OLEODUCTOS

14 DE AGOSTO 2006

JAVIER SALCEDO

INTRODUCCIÓN

• EL TRANSPORTE COMIENZA EN EL POZO, DONDE ES PRODUCIDO Y DEBE SER LLEVADO A TRAVÉS DE TUBERÍAS

HASTA PUNTOS DE SEPARACIÓN DE GAS Y AGUA Y POSTERIORMENTE HASTA BATERÍAS Y PLAYAS DE TANQUES,

DONDE ES TRATADO PARA DEJARLO EN CONDICIONES DE VENTA.

POSTERIORMENTE ES ALMACENADO PARA LUEGO SER TRANSPORTADO

HASTA LAS DESTILERÍAS O PLANTAS DE PROCESO.

INTRUDUCCIÓN• SI EL PETRÓLEO O EL GAS LLEGA HACIA LOS PUERTOS,

ESTE ES TRANSPORTADO EN BARCOS. ESTOS BARCOS ESTÁN DISEÑADOS CON COMPARTIMIENTOS PARA TRANSPORTAR DIFERENTES CLASES DE PRODUCTOS.

• LOS MANDOS Y CAMAROTES SE ENCUENTRAN EN LA POPA PARA EVITAR QUE EL ÁRBOL DE LA HÉLICE ATRAVIESE LOS TANQUES DE PETRÓLEO.

• ESTOS GRANDES BUQUES PUEDEN ALMACENAR ENTRE 300.000 Y 500.000 TNS.

OLEODUCTOS

• ES EL PRINCIPAL MEDIO DE TRANSPORTE DEL PETRÓLEO, DEBIDO A SU REGULARIDAD, SIMPLICIDAD Y SEGURIDAD.

• ESTÁ FORMADO POR VARIOS TUBOS DE ACERO UNIDOS.

• TIENEN DISTINTAS CAPACIDAD DE TRANSPORTE. GENERALMENTE TIENEN UN DIÁMETRO QUE VARIA ENTRE 150mm Y 915mm

• PUEDEN SER TANTO DE SUPERFICIE (SOBRE CABALLETES) COMO SUBTERRÁNEOS.

• LA VELOCIDAD ESTIMADA DEL CRUDO ES DE 5/hr.

OLEODUCTOS

• LAS LÍNEAS DE CONDUCCIÓN• DE PETRÓLEO SE PUEDEN • CLASIFICAR EN:• LÍNEAS DE POZOS• LÍNEAS COLECTORAS• OLEODUCTOS SECUNDARIOS• OLEODUCTOS PRINCIPALES

SUSTANCIA FORMA DE TRANSPORTEGAS GASODUCTO

CRUDO REDUCIDO OLEODUCTOGASOLINA POLIDUCTOSPROPANO PROPADUCTO

SEGÚN LA SUSTANCIA QUE TRANSPORTAN SE CLASIFICAN EN:

FABRICACIÓN• SE FABRICAN TUBERÍAS DE 4 ½ A 80 PULGADAS DE

DIÁMETRO

• LOS ACEROS ESTAN COMPRENDIDOS EN UNA ÁMPLIA GAMA (ESTANDAR O ESPECIALES), SEGÚN EL PEDIDO

• PROCESOS DE PRODUCCIÓN:

• SOLDADURA POR RESISTENCIA ELÉCTRICA (ERW)

• SOLDADURA LONGITUDINAL POR ARCO SUMERGIDO (LSAW)

• SOLDADURA HELICOIDAL POR ARCO SUMERGIDO (HSAW)

• CAÑOS SIN COSTURA

DISEÑO DE OLEODUCTOS

EL DISEÑO DE CAÑERÍAS EN INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN INCLUYE LA SELECCIÓN DEL DIÁMETRO Y DEL ESPESOR DE LA PARED CAPAZ DE SOPORTAR LA PRESIÓN NECESARIA PARA VENCER LAS PÉRDIDAS DE CARGA ENTRE LOS PUNTOS DE PARTIDA Y LLEGADA, COMO ASÍ TAMBIEN EL TIPO DE MATERIAL ADECUADO PARA EL TIPO DE FLUIDO QUE TRANSPORTA.

DISEÑO DE OLEODUCTOS• REOLOGÍA: LA VISCOSIDAD DE UN FLUIDO SE DEFINE COMO LA PROPIEDAD

DE UN FLUIDO DE RESISTIR LA DEFORMACIÓN.

• SIGUIENDO EL ANÁLISIS QUE REALIZÓ NEWTON, CONSIDERAMOS AL FLUIDO COLOCADO ENTRE DOS PLACAS. CUANDO APLICAMOS UNA FUERZA F EN LA PLACA SUPERIOR, ESTA ADQUIERE UNA VELOCIDAD V, ORIGINANDO UN ESFUERZO DE CORTE EN LA SUSTANCIA (F/A), DONDE A ES EL ÁREA DE LA PLACA.

• EL FUIDO EN CONTACTO CON LA PLACA FIJA TIENE LA MISMA VELOCIDAD QUE LA PLACA FIJA, O SEA, VELOCIDAD NULA Y SE OBSERVA QUE LA VELOCIDAD VARÍA LINEALMENTE DESDE LA PLACA FIJA HASTA LA PLACA MÓVIL.

MÉTODOS REOLÓGICOS

• PARA PODER DETERMINAR EL REOGRAMA DE UN FLUIDO NO NEWTONIANO, UTILIZAMOS UN VISCOSÍMETRO DE VELOSIDAD VARIABLE.

• SE HAN PROPUESTO VARIAS ECUACIONES PARA RESOLVER LA RELACIÓN ESF DE CORTE/VEL DE CORTE:

npek×=τ• LEY DE POTENCIA (OSWALD):

• DONDE k ES EL FACTOR DE CONSISTENCIA Y n EL ÍNDICE DE COMPORTAMIENTO. EL VALOR DE n PUEDE TOMAR VALORES MENORES A 1 SI ES PSEUDOPLÁSTICO; IGUAL A 1 SI ES NEWTONIANO Y MAYOR SI ES DILATANTE.

• LEY DE POTENCIA MODIFICADA: TOMA EN CONSIDERACIÓN LA TENSIÓN DE CEDENCIA, PARA EL CASO DE LOS FLUIDOS DE BINGHAM:

npek×+= 0ττ

N° DE REYNOLD Y REGÍMENES DE FLUJO

• ES UN PARÁMETRO ADIMENSIONAL QUE RELACIONA LAS FUERZAS VISCOSAS CON LAS DE INERCIA. PARA FLUIDOS NEWTONIANOS SE EXPRESA ASÍ:

µρ vD××=Re

• PARA FLUIDOS NO NEWTONIANO SE DEBE USAR EL N° DE REYNOLDS GENERALIZADO, EL CUAL TOMA LOS VALORES DE n Y k DEL MODELO DE OSWALD:

• REGÍMENES DE FLUJO:• FLUJO LAMINAR: FRENTE DE VELOCIDAD PARABÓLICO. EL RE ES

MENOR A 2000.• FLUJO TURBULENTO: MEZCLA COMPLETA DE FLUIDO Y UN PERFIL

MÁS UNIFORME Y HOMOGENEO, ESTO SE DEBE A UN MOVIMIENTO ALEATORIO DE LAS MOLÉCULAS. EL RE ES MAYOR A 4000.

• TRANSICIÓN: RE ENTRE 2000 Y 4000.

( )nn

nn

n

vD

×+××××=

−

−

25.075.08*Re

1

2

µρ

CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA

• PÉRDIDAS PRIMARIAS: SON DEBIDAS AL CONTACTO DEL FLUIDO CON LA TUBERÍA, AL ROZAMIENTO DE CAPAS DE FLUIDO O DE LAS PARTÍCULAS DE FLUIDO ENTRE SI.

• PÉRDIDAS DE CARGA SECUNDARIAS: SON LAS PÉRDIDAS DE FORMA, TIENEN LUGAR EN LAS TRANSICIONES, ACCESORIOS, ETC.

• ECUACIÓN GENERAL DE PÉRDIDAS DE CARGA (ECUACIÓN DE DARCY-WEISBACK)

• HP: PÉRDIDA DE CARGA PRIMARIA

• f: COEFICIENTE DE FRICCIÓN

• L: LONG DE LA TUBERÍA

• D: DIÁMETRO DE LA TUBERÍA

• Pe: PESO ESPECÍFICO

• V: VELOCIDAD MEDIA DEL FLUIDO

gD

vLf

pe

PHP

2

2

×××=∆=

FACTOR DE FRICCIÓN DE MOODY

• EL DIAGRAMA RESUELVE TODOS LOS PROBLEMAS DE CARGA PRIMARIA EN TUBERÍAS DE CUALQUIER DIÁMETRO, CUALQUIER MATERIAL Y CUALQUIER CAUDAL.

• ES ADIMENSIONAL Y DEPENDE DE LA VEL V; EL DIÁMETRO D; DE LA DENSIDAD; LA VISCOSIDAD Y DE LA RUGOSIDAD. DE MANERA GENERAL EL FACTOR f DEPENDE DE EL N° DE REYNOLDS Y DE LA RUGOSIDAD RELATIVA k/D.

CÁLCULO

• DE MANERA DE RECORDATORIO VALE LA PENA MENSIONAR QUE EL DISEÑO DE UNA CAÑERÍA SE REALIZA DE MANERA ITERATIVA, ESTO ES QUE A PARTIR DE DATOS (QUE PUEDEN SER EL CAUDAL QUE VA A CIRCULAR POR LA CAÑERÍA Y LA PÉRDIDA DE CARGA ADMISIBLE) SE REDUCE LA ECUACIÓN DE MANERA QUE EL DIÁMETRO ES FUNCIÓN DIRECTA DE UNA CONSTANTE POR EL FACTOR DE MOODY.

• ES EN ESE PUNTO ARBITRARIAMENTE (Y DE ACUERDO A LA EXPERIENCIA) DONDE SE SUPONE UN f Y SE AVERIGUA UN DIÁMETRO. CON ESTE DIÁMETRO SE RECALCULA EL f Y SE CALCULA UN ERROR.

• CUANDO EL ERROR ES ADMISIBLE (DEPENDIENDO DEL CRITERIO), SE CONSIGUE LA SOLUCIÓN.

FLUJO MONOFÁSICO DE PETRÓLEOS NO NEWTONIANOS EN ESTADO

ESTACIONARIO• EN ESTE CASO NO SOLO SE DEBE CONTEMPLAR EN EL

CÁLCULO LA RELACIÓN VISCOSIDAD TEMPERATURA, SINO TAMBIÉN LE RELACIÓN VISCOSIDAD APARENTE vs VELOCIDAD DE CORTE.

• EL FACTOR DE FRICCIÓN CONVENCIONAL YA NO ES APLICABLE.

• EN UN COMPORTAMIENTO PSEUDOPLÁSTICO, Y CONOCIENDO LOS PARÁMETROS n Y k, SE PUEDE UTILIZAR EL N° DE REYNOLDS GENERALIZADO INTRODUCIDO POR METZNER-REID:

• EL COMPORATMIENTO PSEUDOPLÁSTICO ES EL MÁS COMÚN EN PETRÓLEOS PESADOS Y EMULSIONES.

( )nn

nn

n

vD

×+××××=

−

−

25.075.08*Re

1

2

µρ

PÉRDIDAS DE CARGA SECUNDARIAS

• SON ORIGINADAS POR ACCESORIOS, VÁLVULAS, EXPANSIONES Y CONTRACCIONES DE LA CAÑERÍA.

• PUEDEN TRATARSE DE TRES MANERAS:

• USAR UN COEFICIENTE DE RESISTENCIA

• USAR UN COEFICIENTE DE FLUJO

• USAR LAS LONGITUDES EQUIVALENTES

COEFICIENTE DE RESISTENCIA

• LA ECUACIÓN DE DARCY-WEISBACH PUEDE SER ESCRITA COMO:

g

vKrHs

2

2

×=

• A PESAR DE QUE Kr DEPENDE DE N° RE Y LA RUGOSIDAD RELATIVA, TAMBIÉN DEPENDE DE LA GEOMETRÍA DE LOS CODOS Y CUPLAS, PERO ESTO ES USUALMENTE DESPRECIADO.

• EN LA TABLA SIGUIENTE SE MUESTRAN ALGUNOS ACCESORIOS DE CAÑERÍAS:

VÁLVULA GLOBO COMPLETAMENTE ABIERTA 10VÁLVULA DE CODO COMPLETAMENTE ABIERTA 5VÁLVULA EXCLUSA COMPLETAMENTE ABIERTA 0,2VÁLVULA EXCLUSA SEMI-ABIERTA 5,6CURVA 180° 2,2Te 1,8CODO 90° 0,9CODO 45° 0,4

D

LfKr

×=

COEFICIENTE DE FLUJO

• EL COEFICIENTE FLUJO SE MIDE EXPERIMENTALMENTE PARA CADA VÁ LVULA O ACCESORIO Y ES IGUAL AL FLUJO DE AGUA EN gpm A 60°F PARA UNA CAIDA DE PRESIÓN DE 1 psi.

• SE PUEDE DEMOSTRAR DE LA ECUACIÓN DE DARCY-WEISBACH QUE EL COEFICIENTE Cv MEDIDO DE ESTA MANERA ES:

D

Lf

dCv

××=

29.29

• LA CAIDA DE PRESIÓN PARA CUALQUIER VÁLVULA O ACCESORIO CONOCIENDO Cv ES:

2

4.62

×=∆

Cv

gpmP

ρ

LONGITUD EQUIVALENTE

• SE TRATAN A LOS ACCESORIOS COMO LONGITUDES EQUIVALENTES DE CAÑERÍA.

• LA DEFINICIÓN DE ESTA PARA UNA VÁLVULA O ACCESORIO ES LA LONGITUD DE CAÑERÍA DEL MISMO DIÁMETRO Y SECCIÓN QUE GENERA LA MISMA PÉRDIDA DE CARGA.

• LA LONGITUD EQUIVALENTE PUEDE SER CALCULADA DE Kr O Cv DE LA SIGUIENTE MANERA:

f

DKrLe

×=2

55.74

Cvf

dLe

××=

FLUJO DE GASES

• LA ECUACIÓN DE DARCY-WEISBACH SUPONE DENSIDAD CONSTANTE ENTRE LOS PUNTOS DE ENTRADA Y SALIDA DE LA CAÑERÍA. ESTO NO ES CORRECTO PARA GASES DEBIDO A QUE DEPENDE DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA.

• A MEDIDA QUE EL GAS FLUYE POR LA CAÑERÍA, ESTE SE EXPANDE DEBIDO A LA CAIDA DE PRESIÓN Y POR LO TANTO SU DENSIDAD TIENDE A REDUCIRSE.

• ADEMÁS, SI NO SE CALIENTA EL SISTEMA, EL GAS TENDERÁ A ENFRIERSE Y POR LO TANTO SU DENSIDAD AUMENTARÁ.

• SIN EMBARGO, EXISTE SUFICIENTE SUPERFICIE DE TUBERÍA ENTRE EL GAS Y EL MEDIO QUE LO RODEA PARA CALENTAR EL GAS, Y POR LO TANTO, MANTENERLO A TEMPERATURA CONSTANTE. EN ESTE CASO SE TIENE UNA EXPANSIÓN ADIABÁTICA.

• CUANDO LA TEMP DEL GAS SEA DIFERENTE A LA DEL MEDIO, LA SUPOSICIÓN DE FLUJO ISORTÉRMICO NO ES VÁLIDA. LO QUE SE HACE ES DIVIDIR LA TUBERÍA EN SECCIONES DONDE LA TEMP TENGA CAMBIOS PEQUEÑOS.

FLUJO BIFÁSICO

EL PROBLEMA DE LA CAIDA DE PRESIÓN PARA FLUJO SIMULTÁNEO DE GAS Y LÍQUIDO ES COMPLICADO. UNA DE LAS MAYORES DIFICULTADES ES QUE EL FLUJO DE CADA FASE PUEDE PRESENTAR DIFERENTES CONFIGURACIONES.EN EL DISEÑO DE SISTEMAS BIFÁSICOS, EL PROBLEMA ES PREDECIR LAS RELACIONES ENTRE EL DIÁMETRO Y LONGITUD DE LA CAÑERÍA, PROPIEDADES DEL FLUIDO, CAUDALES Y PÉRDIDA DE PRESIÓN.LOCKHART Y MARTINELLI PROPUSIERON UNA SOLUCIÓN GENERAL PARA EL FLUJO MULTIFÁSICO HORIZONTAL. LA BASE DE SU CORRELACIÓN ES LA ASUNCIÓN DE QUE LA PÉRDIDA DE CARGA DE CADA FASE ES IGUAL A LA PÉRDIDA DE CARGA DE LA FASE COMO SI ESTA SE ENCONTRARA SOLA MULTIPLICADO POR UN FACTOR EL CUAL ES FUNCIÓN DE LA RELACION PÉRDIDA DE CARGA EN EL LÍQUIDO/PÉRDIDA DE CARGA EN EL GAS.EL PROCEDIMIENTO ES EL SIGUIENTE:

FLUJO BIFÁSICO

• CALCULAR LA PÉRDIDA DE CARGA DE LA FASE LÍQUIDA Y GASEOSA COMO SI SE ENCONTRARAN SOLAS. LUEGO CALCULAR EL PARÁMETRO X:

( )( ) G

L

G

L

P

P

LP

LPX

∆∆=

∆∆∆∆=

/

/

• CALCULAR EL NÚMERO DE REYNOLDS PARA AMBAS FASES, LUEGO CALCULAR EL MECANISMO DE FLUJO

• CON EL SIGUIENTE GRÁFICO, USANDO X Y EL TIPO DE MECANISMO DE FLUJO CALCULAR φ.

• REEMPLAZAR ESTE VALOR EN LA SIGU ECUACIÓN Y DE ESTA MANERA SE OBTIENE EL FACTOR DE FRICCIÓN, QUE SE PUEDE APLICAR EN CUALQUIER CASO.

GLPT L

P

L

P

,

2

,

∆∆×=

∆∆ φ

××

×=b

L

L

a

G

G wDwDf

µµφ*

DIÁMETRO MÁS ECONÓMICO

• SI SE AUMENTA EL DIÁMETRO DE LA CAÑERÍA, LA PÉRDIDA DE CARGA DISMINUYE, PERO ES MÁS CARA LA INVERSIÓN EN MATERIALES.

• SI SE REDUCE EL DIÁMETRO, SE REDUCE EL COSTO EN MATERIALES, PERO LA PÉRDIDA DE CARGA ES MAYOR, CON LO CUAL AUMENTA EL COSTO OPERATIVO.

52

D

BDC +×= α

EL DIÁMETRO MÁS ECONÓMICO SERÁ AQUEL QUE REDUZCA AL MÍNIMO LA SUMA DE LOS COSTOS DE TUBERÍA Y MANTENIMIENTO EN UN PERIODO DE UN AÑO.

SI DERIVAMOS E IGUALAMOS A CERO SE OBTIENE EL DIÁMETRO MÁS ECONÓMICO COMO PRIMERA APROXIMACIÓN SE

UTILIZA LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD Y SE SUPONE UN CAUDAL Y UNA VELOCIDAD

7/1

2

5

××=

αB

D

SELECCIÓN DEL CAÑO

• TENIENDO LAS PÉRDIDAS DE CARGA Y DIÁMETRO SELECCIONADOS, ELEGIMOS EL TIPO DE CAÑO CALCULANDO EL ESPESOR

• P: PÉRDIDA DE CARGA TOTAL• S: LÍMITE ELÁSTICO DEL ACERO• t: ESPESOR DE LA PARED DEL CAÑO• F: FACTOR DE DISEÑO • E: EFICIENCIA DE LA COSTURA• T: FACTOR DE TEMPERATURA

• CON EL ESPESOR PODEMOS SELECCIONAR EL TIPO DE CAÑO A TRAVÉS DEL SCHEDULE, LO QUE DÁ LAS CARACTERÍSTICAS DEL CAÑO (FÍSICAS Y QUÍMICAS)

• CUANDO NO SE REQUIERE TANTA PRECISIÓN, SE PUEDE UTILIZAR UNA SELECCIÓN GRÁFICA CON LA P INTERNA, LA T DE TRABAJO Y EL DIÁMETRO DEL CAÑO.

D

TEFtsP

×××××= 2

SELECCIÓN DEL CAÑO

PÉRDIDAS DE CALOR EN CAÑERÍAS

• SE DISTINGUEN LOS SIGUIENTES CASOS:

• CAÑERÍAS EXPUESTAS AL AIRE REVESTIDAS

• CAÑERÍAS EXPUESTAS AL AIRE SIN REVESTIMIENTO

• CAÑERÍAS SOTERRADAS REVESTIDAS

• CAÑERÍAS SOTERRADAS SIN REVESTIMIENTO

CAÑERÍAS EXPUESTAS AL AIRE REVESTIDAS

• LA PÉRDIDA DE CALOR EN CAÑERÍAS CON REVESTIMIENTO TÉRMICO EXPUESTA A LA ACCIÓN DEL VIENTO SE CALCULA CON:

−×××=

Di

DeTeTiB

Qln

)(2 π• Q: CANTIDAD DE CALOR PERDIDA kcal/mol• De: DIÁM. EXTERIOR DE LA AISLACIÓN cm• Di: DIÁM. INT DEL CAÑO DESNUDO cm• Ti: TEMP DEL FLUIDO C°• Te: TEMP EXTERIOR C°• B: COEF DE CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL

MATERIAL AISLANTE kcal/mh°C A tm (LOS VALORES SE OBTIENEN DE GRÁFICOS)

2

TeTitm

+=

CAÑERÍAS EXPUESTAS AL AIRE REVESTIDAS

• EN ESTE CASO a ES LA SUMA DEL COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN Y EL COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CALOR POR RADIACIÓN CUYOS VALORES SE PUEDEN OBTENER EN UNA TABLA EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA DE LA SUPERFICIE Y DEL AIRE.

100

)( tetiDQ

−×××= πα

• PARA CAÑERÍAS SIN REVESTIMIENTO EXPUESTAS A LA ACCIÓN DEL VIENTO SE TIENE:

• CÁLCULO DE LA CAIDA DE TEMPERATURA

• t: PÉRDIDA DE TEMP °C

• Q: PÉRDIDA DE CALOR A LA TEMP DE ENTRADA kcal/hm

• L: LONGITUD DE CAÑERÍA m

• P: CAUDAL MÁSICO DE FLUIDO kg/h

• c: CALOR ESPECÍFICO DEL FLUIDO A te kcal/kg°C

cr ααα +=

cP

LQt

××=

CAÑERÍAS SOTERRADAS REVESTIDAS

• EN ESTE CASO EXISTEN TABLAS QUE DAN VALORES TEÓRICOS PARA REVESTIMIENTOS DE CAÑERÍAS, A ESTOS SE LES AGREGA UN DESPERDICIO (10%) PARA 100m

tetitc 3/23/1 +=

• EL REVESTIMIENTO CONSISTE EN SUNCHAR LAS CAÑERÍAS A REVESTIR CONALAMBRE, COLOCANDO LA QUE LLEVA VAPOR POR DEBAJO. TAMBIÉN LLEVA UN REVESTIMIENTO DE PAPEL ALUMNIO Y COLCHONETAS DE LANA DE VIDRIO (AISLANTE TÉRMICO) ATADAS CON ALAMBRE. A CONTINUACIÓN SE COLOCA SE COLOCA FIELTRO SATURADO PARA AISLAR DE LA HUMEDAD Y POR ÚLTIMO TEJIDO DE GALLINERO PARA DARLE RESISTENCIA MECÁNICA. SOBRE TODO ESTO SE COLOCA ASFALTO CALIENTE PARA QUE CAUNDO SE ENFRÍE QUEDE HOMOGENEO.

tttitf −+=

CAÑERÍAS SOTERRADAS SIN REVESTIMIENTO

• tf: TEMPERATURA FINAL• ti: TEMPERATURA INICIAL• ts: TEMPERATURA DEL SUELO• n= 100*L*fw• L: LONGITUD DE LA CAÑERÍA

tststi

tfn

+

+=

71.2

• LA TEMPERATURA FINAL ES:

• Q: CAUDAL VOLUMÉTRICO cm3/seg• pe:PESO ESPECÍFICO gr/cm3

• c: CALOR ESPECÍFICO DEL FLUIDO • h: PROFUNDIDAD DE

SOTERRAMIENTO DEL CAÑO cm• r: RADIO EXT DE LA CAÑERÍA cm• B: COEF DE COND DEL HIERRO

cpeQw ××=

×

××=

r

hB

f2

ln

2 π

TRACEADO ELÉCTRICO

• SE UTILIZA PARA CRUDOS DE ALTA VISCOSIDAD Y PUNTO DE ESCURRIMIENTO

• EL SISTEMA DE ACOMPAÑAMIENTO CON VAPOR ES OPERATIVAMENTE CARO, POR ESTE MOTIVO SE HA REEMPLAZADO POR ESTE SISTEMA

• EL SISTEMA CONSISTE EN EL CALENTAMIENTO DE LAS LÍNEAS CON CINTAS ELÉCTRICAS AUTOREGULABLES Y RESISTENCIA VARIABLE CON LA TEMPERATURA, ES DECIR, A MAYOR RESISTENCIA, MAYOR TEMPERATURA. DE ESTA MANERA SE OBTIENE UNA RESPUESTA PROPORCIONAL A LA TEMPERATURA, LA CUAL DEPENDE DEL MEDIO

• EL SISTEMA SE COMPONE DE:• CINTAS CALEFACTORAS: DEBEN TENER TEMP REGULABLE• DISPOSITIVOS CONECTORES: CONECTAN LAS CINTAS A LA POT.• DISPOSITIVOS DE CONTROL: REGULAN LA POTENCIA• DISPOSITIVOS MONITORES: CONTROLAN EL FUNCIONAMIENTO

CINTAS CALEFACTORAS

• EL ELEMENTO CALEFACTOR CONSISTE EN UN POLÍMERO ESPECIAL. CUANDO DISMINUYE LA TEMP EN EL CABLE SE CREAN EN EL POLÍMERO NUMEROSAS LINEAS DE CONDUCCIÓN QUE DISMINUYE LA RESISTENCIA, CON LO CUAL HAY MAYOR TRANSMISIÓN DE CALOR Y POR ENDE SE MANTIENE LA TEMPERATURA.

REVESTIMIENTO TÉRMICO

• SE UTILIZAN DOS PROCESOS:

• COLOCANDO MEDIA-CAÑAS DE POLIURETANO EXPANDIDO Y RECUBRIENDOLO CON CHAPAS DE LATÓN

• COLOCANDO LAS CHAPAS DE LATÓN CENTRADAS CON TACOS Y LUEGO INYECTANDO POLIURETANO EXPANDIDO EN FORMA LÍQUIDA

CORROSIÓN

• SE APLICA A LOS PROCESOS QUE PRODUCEN LA DESTRUCCIÓN QUÍMICA O ELECTROQUÍMICA DE UN MATERIAL.

• CONSIDEREMOS UN METAL EN CONTACTO CON UNA SOLUCIÓN ACUOSA. AL COLOCAR LAS DOS FASES EN CONTACTO, SE FORMA UNA INTERFASE CON PROPIEDADES ESPECÍFICAS. EN ESTA ZONA SE PRODUCE UNA REDISTRIBUCIÓN DE CARGA ELÉCTRICA EN LAS CUALES LAS PARTÍCULAS PORTADORAS DE CARGA (IONES DESDE EL METAL A LA SOLUCIÓN, ELECTRONES DESDE LOS IONES EN SOLUCIÓN AL METAL), DEBEN PASAR DE UNA FASE A OTRA, O SE ACUMULAN COMO ADSORBATOS EN LA INTERFASE. COMO RESULTADO, CADA FASE SE CARGA ELÉCTRICAMENTE ORIGINANDO UNA DOBLE CAPA ELÉCTRICA, CON UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL ASOCIADA.

• SE SABE QUE LOS METALES SE CORROEN EN PRESENCIA DE UN MEDIO CONDUCTOR DE CARGAS ELÉCTRICAS (ELECTROLITO), QUE ACTÚA DE PUENTE ENTRE DOS ZONAS DE LA ESTRUCTURA METÁLICA, PROVOCANDO LA PÉRDIDA DE MATERIAL EN DETERMINADOS LUGARES.

• HABRÁ UN FLUJO DE CORRIENTE DESDE CIERTAS ÁREAS DE LA SUPERFICIEMETÁLICA HACIA OTRAS. EL TÉRMINO ÁNODO DESCRIBE LA PARTE DE LA SUPERFICIE METÁLICA QUE SE CORROE. EL CÁTODO REPRESENTA LA SUPERFICIE DESDE LA CUAL LA CORRIENTE ABANDONA EL ELECTROLITO Y VUELVE AL METAL

• EL ÁNODO, CÁTODO Y ELECTROLITO CONFORMAN UNA CELDA DE CORROSIÓN.

CORROSIÓN EN METALES

• LA FUERZA IMPULSORA QUE HACE QUE LOS METALES SE CORROAN ES CONSECUENCIA DE LA INESTABILIDAD DE LA FORMA ME´TÁLICA. PARA ALCANZAR EL ESTADO METÁLICO DESDE SU FORMA NATURAL ALMACENAN ENERGÍA, LA CUAL VARÍA CON EL CADA METAL.

• CUANDO SE DEJA AL METAL EN CONTACTO CON UN MEDIO ADECUADO TENDERÁ A DESCARGAR DICHA ENERGÍA, RETORNANDO A SU ESTADO NATURAL. POR ESTO, CUANDO ALMACENAN MAYOR CANTIDAD DE ENERGÍA, TENDRÁN MAYOR CANTIDAD DE ENERGÍA PARA ENTREGAR AL MEDIO, O SEA, SE CORROERAN MÁS FÁCIL.

• EXISTE UNA TABLA QUE MUESTRA DICHA CONDICIÓN.

• EXISTEN DOS TIPOS DE CELDAS GALVÁNICAS:

DIFERENCIAS EN EL METAL:(CONEXIONES; CAÑERÍAS NUEVAS Y VIEJAS)EN EL CASO DE LAS CONEXIONES, CONTIENEN BRONCE, QUE ACTUA COMO CÁTODOY EL HIERRO COMO ÁNODO.EN EL CASO DE CAÑERÍAS VIEJAS, ESTAS YA HAN ENTRAGADO PARTE DE LA ENERGÍA, POR LO QUE ACTUAN COMO CÁTODOS.

DIFERENCIAS EN EL ELECTROLITO:(DIFERENCIAS EN EL SUELO) ESTA CORROSIÓN SE DEBE A QUE LA CAÑERÍA ATRAVIEZA DIFERENTES SUELOS, LA MISMA PIEZA DE METAL PUEDE CORROERSE. LA PORCIÓN DEL CAÑO EN EL SUELO MÁS SALINO GENERALMENTE SE CONVIERTE EN EL ÁNODO.

CONTROL DE LA CORROSIÓN

• SE REALIZA PARA ELIMINAR O DISMINUIR LA ACCIÓN DEL MEDIO AMBIENTE SOBRE EL MATERIAL.

• REVESTIMIENTOS ANTICORROSIVOS

• PROTECCIÓN CATÓDICA

• JUNTAS DE AISLACIÓN

• INHIBIDORES DE CORROSIÓN

REVESTIMIENTOS ANTICORROSIVOS

• REVESTIMIENTOS PLÁSTICOS APLICADOS EN FRIO:COMPUESTOS POR UNA BASE DE PINTURA IMPRIMIDORA, CINTA PLÁSTICA (POLYKEN); ENVOLTURA DE PROTECCIÓN MECÁNICA DE LA CINTA.

• REVESTIMIENTOS BASE ASFALTOS: SE APLICAN EN CALIENTE, ESTÁN COMPUESTOS POR UNA BASE DE PINTURA IMPRIMIDORA (EPOXI), ESMALTE DE BASE ASFÁLTICA CALIENTE, VELO DE VIDRIO HILADO Y VELO DE VIDRIO HILADO SATURADO EN ASFALTO

PROTECCIÓN CATÓDICA

• SE FUERZA A LA SUPERFICIE METÁLICA A RECIBIR CORRIENTE DEL SUELO, ES DECIR, TRANSFORMAR LA SUPERFICIE A PROTEGER EN UN GRAN CÁTODO. SE UTILIZAN DOS MÉTODOS:

• ÁNODOS GALVÁNICOS: (DE SACRIFICIO) UTILIZA UN METAL QUE TIENE ENERGÍA DISPONIBLE PARA PROVOCAR UNA DIFERENCIA DE VOLTAJE CON RESPECTO A LA ESTRUCTURA QUE SE CORROE Y ASÍ DESCARGAR LA CORRIENTE QUE FLUYE A TRAVÉS DEL SUELO HACIA LA MISMA. EL ÁNODO GALVÁNICO DEBE ESTAR CONECTADO ELÉCTRICAMENTE A LA CAÑERÍA A PROTEGER Y CON EL SUELO.

• SISTEMA DE CORRIENTES IMPRESAS: SE UTILIZA CUANDO LA ENERGÍA DISPONIBLE PARA LA PROTECCIÓN CATÓDICA SUPERA A LOS ÁNODOS GALVÁNICOS. EL SISTEMA CONSISTE EN CONECTAR UNA FUENTE EXTERNA DE CORRIENTE EN TRE LA CAÑER´´IA A PROTEGER Y UN NÚMERO DETERMINADO DE ÁNODOS DISPERSOS. EL TERMINAL NEGATIVO SE LO CONECTA A LA CAÑERÍA A PROTEGER. SE UTILIZAN ÁNODOS DISPERSOS DE HIERRO DE SILICIO Y LA FUENTE PUEDE SER BATERIAS DE 12 V; RECTIFICADORES DE CORRIENTE ALTERNA EN CONTINUA Y TERMOGENERADORES.

JUNTAS DE AISLACIÓN

• SON ACCESORIOS QUE SE UTILIZAN PARA AISLAR ELÉCTRICAMENTE DISTINTAS PARTES DE LA ESTRUCTURA METÁLICA QUE COMPONE LA CELDA DE CORROSIÓN. SE UTILIZAN EN CONEXIONES DE METÁLES DIFERENTES, REEMPLAZOS DE CAÑERÍAS, PARA AISLAR CAÑERÍAS PROTEGIDAS DE OTRAS QUE NO ESTAN Y SOBRE TODO PARA CAÑERÍAS ENTERRADAS E INSTALACIONES DE SUPERFICIE.

INHIBIDORES DE CORROSIÓN

• PUEDEN ACTUAR A TRAVÉS DE LA FORMACIÓN DE PELÍCULAS QUE ELLOS MISMOS FORMAN CON LOS CATIONES MATALICOS, PROMOVER LA ESTABILIZACIÓN DEPELÍCULAS DE ÓXIDOS PASIVOS O REACCIONAR CON LA SUSTANCIA AGRESIVA DEL ELECTROLITO.

• ANIÓNICOS: SON EFICIENTES, PERO SE DEBEN UTILIZAR EN CONCENTRACIONES ELEVADA S. EL MÁS EFICIENTE ES EL ANIÓN CROMATO, QUE PROMUEVE LA FORMACIÓN DE PELÍCULAS DE ÓXIDOS ESTABLES A TRAVES DEL ÓXIDO DE CROMO. TAMBIÉN SE UTILIZA EL NITRITO, BORATOS, BENZOATOS Y MOLIBDATOS

• TODOS ESTOS INHIBIDORES DESPLAZAN EL POTENCIAL DE PICADO HACIA ZONAS MÁS POSITIVAS.

• CATIÓNICOS: SON MENOS EFICACES, PERO MÁS SEGUROS. LOS MÁS UTILIZADOS SON LOSPOLIFOSFATOS, QIE FORMAN UNA PELÍCULA POLARIZANTE, LO QUE DIFICULTA LA REACCIÓN DE REDUCCIÓN DEL OXÍGENO.

• MIXTOS: CROMATO-ZINC; CROMATO-POLIFODFATOS; ETC

• LA ELECCIÓN DEPENDE DEL TIPO DE METALES PRESENTES, CALIDAD DEL AGUA (PH; OXÍGENO DISUELTO, PRESENCIA DE MICRO-ORGANIZMOS, ETC); VELOCIDAD DE CIRCULACIÓN DEL AGUA,; CONDICONES DE LIMPIEZA; ETC

PRUEBAS HIDROESTÁTICAS

• EN UNA PRUEBA HIDROESTÁTICA DE UN OLEODUCTO LOS PRODUCTOS SE REEMPLAZAN POR AGUA, LA QUE ES BOMBEADA A UNA PRESIÓN MAYOR Y SE MANTIENE EN UN PERÍODO DE OCHO A DIES HORAS. ESTA PRUEBA SE REALIZA PARA CONFIRMAR QUE EL OLEODUCTO NO TIENE DEFECTOS.

• PARA DETECTAR ALGUNA ROTURA SE MONITOREA PERMANETEMENTE LA PRESIÓN, ADEMÁS EXISTEN PATRULLAS QUE REALIZAN UNA INSPECCIÓN VISUAL.

• PARA GARANTIZAR LA SEGURIDAD LA PRUEBA SE REALIZA POR SECCIONES. UNA PRUEBA PUEDE LLEVAR SEMANAS E INCLUIR VARIOS SEGMENTOS DE TUBERÍAS SEPARADOS.