527 “Commercial Seat Tighness of Safety Relief Valves with Metal to Metal Seats ” segunda edici ón enero 1984. – Código ASME “Boiler and Pressure Vessel ” .– Norma MSS SP 25 “Sistemas de Marcaci ón para Válvulas, Accesorios, Bridas y Uniones ”. – Normas ASTM aplicables a los materiales usados en la fabricaci ón. – Orden de Compra. – Capítulo 2 de este Manual sobre ensayos no destructivos. – ANSI B31.3 Cap ítulo 3 – Requerimientos para prueba de impacto.

5

MUESTREO Todas las válvulas ser án sometidas a inspecci ón (100%) en lo relacionado a inspecci ón visual y pruebas de presi ón.

6

INSPECCION A menos que la prueba de impacto o de ensayos no destructivos sea requerida en la orden de compra, las v álvulas de alivio son normalmente inspeccionadas después que han sido ensambladas. Sin embargo, si la prueba de impacto o de ensayos no destructivas es requerida, estas pruebas deben ser realizadas antes de que la v álvula sea ensamblada (ver secci ón 7). La inspecci ón de una v álvula ensamblada incluye los pasos presentados a continuaci ón: – – – –

Verificación de la placa de identificaci ón. Revisi ón de los materiales de construcci ón. Examen de la superficie. Inspecci ón de las dimensiones y roscas.


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– Presenciar las pruebas correspondientes. (Estas son discutidas en la secci ón 7).

6.1

Verificació n de la Placa de Identificaci ón La placa de identificaci ón debe estar de acuerdo con la secci ón 8.2. Los requerimientos de la orden de compra se revisar án a fin de verificar si est án de acuerdo con la placa de identificaci ón.

6.2

Inspecció n de los Materiales de Fabricaci ón Los materiales utilizados en la v álvula deben ser verificados durante el examen de la superficie. La norma API 526 no permite el uso de hierro o hierro d úctil en el cuerpo de la válvula. Estos materiales, sin embargo, pueden ser usados para v álvulas en servicio de vapor de acuerdo a las limitaciones establecidas en el c ódigo ASME. El hierro fundido no se permite en las boquillas y discos en cumplimiento con el código ASME secci ón I y VII, Div. 1. Los resultados de las pruebas qu ímicas y físicas deben ser obtenidos para todos los aceros y aleaciones fundidas utilizados en la manufactura de las v álvulas inspeccionadas y confrontados con el n úmero de colada que presente la v álvula. Si los análisis no están disponibles para la guarnici ón, el fabricante deber á hacer un certificado con el grado y tipo de material utilizado. Si en la orden de compra se indica servicio de H 20 o se prohibe el uso de aceros con aditivos para f ácil maquinado, ésto debe alertar al inspector para verificar si los materiales empleados son los adecuados. Para inspecciones donde se requiera prueba de impacto o ensayos destructivos opcionales, ver secci ón 7.

6.3

Examen de la Superficie La calidad superficial en las piezas fundidas debe estar de acuerdo con los criterios de aceptaci ón establecidos en la norma MSS SP 55.

6.4

Inspecció n Dimensional / Roscas La inspecci ón dimensional debe hacerse simult áneamente con la inspecci ón de la superficie. El inspector deber á medir el espesor del cuerpo de la v álvula contra los dise ños del fabricante. Si la v álvula está ensamblada, la medici ón de espesor puede ser hecha por ultrasonido. Por otra parte, las roscas deben ser revisadas.


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PRUEBAS Pruebas de Presi ó n

7.1

Las pruebas obligatorias a realizar son las siguientes: – Presión de calibraci ón (set pressure) – Fuga en los asientos

Presión de calibraci ón (set pressure)

7.1.1

Toda válvula de seguridad, de seguridad – alivio y de alivio deber á ser ajustada de acuerdo a lo establecido en el c ódigo ASME “Boiler and Pressure Vessel” o según se acuerde entre el comprador y el fabricante. La presión de calibraci ón en válvulas de alivio o de seguridad – alivio en servicio de líquido, es la presi ón a la cual la v álvula comienza a descargar bajo las condiciones de trabajo. En v álvulas de seguridad o de seguridad – alivio en servicio de vapor, es la presi ón a la cual la v álvula se dispara bajo las condiciones de trabajo. La presión de calibraci ón o de alivio debe ser verificada varias veces. El procedimiento de prueba var ía de acuerdo con la f ábrica, usualmente un operador determina la presi ón de alivio mirando un man ómetro y anotando la presión a la cual la v álvula abre o alivia y la presi ón a la cual la v álvula cierra de nuevo. 7.1.2

Fuga en los asientos Toda válvula de seguridad, de seguridad – alivio y de alivio deber á ser sometidas a la prueba de fuga en los asientos seg ún se acuerde entre el comprador y el fabricante.

7.2

Pruebas Opcionales A continuación se detallan algunos procedimientos opcionales de inspecci ón que se realizarán cuando así se exija en la Orden de Compra, donde se establecer án los niveles de aceptaci ón o rechazo.

7.2.1 a.

Ensayos no destructivos Radiograf ía Las condiciones de servicio normalmente determinan si los ensayos no destructivos son necesarios. En la orden de compra se debe indicar si estas pruebas se van a realizar se ñalando el tipo de prueba, n úmero de pruebas, criterios de aceptaci ón para cualquier m étodo utilizado. (Se propone para examen radiogr áfico la norma MSS – SP – 54). Este tipo de ensayo no debe ser hecho sobre una v álvula ensamblada.


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Cuando se especifique inspecci ón radiográfica del cuerpo de la v álvula, se debe tener el cuidado de radiografiar ciertas áreas críticas, como se muestra en la Fig. 7.1. El bonete y otras partes cil índricas también deben ser radiografiadas. Normalmente, no es necesario radiografiar las áreas de cierre de las bridas, sin embargo, si se presenta goteo en la prueba de fuga, o la prueba de l íquidos penetrantes o part ículas magnéticas indican defectos, una radiograf ía debe ser realizada. Si el cuerpo de la v álvula es ensamblado utilizando soldaduras, la calidad de las mismas debe ser verificada por inspecci ón radiográfica. b.

Partículas magnéticas Estas pruebas tienen como finalidad encontrar defectos en la superficie. Este tipo de ensayo debe ser presenciado por el inspector. Las partículas magnéticas pueden localizar algunas veces defectos cercanos a la superficie. Se propone la norma MSS – SP – 53 para el examen con part ículas magnéticas. Otros métodos pudieran ser aplicables si se especifican en la Orden de Compra.

7.2.2

Prueba de impacto Las válvulas para servicio a temperaturas m ás bajas que – 20 F (29 C) requieren prueba de impacto de acuerdo con el cap ítulo III ANSI B 31.3. 



Los componentes de la v álvula que requieren esta prueba son: – El cuerpo, si el cuerpo de la v álvula tiene piezas soldadas. El procedimiento de soldadura debe ser calificado para prueba de impacto. – El bonete, la tapa y los fuelles. – “Bolting”. En la orden de compra se establecer á la temperatura requerida para realizar esta prueba y el valor m ínimo de energía de impacto absorbida.

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MARCAS DE IDENTIFICACION

8.1

Identificació n La identificaci ón se har á de acuerdo a las normas MSS SP 25.

8.2

Rotulació n Las válvulas deberán estar provistas de una placa de identificaci ón hecha de un material resistente a la corrosi ón, ubicada en el cuerpo o en el bonete con la siguiente informaci ón: – Nombre del fabricante y/o marca registrada – Tamaño


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– Tipo, estilo, modelo – Tamaño orificio – Capacidad (lb/h vapor saturado, galones U.S./minuto agua a 70 F, ft3 /minuto aire) – Número de serial o n úmero de orden de compra – Presión lado descarga (Back pressure) – Presión de ajuste (lb/pulg 2) 

Referencia Bibliogr áfica (2)

9

BIBLIOGRAFIA 1.

API 520 “Recommended Practice for Design and Installation of Pressure – Relieving Systems in Refineries ” Part I Design 4 Edici ón, diciembre 1976.

2.

API 526 “Flanged Steel Safety – Relief Valves ” 3 Edición, febrero 1984.

3.

API 527 “Commercial Seat Tightness of Safety Relief Valve with Metal to Metal Sets” Segunda Edici ón, enero 1978.

4.

Exxon Engineering Inspection Manual “Pressure Relief Valves ” julio 1974.


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FIG. 2.1 VALVULA DE SEGURIDAD – ALIVIO CONVENCIONAL

1. Válvula de seguridad alivio convencional, con un anillo para control de la diferencia de presi ón entre presión de ajuste y la presión de cierre de válvula (Blowdown). 2. Válvula de seguridad alivio convencional, con dos anillos para control de la diferencia de presión entre la presión de ajuste y la presión de cierre de la válvula (Blowdown).


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FIG. 2.2 VALVULA DE SEGURIDAD – ALIVIO CON SELLO ‘‘O” RING


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FIG. 2.3 VALVULA DE SEGURIDAD ALIVIO

1. Detalle de fuelles: válvulas de seguridad – alivio balanceada. 2. Detalle de fuelles: válvula de seguridad – alivio no balanceada. 3. Típico sellos “O” ring en los asientos de válvula de seguridad – alivio.

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FIG. 2.4 OTROS TIPOS DE VALVULAS

1. Alta presión, válvula “operada con piloto”. 2. Baja presión, válvula “operada con piloto”, tipo diafragma.

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FIG. 7.1 AREAS CRITICAS EN VALVULAS DE ALIVIO PARA INSPECCION RADIOGRAFICA

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