DG GPASI IT 0400 Prueba Hidrostatica

PEMEX-REFINACIÓNGERENCIA DE PROTECCIÓNAMBIENTAL Y SEGURIDAD

INDUSTRIAL

DOCUMENTO NORMATIVO

PROCEDIMIENTO PARAEFECTUAR LAS PRUEBAS

HIDROSTATICAS A TUBERIASY EQUIPOS DE LAS

INSTALACIONESDEPENDIENTES DE PEMEX

REFINACION.

No. de documento:

DG-GPASI-IT-0400

Rev. 1

H O J A D E A U T O R I Z A C I Ó N

P R O P O N E N :

MÉXICO, D.F. A 30 DE DICIEMBRE DE 1996


INDUSTRIAL

DOCUMENTO NORMATIVO

FECHA: FEBRERO / 1996

PROCEDIMIENTO PARA EFECTUAR

LAS PRUEBAS HIDROSTATICAS A

TUBERIAS Y EQUIPOS DE LAS

INSTALACIONES DEPENDIENTES

DE PEMEX REFINACION.

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Hoja 1 de 16

Í n d i c e

T e m a p á g i n a

1. Objetivo. ............................................................................................ 2

2. Alcance. ............................................................................................. 2

3. Ambito de aplicación. ......................................................................... 2

4. Definiciones y conceptos. .................................................................. 3

5. Periodicidad y presiones de prueba. .................................................. 8

6. Modo de efectuar la prueba. ............................................................ 12

7. Responsabilidades........................................................................... 14


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1. Objetivo.

1.1. Uniformar los criterios para establecer la periodicidad con que deben

efectuarse las pruebas hidrostáticas a tuberías y equipos, así como

establecer los valores de presión de prueba correspondientes.

2. Alcance.

2.1. Este procedimiento tiene aplicación general a: tuberías y equipos que

manejan hidrocarburos, productos químicos o petroquímicos en las plantas

de proceso y tuberías de proceso en general así como las correspondientes

a servicios auxiliares y áreas de almacenamiento, comprendiendo: tubería,

cambiadores de calor, recipientes sujetos a presión y calentadores a fuego

directo.

2.2. Para casos especiales como son: diseños particulares de equipos no

comunes, el empleo de códigos distintos al ASME o ANSI, la utilización de

fluidos diferentes al agua, presiones de operación muy bajas y algunos otros

en los cuales no sería aplicable este procedimiento, se debe observar lo

establecido por el diseñador o fabricante, así como los códigos o

especificaciones que correspondan para llevar a cabo las pruebas.

2.3. Este procedimiento no cubre la prueba hidrostática a las calderas de

potencia la cual está contemplada en el procedimiento SP-GPASI-IT-0401.

3. Ambito de Aplicación.

Este procedimiento es de aplicación general y obligatoria en las instalaciones de

PEMEX REFINACION, con excepción de los sistemas de ductos de transporte.


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4. Definiciones y conceptos.

4.1. Prueba hidrostática. Es una prueba de presión en la que el componente a

probar se llena completamente con agua u otro líquido, se presiona si se

requiere durante un tiempo determinado y se inspecciona por su exterior

para verificar su integridad mecánica y su hermeticidad.

4.2. Presión de Diseño (Pd). Es la presión en las condiciones más severas de

presión y temperatura coincidentes esperadas durante el servicio y en las

que resulta el mayor espesor de pared y el más alto libraje de los

componentes.

Para estas condiciones y para la prueba hidrostática debe tomarse en

cuenta la diferencia máxima en presión, entre el interior y el exterior del

componente o entre cámaras adyacentes para equipos combinados, de

acuerdo con lo dispuesto por los apartados UG-98 y UG-99 del Código

ASME, Sección VIII División 1.

4.3. Presión de Operación (Po). Es la presión medida en el punto más alto, a la

que opera normalmente un equipo o tubería. Esta no debe exceder la

presión de trabajo máxima permisible y debe estar convenientemente abajo

del punto de ajuste de los dispositivos de relevo de presión, para evitar que

actúen frecuentemente.

4.4. Presión de Prueba Hidrostática (Pph). Es la presión a la que se somete un

equipo o tubería internamente para efecto de prueba hidrostática. Debe ser,

en cualquier punto del equipo o tubería, no menor al valor determinado

conforme a lo dispuesto en los apartados 4.4.1 y 4.4.2, según sea el caso.


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Cuando se tienen situaciones especiales como; sistemas tubería - recipiente

sin bloqueo intermedio o equipos con más de una cámara independiente

operando a las mismas o a diferentes temperaturas y presiones, las pruebas

hidrostáticas correspondientes deben cumplir con lo dipuesto en los

apartados 345.4.3 del Código ASME B31.31 y UG-99 del Código ASME

Sección VIII División 1., respectivamente.

4.4.1. Para equipos y tuberías nuevos, la Pph se debe determinar

empleando la siguiente ecuación:

Pph = 1.5 * Pd * ( Stp / Std)

Donde:

Pph = Presión de prueba hidrostática (lb/pulg2).

Pd = Presión de diseño (lb/pulg2).

Stp = Esfuerzo permisible a la temperatura de prueba (lb/pulg2).

Std = Esfuerzo permisible a la temperatura de diseño (lb/pulg2).

Si la presión de prueba produce esfuerzos superiores al esfuerzo

de cedencia (yield point) del material a la temperatura de prueba, la

presión de prueba puede reducirse a la máxima presión a la cual

no se exceda este valor.

1 En sus recientes ediciones, el Código ANSI B31.3 cambió su desginación por ASME B31.3.


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En calentadores a fuego directo, la presión de prueba máxima no

debe someter al componente a esfuerzos superiores al 90% de su

esfuerzo de cedencia (yield point) a temperatura ambiente.

4.4.2. Para equipos y tuberías que han operado durante cualquier periodo

de tiempo, la Pph se debe determinar empleando la siguiente

ecuación:

Pph = 1.5 * Po * ( Stp / Sto)

Donde:

Pph = Presión de prueba hidrostática (lb/pulg2).

Po = Presión de operación (lb/pulg2).

Stp = Esfuerzo permisible a la temperatura de prueba (lb/pulg2).

Sto = Esfuerzo permisible a la temperatura de operación

(lb/pulg2).

Los valores de Std , Sto y Stp se obtienen de las tablas UCS-23,

UNF-23.1, UNF-23.2, UNF-23.3, UNF-23.4, UNF-23.5, UHA-23

y UHT-23, del Código ASME, Secc. VIII, Div. 1 o, en el apéndice

"A" del Código ASME B31.3.

4.5. Temperatura de Diseño (Td). Es la temperatura en las condiciones más

severas de presión y temperatura coincidentes esperadas durante el servicio

y, en las que se requiere el mayor espesor de pared y el más alto libraje de

los componentes.


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Hoja 6 de 16

Para establecer esta temperatura deben tomarse en cuenta al menos, las

condiciones atmosféricas, las temperaturas de operación, los desajustes

operacionales y las condiciones de aislamiento térmico interno o externo, así

como las consideraciones de UG-20 ASME Sección VIII División 1 y 301.3

ASME B31.3

4.5.1. Temperatura Mínima de Diseño. Es la más baja temperatura de

pared del componente, esperada durante el servicio. Puede

requerir diseños y especificaciones de material especiales, en tales

casos, se debe cumplir lo dispuesto por los apartados 301.3.1 del

Código ASME B31.3 y UG-20 del Código ASME Sección VIII

Dvisión 1.

4.5.2. Temperatura Máxima de Diseño. Es al menos, la mayor

temperatura media de pared del componente, esperada durante el

servico. Si es necesario, puede determinarse por cálculo o por

medición directa del componente en servicio, en condiciones de

operación equivalentes.

Para tubos de calentadores a fuego directo, el cálculo de esta

temperatura se debe realizar como se indica en el apartado 1.4.1

del API-RP-530, si es necesario.

4.6. Temperatura de Operación (To). Es la temperatura de pared del equipo,

tubería o, de sus componentes durante las condiciones normales de

operación.

En caso de intercambiadores de calor, es la temperatura de pared de la

sección en contacto con el fluido de mayor temperatura.

4.7. Reparación Mayor. Son las intervenciones a componentes sujetos a


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presión de equipos o tuberías para efecto de reparaciones, sustituciones o

modificaciones al diseño original, en las que se requiere el empleo de

procesos de corte o soldadura y que durante su realización se afecta la

totalidad del espesor de pared, por ejemplo: las modificaciones al diseño

original, la sustitución de secciones, la sustitución o adición de conexiones

de cualquier diámetro y la eliminación de fallas en soldadura o metal base

causantes de fugas de producto.

También se consideran en esta clasificación, las intervenciones para

eliminar defectos que representan un alto índice de riesgo de falla del

equipo, como son entre otros; la eliminación de fracturas y la supresión de

ampollamientos por hidrógeno.

En intercambiadores de calor se incluye además; la sustitución, cancelación

o rolado de uno o más tubos.

En calentadores a fuego directo se incluye además; el rolado de tubos y la

sustitución de tubos o cabezales.

4.8. Reparación Menor. Son las intervenciones a componentes sujetos a

presión de equipos o tuberías para efecto de reparaciones superficiales, las

cuales requieren el empleo de procesos de corte o soldadura, sin que éstos

afecten la totalidad del espesor de pared durante su realización, por

ejemplo; la eliminación de defectos superficiales, la aplicación de soldadura

para recuperar espesor en áreas con desgaste localizado, la colocación de

placas de refuerzo provisionales y la sustitución de componentes no sujetos

a presión.

En intercambiadores de calor se incluye además, la reparación o sustitución

de componentes no sujetos a presión, como los baffles o los espaciadores

del haz de tubos.


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En calentadores a fuego directo se incluye además, la remoción de tapones

de cabezales de retorno.

5. Periodicidad y presiones de prueba.

5.1. La periodicidad de la prueba hidrostática debe analizarse en forma particular

para cada caso (tubería, cambiadores, recipientes sujetos a presión o

calentadores a fuego directo).

5.2. En general los valores de presión de prueba se regirán bajo los siguientes

criterios.

5.2.1. Tuberías y equipos nuevos antes de entrar en operación.

Los códigos ASME Sección VIII Div. 1 y ASME B-31.3 y las normas

Pemex A-VIII-6-1 y A-VIII-6-2, establecen que la presión de prueba

hidrostática debe ser igual a una y media veces la presión de

diseño, corregida por la relación de esfuerzos máximos permisibles

de trabajo entre la temperatura de prueba y la temperatura de

diseño.

5.2.2. Tuberías y equipos que ya han prestado servicio.

Cuando la tubería o equipo ya han prestado servicio y hayan sido

sometidos a una reparación mayor o modificación, se deben

someter a una prueba hidrostática cuyo valor de presión será igual

a una y media veces la presión real de operación, corregida por la

relación de esfuerzos máximos permisibles de trabajo entre la

temperatura de prueba y la de operación.

5.2.3. Para la determinación de la relación de esfuerzos siempre se debe

analizar si existen diferentes materiales en el circuito o equipo a


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probar; de ser así, se debe emplear la relación menor.

5.3. Tubería.

5.3.1. Periodicidad.

5.3.1.a. Las pruebas hidrostáticas deben efectuarse a la tubería

nueva antes de ser puesta en operación y/o cada vez

que se lleve a cabo una reparación mayor.

5.3.1.b. Las tuberías que han estado en servicio deben ser

probadas hidrostáticamente antes de ser puestas en

operación, cuando hayan sido sometidas a una

reparación mayor.

5.3.1.c. Las tuberías que han permanecido fuera de servicio por

periodos prolongados deben ser probadas

hidrostáticamente antes de ser puestas nuevamente a

operar.

5.3.2. Casos especiales. Las tuberías que han estado en servicio y que

hayan sido sometidas a una reparación menor, podrán no ser

probadas hidrostáticamente siempre y cuando dicha reparación

haya sido certificada por algún otro método de inspección

(radiografía, ultrasonido, partículas magnéticas, prueba neumática)

y aprobada por la dependencia de Inspección Técnica y Seguridad

Industrial.

5.3.3. Presión de prueba. Las tuberías nuevas deben ser probadas de

acuerdo al inciso 4.4.1. Las tuberías que han prestado servicio y

que hayan sido sujetas a reparaciones mayores, deben probarse

de acuerdo al inciso 4.4.2.


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5.4. Cambiadores de calor.

5.4.1. Periodicidad. La prueba hidrostática a cambiadores de calor debe

efectuarse en equipos nuevos antes de ser puestos en operación

y/o cada vez que se efectúe el desarmado o la reparación de un

cambiador de calor que ha estado en servicio. La prueba

hidrostática debe efectuarse tanto a la carcaza como al haz de

tubos.

5.4.2. Presión de prueba. Los cambiadores de calor nuevos antes de ser

puestos en operación deben ser probados de acuerdo al inciso

4.4.1. Los cambiadores de calor que han prestado servicio y que

han sido desarmados para limpiezas o reparaciones menores, tales

como: cambio de empaques, reparación de niplería o abiertos para

inspección visual o también cuando han sido sujetos a

reparaciones mayores, como es la sustitución de placas de cuerpo

o cambio de boquillas, la presión de prueba será la establecida en

el inciso 4.4.2.

5.5. Recipientes a presión (envolvente).

5.5.1. Periodicidad. Las pruebas hidrostáticas deben efectuarse en

recipientes nuevos antes de ser puestos en operación y, cada vez

que se les efectúe una reparación mayor en la envolvente a los

recipientes que han estado en servicio.

En reparaciones menores o cuando el recipiente solo fue abierto

para inspección, no será indispensable hacer una prueba

hidrostática, siempre y cuando se utilice o apruebe algún otro

método que asegure su integridad física.


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Previo estudio, en los casos especiales de recipientes que ya han

operado y que hayan sido sujetos de reparaciones mayores, pero

donde resulte impráctico o dañino al proceso efectuar pruebas

hidrostáticas, o como en el caso de recipientes de grandes

dimensiones, no será indispensable llevar a cabo la prueba

hidrostática, siempre y cuando se certifique la reparación efectuada

mediante algún otro método de inspección y haya sido aprobada

por la entidad de Inspección Técnica y Seguridad Industrial.

5.5.2. Presión de prueba. Los recipientes a presión nuevos antes de ser

puestos en operación deben ser probados hidrostáticamente de

acuerdo al inciso 4.4.1. Los recipientes a presión que ya hayan

operado y que han sido objeto de una reparación mayor deben ser

probados hidrostáticamente de acuerdo al inciso 4.4.2.

5.6. Calentadores.

5.6.1. Periodicidad. Las pruebas hidrostáticas deben efectuarse a las

tuberías de los calentadores nuevos antes de ser puestos en

operación y a las tuberías de los que han estado en servicio y que

se les han efectuado trabajos de soldadura, cambio de tubos o

rolado, así como a los que se les han abierto tapones de los

cabezales.

5.6.2. Presión de prueba. La tubería de calentadores nuevos antes de ser

puestos en servicio, serán probados hidrostáticamente de acuerdo

al inciso 4.4.1. La tubería de calentadores que ya han operado y

que ha sido sujeta a reparaciones de soldadura, cambio de tubos

parcial, rolado o que se hayan removido sus tapones de cierre,

deben ser probados de acuerdo al inciso 4.4.2.


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Hoja 12 de 16

5.6.3. La tubería de calentadores que por su ubicación en el proceso

pudieran estar sujetos a vacío como resultado de condiciones

operacionales anormales, como es el caso de los calentadores de

carga de las unidades de destilación al vacío y, que hayan sido

sujetos a reparaciones mayores o que han sido abiertos sus

tapones de cierre de cabezal, deben ser probados

hidrostáticamente a una presión no menor a una y media veces la

diferencia entre la presión atmosférica normal y la presión interna

absoluta mínima de diseño ( UG-99, ASME Sección VIII División 1).

Esta presión de prueba hidrostática siempre será menor que la

determinada conforme los apartados 4.4.1. ó 4.4.2. según sea el

caso, por tanto, al realizar la prueba de acuerdo con los apartados

citados, se satisfacen los requerimientos de prueba para

condiciones eventuales de vacío.

6. Modo de efectuar la prueba.

6.1. Previamente a la prueba hidrostática, se debe hacer una prueba de

hermeticidad preliminar, a la presión normal de operación, con el objetivo de

detectar y corregir fugas antes de levantar la presión hasta el valor de

prueba establecido.

6.2. La prueba se debe hacer con agua cruda, agua tratada o con aceite a

temperatura ambiente, pero en ningún caso la temperatura del líquido usado

para la prueba, será inferior a 16ºC ni mayor de 50ºC. Se deben tomar

precauciones cuando la temperatura ambiente sea inferior a 0ºC por lo que

respecta al congelamiento del agua.

6.3. Verificar que el fluido que se usará para realizar la prueba no vaya a dañar


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los materiales con los que esta construido el equipo; tal es el caso de los

aceros inoxidables, en los que se debe usar agua libre de cloruros.

6.4. Verificar que el equipo este totalmente aislado con juntas ciegas; el espesor

de las mismas debe ser calculado para que resistan la presión de prueba sin

deformarse.

6.5. Todas las conexiones que no deban ser probadas, se deben desconectar o

aislar, así como también las válvulas de seguridad en caso de contar con

ellas.

6.6. El llenado con agua se debe realizar a regímenes de flujo que impidan

daños a los internos de los equipos a probar, en el caso de que cuenten con

ellos.

6.7. Se debe eliminar todo el aire venteando por los puntos mas altos e

incrementar la presión lentamente, nunca en forma súbita.

6.8. La presión debe sostenerse el tiempo necesario para realizar la inspección

del equipo.

6.9. Para indicación de la presión se debe colocar un manómetro recién

calibrado y con el rango adecuado.

6.10. Para controlar la presión se debe colocar una purga en la parte inferior del

equipo, accesible y cerca de la bomba de prueba, no debiendo nunca

controlar o ajustar la presión en purgas instaladas en el arreglo de niplería

del manómetro.

6.11. La presión se debe controlar en la descarga de la bomba, debiendo contar

la misma con dispositivos automáticos de control de presión que impidan


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sobre-presiones. Se recomienda usar para elevar la presión a su punto de

ajuste, bombas manuales de desplazamiento positivo.

6.12. Se debe calcular el valor de la presión de prueba e incluirlo en los

programas de reparación, de tal forma que todo el personal se entere.

6.13. Las pruebas deben ser realizadas por personal manual, bajo la supervisión

directa del personal técnico.

7. Responsabilidades.

7.1. La responsabilidad de la preparación, ejecución y control de estas pruebas

hidrostáticas, debe ser asumida por las entidades de Inspección Técnica y

Seguridad Industrial, Operación y Mantenimiento.

7.2. La ejecución de la prueba estará a cargo del personal de mantenimiento y

operación y, la recepción y aceptación de la misma debe ser efectuada por

personal de Inspección Técnica y Seguridad Industrial.

7.3. Debe registrarse en el formato GPASI-IT-0400-1 los datos y valores de la

prueba indicando el resultado de la misma.

7.4. Para dar formalidad y validez a estas pruebas, deberán quedar los registros

firmados por los responsables de Inspección Técnica y Seguridad Industrial,

Operación y Mantenimiento.

7.5. Las pruebas hidrostáticas realizadas a recipientes o tuberías nuevos deben

ser certificadas por la Secretaría del Trabajo y Previsión Social.


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GPASI-IT-0400-1

GERENCIA DE PROTECCION AMBIENTAL Y SEGURIDAD INDUSTRIAL CERTIFICADO DE PRUEBA HIDROSTÁTICA.

CENTRO DE TRABAJO:_______________________INSTALACION:___________

EQUIPO Y/O CIRCUITO:_______________________ SERVICIO:_____________

PRESION DE DISEÑO___________Kg/cm2 TEMPERATURA DE DISEÑO ____ºC

PRESION DE OPERACION_____Kg/cm2 TEMPERATURA DE OPERACION___ºC

PRESION DE PRUEBA__________Kg/cm2 TEMPERATURA DEPRUEBA_____ºC

MATERIAL_________________________________________________________


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ESFUERZO PERMISIBLE A LA TEMPERATURA DEDISEÑO_________________

ESFUERZO PERMISIBLE A LA TEMPERATURA DE OPERACION_____________

ESFUERZO PERMISIBLE A LA TEMPERATURA DE PRUEBA________________

OBSERVACIONES:__________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

TIEMPO DE DURACION DE LA PRUEBA_________________________________

__________________________________________________________________

SE CONSIDERA SATISFACTORIO EL RESULTADO DE LA PRUEBA__________

__________________________________________________________________

____________________ ___________________ ____________________

SUPTCIA. INSP. TEC. Y SEG. IND. SUPTCIA. DE MANTO. SUPTCIA. DE OPERACION

(Nombre y firma) (Nombre y firma) (Nombre y firma)

FECHA:_________________________________________

Indice

A P Alcance Periodicidad Ambito de aplicación Periodicidad y presiones de prueba

Presión de prueba Presión de prueba hidrostática

C Presión de diseño Calentadores Presión de operación Cambiadores de calor Prueba hidrostática Casos especiales

RD Recipientes a presión (envolvente) Definición de conceptos Reparación mayor Reparación menor

Responsabilidades

F Formato de procedimiento

T Temperatura de diseño

M Temperatura de operación Modo de efectuar la prueba Temperatura máxima de diseño

Temperatura mínima de diseño Tuberia

O Objetivo

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