p.3.0413.01 Proteccion Catodica

SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROLLO PROFESIONAL

UNIDAD DE NORMATIVIDAD TECNICA

ESPECIFICACION TECNICA PARA CONSTRUCCION DE OBRAS

INSTALACION DE SISTEMAS PARA PROTECCIONCATODICA

P.3.0413.01

PRIMERA EDICIONAGOSTO, 2000

(CATHODIC PROTECTION SYSTEMS )

Primera Edicin P.3.0413.01: 2000 UNT

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INSTALACIN DE S ISTEMAS PARA P ROTECCIN C ATDICA

P R E F A C I O

Pemex Exploracin y Produccin (PEP) en cumplimiento del decreto por el que se reforman,adicionan y derogan diversas disposiciones de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin,publicada en el Diario Oficial de la Federacin de fecha 20 de mayo de 1997 y acorde con elPrograma de Modernizacin de la Administracin Pblica Federal 1995 - 2000, as como con lafacultad que le confiere, la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Pblico, laLey de Obras Pblicas y Servicios Relacionados con las Mismas y la Seccin 4 de las ReglasGenerales para la Contratacin y Ejecucin de Obras Pblicas y de Servicios Relacionados con lasMismas, expide la presente especificacin la cual aplica a la instalacin de sistemas para proteccincatdica.

Esta especificacin se elabor tomando como base la tercera edicin de la norma No. 3.413.01,emitida en 1990 por Petrleos Mexicanos, de la que se llev a cabo su revisin, adecuacin yactualizacin, a fin de adaptarla a los requerimientos de Pemex Exploracin y Produccin.

En la elaboracin de estas especificaciones participaron:

Subdireccin de Regin Norte

Subdireccin de Regin Sur

Subdireccin de Regin Marina Noreste

Subdireccin de Regin Marina Suroeste

Direccin Ejecutiva del Proyecto Cantarell

Subdireccin de Perforacin y Mantenimiento de Pozos

Coordinacin Ejecutiva de Estrategias de Exploracin

Auditora de Seguridad Industrial y Proteccin Ambiental

Subdireccin de Planeacin

Subdireccin de Administracin y Finanzas

Subdireccin de Tecnologa y Desarrollo Profesional

Unidad de Normatividad Tcnica

Primera Edicin P.3.0413.01: 2000 UNT

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INDICE DE CONTENIDO Pgina

0. Introduccin.............................................................................. 3

1. Objetivo.................................................................................... 3

2. Alcance..................................................................................... 3

3. Actualizacin........ 3

4. Campo de aplicacin................................................................ 3

5. Definiciones.............................................................................. 3

6. Referencias.............................................................................. 4

7. Abreviaturas............................................................................. 5

8. Materiales................................................................................. 5

8.1 Anodos...................................................................................... 5

8.2 Rectificador............................................................................... 6

8.3. Subestacin elctrica............................................................... 7

8.4. Conductores elctricos............................................................. 7

8.5 Conectores y conexiones......................................................... 8

8.6 Soldadura................................................................................. 8

8.7 Postes de sealamiento y registro........................................... 8

8.8 Material para aislamiento y parchado...................................... 9

8.9 Aislamientos elctricos............................................................. 9

9. Almacenamiento y transporte de materiales............................ 9

10. Camas andicas....................................................................... 9

10.1 Instalacin y conexin de nodos de grafito............................ 10

10.2 Instalacin y conexin de nodos galvnicos........................... 10

11. Pruebas.................................................................................... 11

12. Inspeccin................................................................................ 11

13. Criterios de medicin................................................................ 12

14. Bibliografa................................................................................ 12

Figuras...................................................................................... 13

Primera Edicin P.3.0413.01 :2000 UNT

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0. Introduccin.

Dentro de las principales actividades que se llevana cabo en PEMEX Exploracin y Produccin(PEP), se encuentran el diseo, construccin,operacin y mantenimiento de las instalacionespara extraccin, recoleccin, procesamientoprimario, almacenamiento, medicin y transportede hidrocarburos, as como la adquisicin demateriales y equipos requeridos para cumplir coneficiencia y eficacia los objetivos de la Empresa.En vista de esto, es necesaria la participacin delas diversas disciplinas de la ingeniera, lo queinvolucra diferencia de criterios.

Con el objeto de unificar criterios, aprovecharlas experiencias dispersas, y conjuntarresultados de las investigaciones nacionales einternacionales, Pemex Exploracin yProduccin emite a travs del Area deNormatividad Tcnica, esta especificacin conel objeto de que sea aplicada en la instalacinde sistemas para proteccin catdica.

1. Objetivo.

Este documento tiene como objeto la proteccinde estructuras metlicas enterradas y/osumergidas expuestas a la corrosin.

2. Alcance.

Esta especificacin establece los requisitosmnimos para la instalacin de sistemas paraproteccin catdica de estructuras metlicasenterradas y/o sumergidas.

3. Actualizacin.

A las personas e instituciones que hagan uso deeste documento normativo tcnico, se solicitacomuniquen por escrito las observaciones queestimen pertinentes, dirigiendo su correspondenciaa:

Pemex Exploracin y Produccin.

Unidad de Normatividad Tcnica.

Direccin: Baha de Ballenas # 5, 9 piso.

Col. Vernica Anzures, Mxico, D.F. C.P. 11300.

Telfono directo: 55-45-20-35

Conmutador: 57-22-25-00, ext. 3-80-80.

Fax: 3-26-54

Email: [email protected]

4. Campo de aplicacin.

Este documento normativo tcnico aplica en todaslas reas de Pemex Exploracin y Produccin, enla que se instalarn sistemas de proteccincatdica.

5. Definiciones

5.1 Corrosin.

Es la degradacin de un material, generalmente unmetal, debido a la reaccin con el medio ambiente.

5.2 Proteccin catdica.

Es la tcnica que controla la corrosin externa dematerial enterrado o sumergido, en contacto con unelectrlito convirtiendo al metal en el ctodo de unacelda electroqumica, mediante el paso de lacorriente que proviene de un nodo.

5.3 Recubrimientos anticorrosivos usadosen proteccin catdica.

Son los materiales y revestimientos, que se usanpara prevenir la corrosin de una estructurametlica, por aislamiento del medio ambiente enque se encuentra.


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5.4 Electrlito.

Es un conductor inico de corriente directa. Serefiere al subsuelo o al agua en contacto con unaestructura metlica enterrada o sumergida.

5.5 Ctodo.

Es el electrodo en el cual ocurre el fenmeno dereduccin.

5.6 Anodo.

Es el electrodo en el cual ocurre el fenmeno deoxidacin.

5.7 Anodo galvnico o de sacrificio.

Es un metal con potencial normal de oxidacinmayor que el de la estructura metlica porproteger, de tal forma, que al emitir corriente deproteccin se consume.

5.8 Anodo inerte.

Es aqul que no produce corriente elctrica y suconsumo no es directamente proporcional a lacorriente de proteccin.

5.9 Cama andica.

Es el grupo de nodos inertes o galvnicos queforman parte del circuito de proteccin catdico.

5.10 Corriente de proteccin.

Es la necesaria para obtener los valores depotenciales de proteccin, de una estructurametlica.

5.11 Potencial de estructura al electrlito.

Es la diferencia de tensin, entre una estructurametlica enterrada o sumergida y un electrodo dereferencia, en contacto con el electrlito.

5.12 Polarizacin.

Es la magnitud de variacin de potencial decircuito abierto de un electrodo, causado por elpaso de una corriente elctrica.

5.13 Puenteo.

Es la unin de estructuras metlicas por medio deun conductor elctrico, soldado por aluminotermia,con el fin de igualar su potencial estructura-electrlito.

5.14 Resistividad del terreno.

Es la resistencia elctrica especfica de un terreno,se expresa en ohms-cm.

5.15 Material de relleno.

Material que envuelve al nodo para reducir suresistencia de contacto con el terreno.

5.16 Junta de aislamiento.

Elemento de material aislante que sirve paraseccionar elctricamente la estructura metlica porproteger.

5.17 Poste de sealamiento y registro.

Es aqul que indica la trayectoria y localizacin delas estructuras metlicas por proteger, sirviendoadems para medir el potencial de la estructura alelectrlito.

5.18 Rectificador.

Equipo para convertir la corriente alterna acorriente directa controlada.

5.19 Soldadura por aluminotermia.

Procedimiento para soldar conductores elctricos aestructuras metlicas, consiste de una mezclapulverizada de xido de cobre, aluminio y plvora,que se activa mediante una chispa.

6. Referencias.

6.1 Norma DGN J-120-1970.

6.2 NOM-008 SCFI 1993 Sistema Ge neral deUnidades de Medida.


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7. Abreviaturas.

NOM Norma Oficial Mexicana.

PEP Pemex Exploracin y Produccin.

AWS Sociedad Americana de Soldadura.

8. Materiales.

8.1 Anodos.

El diseo de un sistema de proteccin catdicadebe considerar el uso de nodos inertes y/ogalvnicos.

8.1.1 Anodos inertes.

Los nodos inertes ms comunes son:

8.1.1.1 Anodos de grafito.

El grafito es el material ms empleado para lainstalacin de dispositivos andicos en tierra, porsu gran conductividad y bajo consumo, en lamayora de los suelos.

Se fabrican en forma cilndrica, en las siguientesdimensiones.

3 60 Long.

4 80 Long.

Uso en todo tipo de suelos.

8.1.1.2 Anodos de acero al alto silicio.

Este tipo de nodos se producen en dosaleaciones de acero al alto silicio, cuyascaractersticas son:

8.1.1.2.1 Anodos de acero al alto silicio.


1 X 60 Long.

1.5 X 60 Long.

2 X 60 Long.

3 X 60 Long.

Uso: terreno severo, agua salada.

8.1.1.2.2 Anodos de acero al alto silicio ycromo.


1.5 X 9 Long.

2 X 9 Long.

1 X 30 Long.

1.5 X 30 Long.

2 X 30 Long.

Uso en condiciones de alta agresividad.

8.1.1.3 Anodos de plomo-plata.

El plomo aleado con 6% de antimonio y 1% deplata, presenta una gran resistencia al desgaste, altolerar altas densidades de corriente. Se fabricanen diversos pesos y medidas.

Usos: en agua de mar.

8.1.1.4 Anodos de platino.

El platino siendo un buen conductor, presenta unconsumo prcticamente nulo a cualquier densidadde corriente. Pero debido a su alto costo, su uso esmuy restringido.

Uso: en forma de recubrimiento sobre otro metalbase, como la plata o el titanio.

8.1.2 Anodos galvnicos (de sacrificio ).

Este tipo de nodos sirven como fuente de energa,en particular, cuando no es posible obtener energaelctrica con facilidad o en las que no esconveniente o econmico instalar lneas de energapara este propsito, lo materiales que ms seutilizan como nodos galvnicos son el magnesio,el aluminio y el zinc.


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8.1.2.1 Anodos de magne sio.

Se fabrican en diversos pesos y medidas,incluyendo cintas, los hay de los siguientes pesosen libras: 2, 7, 5, 9, 15, 17, 32, 48, 100, las cintastienen un peso promedio de 0.22 libras por metrolineal y se surte en rollos de 300 m de longitud. Elmagnesio es el material ms utilizado como nodogalvnico.

Uso: principalmente para proteger estructurasenterradas, tanques, condensadores, etc.

8.1.2.2 Anodos de aluminio.

Se fabrican en diversos pesos y medidas: los hayde los siguientes pesos en libras: 15, 12, 21, 23,26, 30, 39, 48, 60, 90, 100, 120, 175 y 240.

Uso: para proteger estructuras sumergidas queoperan a altas temperaturas, plataformas marinas.

8.1.2.3 Anodos de zinc.

Este tipo de nodos se fabrican con zinc de altapureza, (99.99%), en diversos pesos y medidascon alma de tubo, varilla o patn de soleragalvanizada, para su instalacin los hay de lossiguientes pesos en libras: 5, 12, 23, 24, 30, 48,50, 60, 150 y 250.

Usos: en forma de brazalete para protegerestructuras sumergidas, tuberas de acerodesnudas en suelos de baja resistividad, cascosde barcos, etc.

8.1.3 Materiales de relleno. (Back fill).

S utilizan para envolver los nodos con el fin dereducir su resistencia de contacto con el suelo.

8.1.3.1 Para nodos inertes.

En estos casos se usa como material de rellenocarbn de coque triturado, cuya granulometradebe cumplir lo siguiente:

Debe pasar 100% por la malla No. 6.

Debe pasar 40% por la malla No. 14.

El material restante debe desecharse.

8.1.3.2 Para nodos galvnicos.

En estos casos se puede usar como material derelleno, como la composicin que a continuacin seindica.

Material Peso en %

Yeso seco en polvo. 75

Bentonita seca en polvo 20

Sulfato de sodio anhidro. 5

Agua para saturar la mezcla.

Cantidad de relleno por nodo:

Peso de nodo (lbs) Cantidad derelleno (lbs)

17

32

48

30

35

52

Los nodos en forma de brazalete o de cinta norequieren de relleno.

8.2 Rectificador.

8.2.1 El rectificador de corriente alterna es eltipo de fuente de corriente directa comnmenteempleado para proteccin catdica, por sucapacidad prcticamente ilimitada de potencia,tensin y corriente.

Generalmente se alimenta de corriente alterna debaja tensin (110/220/440 V.C.A.) monofsica otrifsica.

En el proyecto se deben indicar las caractersticaselctricas, de construccin, de operacin einstalacin, procurando seleccionar la unidad mssimple posible para su aplicacin particular.

Deben preferirse unidades monofsicas a lastrifsicas por facilidad de mantenimiento y ajuste.

Las unidades trifsicas deben seleccionarse,donde el costo de energa elctrica seasignificativo.


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Es importante que el rectificador tenga unenfriamiento adecuado, por lo que debe instalarselejos de cualquier fuente que irradie calor o circuleaire o gases calientes, as como tambin lejos defuentes que tengan descargas corrosivas quepudieran atacar a la unidad, especialmente si esenfriado por aire.

El enfriamiento por aceite debe seleccionarse enreas donde la atmsfera es muy corrosiva o enreas donde hay mucho polvo.

Se debe seleccionar el banco de rectificacinapropiado, considerando que los bancos deselenio son generalmente ms baratos y mssusceptibles a sobrecargas de tensin.

El silicio puede ser la mejor eleccin en unidadesde gran capacidad, particularmente aquellas conelevadas salidas de tensin.

El silicio es ms susceptible a sobrecargas decorriente que el selenio.

El gabinete rectificador independientemente deltipo de enfriamiento debe conectarse a tierra.

El tablero de control rectificador debe ser fcilacceso y debe constar fundamentalmente de:

Terminales de alimentacin paracorriente alterna.

Terminales de salida de corriente directa.

Elementos de proteccin contrasobrecargas.

Elementos para regular las condicionesde operacin (ampermetro y voltmetrode corriente directa).

Elemento de proteccin para descargasatmosfricas. En la figura 1 se puede veruna instalacin tpica de un rectificadormonofsico enfriado por aire.

8.2.2 Caseta.

El rectificador seleccionado para un sistema deproteccin catdica debe contar con una caseta de

proteccin contra el medio ambiente y suscaractersticas las debe marcar el proyecto.

8.3 Subestacin elctrica.

Cuando se selecciona un sistema de proteccincatdica a base de corriente impresa, es necesariocontar con una subestacin elctrica, fuente dealimentacin de corriente alterna para elrectificador.

La subestacin se debe seleccionar, considerandolas caractersticas de la lnea de transmisinelctrica de baja tensin ms cercana a laestructura por proteger.

Una subestacin elctrica consiste bsicamentede:

Transformador.

Cuchillas desconectadoras.

Protecciones para corto circuito, fusibles,apartarrayos.

Herrajes.

Poste.

8.4 Conductores elctricos.

Los calibres y tipos de forro de los conductoreselctricos que intervienen en un sistema deproteccin catdica, deben seleccionarse deacuerdo a la resistencia y capacidad de conduccinde corriente, que requieran.

El cable andico debe ser de doble forro eimpermeable.

El cable catdico se recomienda sea del mismotipo que el cable andico.

8.5 Conectores y conexiones.

8.5.1 Para nodos inertes.

Se deben utilizar conectores bipartidos, de altaresistencia, esta conexin debe ser aislada conresina epxica lquida. (Ver figura 2 ).


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8.5.2 Par a nodos galvnicos.

Se deben utilizar conectores de resorte para unir elcable de los nodos galvnicos con la estructurametlica por proteger y la conexin debe aislarsecon mastique elctrico y cinta adhesiva deplstico. (Ver figura 3 ).

8.6 Soldadura.

8.6.1 La soldadura por aluminotermia se debeemplear en las conexiones siguientes:

Entre el elemento de medicin del postede registro y amojonamiento y laestructura por proteger.

Entre el cable catdico y la estructura porproteger.

Entre las terminales de conexin de losnodos tipo brazalete y la estructura porproteger.

En puenteos. (Ver figura 4 ).

En donde lo indique el proyecto.

A las soldaduras efectuadas por el procedimientode aluminotermia se les debe aplicar una carga.La cual debe estar en funcin del calibre delconductor, segn lo indica la siguiente tabla.

Calibre No. Carga No. 14 15 12 15 10 15

8 15 6 15 4 25 2 25 1 32

1/0 452/0 65

8.6.2 Soldadura elctrica.

La soldadura elctrica se debe emplear bajo lascondiciones siguientes:

En nodos que para su fijacin cuentencon alma o soportes metlicos, el alma osoporte, debe soldarse a la estructura porproteger, de acuerdo a AWS A.3.061.

En la proteccin del interior del fondo detanques de almacenamiento, el alma delnodo debe soldarse al fondo del tanque,de acuerdo a AWS A.3.061.

En la instalacin de nodos prismticoscon alma de tubo galvanizado, as comosoportes especiales de acero o fierrogalvanizado, dichas almas o soportes, sedeben soldar a la estructura por proteger.

En donde lo indique el proyecto.

8.7 Postes de sealamiento y registro.

Se usan en sistemas de proteccin catdica paratuberas enterradas principalmente, los hay de dostipos R y RA.

Los postes deben ser de concreto proporcin 1:2:4cemento-arena-grava, reforzados con varillas de3/8 pulg. y estribos de 1/4 pulg., deben contar conun dispositivo de medicin de acuerdo a la figura 5.

Las grabaciones en las caras de los postes debenser hechas en cavo-relieve, del tipo, proporciones ydistribuciones similares a lo indicado en las figuras7 y 9.

Los postes deben ser pintados de color naranja odel color que indique el proyecto y las grabacionesde color negro.

Los datos grabados en los postes son especficospara cada ducto y deben recabarse antes de suconstruccin.

8.7.1 Poste tipo R.

Se usa como amojonamiento y registro paraproteccin catdica (ver figuras 6 y 7).

8.7.2 Poste tipo RA.

Se usa para inspeccin area y registro paraproteccin catdica (ver figuras 8 y 9).


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Se deben instalar con espaciamientos de 5kilmetros, a lo largo del derecho de va de la(s)tubera(s) por proteger, o donde lo indique elproyecto.

8.8 Material para aislamiento y parchado.

8.8.1 Para estructuras metlicas enterradas yexterior de fondos de tanques. El resane yaislamiento de la conexin a la estructura porproteger, debe hacerse con cualquiera de lossiguientes materiales.

Mastique elctrico, sometido al mtodode prueba de rigidez dielctrica demateriales aislantes, de la Norma DGN-J-120-1970, en cantidad suficiente pararecubrir el rea que se prepar parahacer la conexin y suficiente tambinpara recibir el material de la soldadura.Sobre el mastique elctrico se debecolocar un pedazo de cartn asflticoque evite la contaminacin por el terreno.

Esmalte de alquitrn de hulla, a unatemperatura tal que permita su aplicacinen forma de pelcula continua, hastacubrir el rea que se pretenda aislar.

Cinta aislante de plstico, sometida al mtodo deprueba de rigidez dielctrica de materialesaislantes, de la Norma DGN-J-120-1970.

8.8.2 Para estructuras metlicassumergidas.

El material de aislamiento y parchado que se debeutilizar en zona de mareas y oleajes, es el indicadoen la especificacin PEP P.3.0351.01, en cantidadsuficiente para resanar la proteccin anticorrosivay aislar la estructura por proteger.

8.9 Aislamientos elctricos.

Los aislamientos elctricos son necesarios por logeneral en todas las estructuras metlicasprotegidas catdicamente, para evitar fugas decorriente de proteccin.

En la proteccin catdica de tuberas es dondeencuentran su mayor aplicacin.

En este caso se deben instalar en todos aquellospuntos donde la tubera por proteger, tienecontacto con otras estructuras metlicas o deconcreto, con el propsito de lograr un buenaislamiento entre ellas.

Los aislamientos elctricos que ms se utilizan enlas instalaciones de Pemex Exploracin yProduccin, son juntas aislantes tipo monoblocpara tubera (figura 10), juntas aislantes parabridas y aislantes para soportera, las cuales debenser instaladas durante la construccin de la lnea.(Ver figuras 11 y 12 ).

Cuando se trate de aislar conexiones que van aquedar sumergidas, debe usarse el recubrimientopara zonas de mareas y oleajes, segn la NormaPemex 4.411.01 o el material y procedimiento queel proyecto indique.

9. Almacenamiento y transporte demateriales.

Los materiales mencionados deben seralmacenados a cubierto, en lugares en que notransiten personas ni vehculos sobre de ellos ydonde no pueden ser contaminados porsustancias, que alteren sus condiciones deaplicacin.

Los materiales que resulten defectuosos de debendesechar.

10. Camas andicas.

Existen bsicamente tres tipos distintos de lechosde puesta a tierra, que se pueden usar en sistemasde corriente impresa, el proyecto debe indicar eltipo de instalacin a utilizar.

Lecho de puesta a tierra remoto. Se usageneralmente para la proteccin detuberas desnudas y con recubrimiento,cuando se desea obtener un alcancedistante con la corriente protectora. Coneste tipo de instalacin, los problemas deinterferencia son mayores, as como los


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costos de derecho de va para lainstalacin.

Lechos de puesta a tierra con nodosdistribuidos a lo largo de la tubera. Estesistema tiene gran eficacia para laproteccin de tuberas desnudas enambientes altamente corrosivos, cuandola cantidad de corriente requerida es muyalta o cuando la posibilidad deinterferencia es un factor primordial.

Tambin se utiliza este tipo de distribucin para laproteccin de sistemas de tuberas y otrasestructuras, tales como las que se encuentran enlas estaciones de bombeo, reas de tanques dealmacenamiento y terminales de tubera.

En estos casos, los nodos se instalan en puntosdiversos y sin seguir un patrn geomtrico. Elpropsito de esta instalacin es el de vencer elefecto de apantallado, que una estructura puedetener sobre otra.

El costo de esta instalacin es aproximadamenteel doble que el de tipo remoto, pero debido a quela resistencia del circuito es menor, el costo de laenerga requerida por el rectificador disminuye.

Lecho de puesta a tierra profundo. Estainstalacin puede utilizar, cuando la resistividaddel electrlito cerca de la superficie del terreno seamuy alta, o que la interferencia que se cause atuberas ajenas con un lecho de puesta a tierraremoto sea crtica, tambin se puede utilizarcuando sea problemtico obtener el permiso deafectacin para instalacin.

Esta instalacin se lleva a cabo en un pozotaladrado a profundidades, que pueden llegar a unvalor de varios cientos de metros. Para reducir lainterferencia en estructuras ajenas, la porcinsuperior de la instalacin no debe descargarcorriente al electrlito, (tubo plstico, tubo de acerocon recubrimientos, etc. ).

El costo de este tipo de instalacin esgeneralmente mayor que el de una instalacinequivalente de tipo remoto. Se tiene comoinconveniente, que es muy difcil repararla en elcaso de una falla del lecho de puesta a tierra.

En la figura 13 se puede ver un arreglo tpico deesta instalacin.

10.1 Instalacin y conexin de nodos degrafito.

a. Para un sistema de proteccin mediantecorriente impresa, la colocacin de losnodos debe hacerse de acuerdo a loindicado en el proyecto, en cuanto alocalizacin de la instalacin y separacinde los nodos entre s.

b. La instalacin de los nodos de grafitopuede verse en las figuras 14 y 14 A.

10.2 Instalacin y conexin de nodosgalvnicos.

Para estructuras metlicas enterradas (tuberas)exterior de fondos de tanques.

Es aconsejable instalar los nodos galvnicos en elterreno con la resistividad ms baja, siempre ycuando este terreno se encuentre en las cercanasde la estructura a proteger. Los nodos debeninstalarse en lugares donde se facilite la retencinde la humedad. Es preferible instalar los nodos enlugares bajos cerca de riachuelos o zanjas y no enlugares elevados. Los nodos galvnicos debenalojarse en los agujeros que para el caso se hanpracticado, de dimensiones suficientes para que elnodo quede cubierto por una capa de material derelleno, con un espesor mnimo de cincocentmetros en su periferia, pueden serpreempaquetados, los cuales ya se suministrancon el relleno dentro de un paquete poroso opueden suministrarse individualmente en donde elnodo y el relleno hay que instalarlosseparadamente.

En el caso de nodos preempaquetados, lainstalacin es ms sencilla pues el paquete total seinstala en la zanja (horizontal) o el agujero (vertical)que se hizo para su instalacin. Slo se requieresuministrar agua al paquete del nodo despus decolocado en su lugar. Para lograr que el nodoinicie el suministro de corriente. (Ver figuras 15 y16 ).

Para estructuras metlicas sumergidas (tubera) e


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interior de fondos de tanques.

10.2.1 Los nodos para proteccin de tuberassumergidas e interior de fondos de tanques dealmacenamiento, deben llevar un alma de solera ode algn perfil estructural galvanizado.

Pueden llevar tambin soportes de fierroestructural o de algn acero en especial. Dichossoportes deben especificarse en el proyecto.

10.2.2 El alma o los soportes de los nodosdeben soldarse al elemento por proteger.

10.2.3 La colocacin de los nodos de sacrificiotipo brazalete para proteccin de tuberassumergidas, debe hacerse removiendo elrevestimiento de concreto, dejando una cavidad delongitud aproximada al ancho del brazalete, conuna tolerancia mxima de un centmetro yprocurando no daar el recubrimientoanticorrosivo. En caso de que as suceda, dichaproteccin se resanar o restituir.

10.2.4 El brazalete debe colocarse sobre elrecubrimiento anticorrosivo y las puntas deconexin, debe unirse a la tubera con soldadurapor aluminotermia, por el procedimiento que elproyecto indique.

10.2.5 Para plataformas marinas se recomiendafundir el metal del nodo, (zinc o aluminio),alrededor de un soporte de tubera gruesa y estossoportes se sueldan a la estructura cuando lamisma est siendo construida.

11. Pruebas.

Antes de llevar a cabo la instalacin de un sistemapara proteccin catdica, debe obtenerse un perfilde potenciales naturales de la estructura porproteger, las mediciones deben efectuarse en loslugares donde quedarn localizados los postes deamojonamiento y registro. Las variantes que sepresenten deben indicarse en el proyecto, cuandoconcluya la instalacin del sistema de proteccincatdica, debe verificarse la continuidad delcircuito.

La corriente de proteccin debe tener un valoraproximado al indicado en el proyecto.

Si el sistema de proteccin es a base de corrienteimpresa, debe obtenerse un perfil de potencialesde proteccin, efectuando las mediciones en lospostes de amojonamiento y registro.

Mediciones de potencial. Para las mediciones depotencial entre la estructura por proteger y elterreno en que est se encuentre alojada, debeusarse un electrodo de cobre/sulfato de cobresaturado, para completar el circuito a travs delterreno.

Para mediciones de potencial de estructurassumergidas, debe emplearse un electrodo deplata/cloruro de plata, para completar el circuito atravs del agua.

Para medir potenciales entre la estructura porproteger y el medio en que sta se encuentrealojada, se debe usar un voltmetro para corrientedirecta, con resistencia interna mnima de 1000ohms por volt.

12. Inspeccin.

La inspeccin durante la construccin de unsistema de proteccin catdica, es una fase crtica.El sistema mejor diseado si no es instaladoadecuadamente, no lograr el objetivo.

El inspector debe estar capacitado para llevar acabo las siguientes funciones:

12.1 Seguir los lineamientos de diseo durantela construccin del sistema de proteccin catdica.

12.2 Entrenar, si es necesario, al personal deconstruccin en los mtodos requeridos paraimplementar el diseo.

12.3 Verificar que las instalaciones estn deacuerdo con las especificaciones.

12.4 Hac er modificaciones menores, sinafectar el funcionamiento del sistema, en caso deimprevistos en campo.


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12.5 Efectuar las pruebas y medicionesnecesarias, para el correcto funcionamiento delsistema de proteccin catdica.

13. Criterios de medicin.

13.1 Localizacin de tuberas enterradas ysumergidas. Unidad: Kilmetro, conaproximaciones a tres decimales.

13.2 Excavaciones. Unidad: Metro cbico, secuantifican en base a los volmenes de materialextrado y las caractersticas del material de quese trate.

13.3 Rellenos: Unidad: Metro cbico.

13.4 Instalacin de nodos. Unidad: Anodo.

13.5 Instalacin de postes de sealamiento yregistro. Unidad: Pieza.

13.6 Conexiones. Unidad: Conexin.

13.7 Instalacin de rectificador. Unidad: Pieza.

13.8 Instalacin de subestacin elctrica.Unidad: Pieza.

13.9 Cable de cobre. Unidad: Metro.

13.10 Puenteo con alambre de cobre. Unidad:Puenteo.

13.11 Construccin de caseta para rectificador.La obra civil e instalacin elctrica que requiera laconstruccin de la caseta deben estar de acuerdoa las especificaciones PEP aplicables.

14. Bibliografa.

14.1 Especificaciones PEP.

P.2.411.01 Sistemas de ProteccinAnticorrosiva.

P.2.413.01 Sistemas de Proteccin Catdica.

P.3.0351.01 Aplicacin e inspeccin derecubrimientos para proteccinanticorrosiva.

P.3.121.02 Excavaciones.

P.3.121.03 Cortes.

P.3.121.04 Rellenos

P.3.135.02 Elaboracin, Transporte,Colocacin, Capacitacin, Acabadoy Curado de Concreto.

Normas Pemex

3.251.01 Instalaciones de Subestaciones deBaja Potencia.

3.421.01 Sistema de Transporte de Petrleopor Tubera (Partes I, II y III ).

14.2 Manual de procedimientos generales.

Pemex Seccin Prevencin de Corrosin Gerenciade Produccin.

14.3 Corrosion and lts control-marchall l.Parker the oil and gas journal.

14.4 Control of pipeline corrosion-A.W.Peabody.

14.5 Cor rosion control handbook. PetroleumEngineer Pipeline and Gas Journal, petr/chem.Engineer.

14.6 Recommended practice. Corrosioncontrol on steel, fixed offshore platforms associatedwith petroleum productor.

14.7 Corrosion basics. Nace.


13 /24


Rectificadormonofsico

Base metlica con ngulo 1- 1/2"

Int. termo-magntico

20 cm.

10 cm

Dado de concreto

15 x 15 x 10 cm

10 cm Registro de tierra

Tubo conduitC 40 1"

Condulet

Tuerca uninUNY 1"

Concreto coloreado de 15 x 15 cm

Cable de cobredesnudo cal. No. 2

AWG

Varilla Copper Weld16 mm

3.05 m LongVista lateral derecha

Vista lateral Vista Frontal

15 cm.

15 cm.

Rectificadormonofsico

Condulet

Tapsgruesos

Tapsfinos

Fusibles

Tubo conduitC 40 1"

Volt Amp

10 cm

Figura 1. Rectificador monofsico enfriado por aire.

Nivel depiso

Nivel depiso


14 /24


La conexin debe aislarsecon resina epxica lquida

Cable del nodo

A siguiente nodoA rectificador

Figura 2. Conector bipartido de alta resistencia.

Figura 3. Instalacin de postes de amojonamiento y registro con nodos.

Parcheo posteriora la soldadura conmaterial aislante

Tubera por proteger

Alambre de cobreTipo AWG-TW

Soldadura por aluminotermia

Conector de resorte aislamiento con mastique elctrico y cinta plstica

Soldadura por alumino termia

Poste de sealamiento y registro

Al nodo o grupode nodos

Poste de sealamientoy registro

Al nodo o grupode nodos

0.8 m

Variab

le

Tubera por proteger

Alambre de cobretipo AWG--TW

1.25 m

Nivel depiso

PlantaS/Esc.

AlzadoS/Esc.

Primera Edicin P.3.0413.01:2000 UN T

15 /24


Figura 4. Puenteo elctrico de tuberas.

Figura 5. Dispositivo de medicin para poste de sealamiento y registro tipo R y RA.

1. Soldaduras por aluminotermia, cuando el alambre se desarrolle en ambos sentidos se debe utilizar crisol de paso, soldando las dos secciones de alambre al tubo en una sola operacin.

2. Cualquiera de los dos extremos del puente, puede prolongarse cuando sea necesario conectarlo a otra instalacin (poste, nodo, cinta, etc.).

N O T A S

Alambre de cobreNo 12 T.W. 0.8 mts.

Constante

Variab

le

Variab

le

Variab

le

Variab

le

1

11

1

22

Forro de cinta elctrica de plstico para las partes embebidas del mortero

110

2138

21

1580

15

Tubo conduit

50

25 25

Relleno de mortero de cemento y arena 1:1

Caja hueca dejada en el poste rellena de esmalte

de alquitrn de hulla

1521

3821

15

Alambre No. 12 T.W.

34 Tubo conduit de 1/2" (12.7)

A la tuberaAl nodo

11026 74

Soldadura de estao

Deriva

cin

Tipo R

.S. de

0.01

?

Acot. en mm.


16 /24


Figura 6. Poste de sealamiento y registro tipo R.

Elevacin Corte

Acot. en cm

Corte A-A'

Tubo de (1/12")

A

25

145

510

2.536

4 vars. de (3/8")

Estribos de (1/4") cada 30 cm.

118.5

2.5

2.5

1515

10 2.52.5

15 10

2.5 5 5 5

10

4 vars. de (3/8")

2.5

10

36

A

145

2.5

Acot. en cm.


17 /24


Figura 7. Grabados para poste de sealamiento y registro tipo R.

La cara "A" se debe orientar hacia las tuberas para proteger.La cara "B" debe indicar el kilometraje del lugar donde se localiza el poste.La cara "C" debe indicar el origen y final del conducto por proteger.La cara "C " se debe utilizar en ambas desviaciones.La cara "C " se debe utilizar para localizar camas de nodos galvnicos.La cara "D" se debe utilizar para indicar los dimetros de las tuberas por proteger.

410

121820

3A

#

0"158+4

Cara "B"

Cara "A"

Cara "C", "C",C"1 2

A B C C 1 C 2 D

Acot. en cm

10

240+5

PR

MEX

PEMEX

Cara "D"

62.0

54.5

2.57.5

87

52

25

52

52

52

2

59.5

54.5

2.55

73

73

72

52

72

2

2.55

73

71

21

73

73

72

2

2.55

53

22

52

52

22

52

32

5

56.5

32

1

2

2.53

73

73

73

73

72

2


18 /24


Figura 8. Poste de sealamiento y registro tipo RA.

Concreto 1: 2: 4:

Alambrn 1/4"(0.64)

2 ganchos Fe de 3/8"(0.95) cda. std

Nivel de tierra

Salida del tubo a 30 cm del extremo superior

Acotaciones en cm.

Tubo conduit 1/2" (1.27)

Caja cnica para recibir ancla de laplaca de concreto

19

16

5 Alambrones de 1/4" (0.64) a cada 17 cm.

3 Alambrones de 1/4" (0.64) a cada 18 cm.

Placa de concreto armado (definitiva).

20

45Solera de 2"x1/8" (5.1 x 0.32)

Registro de medicin

45

15

15

11

150

75

45

15

370

250

15

15

4 var.3/8" (0.95) a 9 cm.yestribos cada 35 cm.

45

4

120

Placas de lmina provisional

9


19 /24


Figura 9. Acabados y grabados para poste de sealamiento y registro tipo RA.

Figura 10. Junta aislante monobloc.

Desarrollo de 5 caras del poste

Hasta el nivel de tierra

Caja rectangular de 49 x205x15 mm.para embutir numeracin de placas de azulejo.

75

45 39

5.5 5

Grabad

os en

el pos

te en

cavore

lieve

210Has

ta el

nivel

de tie

rra

Cara hacia el origen

15

Tubo conduit

Registro para medicin

150 ha

sta el

Niv

el de

tierra

18 18 185 5.5Acotaciones en cm.

Grabados en la placa con acabado de mosaico en color negro sobre fondo naranja.

1 2 3 4 5

Registro para medicin

2.6

Trampa de envio de diablos Trampa de recibo de diablos

Junta monobloc D U C T O

Junta monobloc


20 /24


Figura 11. Aislamiento en apoyos y abrazaderas.

AbrazaderaAislante (neopreno)

mnimo 1/4" de espesor

Roldana de acero yroldana aislante

Tornillo deanclaje

Tubo

A Abrazadera

Tubo

Tornillo de anclaje

Aislante (neopreno)mnimo 1/4" espesor

A

VISTA LATERALCORTE A-A

7

3

N O T A S

- Apretar las tuercas justamente lo necesario.- Las caras de la brida deben quedar paralelas.- No dejar ningn dispositivo auxiliar para alinear el empaque en el interior del tubo o entre bridas.- Limpiar perfectamente los asientos de las bridas.

Tuerca hexagonal1

2

3

4

5

6

7

8

Brida de acero

Empaque aislante

Chaqueta aislante de P.V.C.

Roldana aislante

Roldana de acero

Esprrago de la brida

Tubo

8

7 13

8

1 6 5 2 4 2 4 5 6

Figura 12. Aislamiento en bridas.

S/esc. S/esc.


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Figura 13. Instalacin de cama andica del tipo profundo.

Tubera protegida Grava mediana

Rectificador

Carbn de coque

Tubo soporte

Anodo grafito

Atado a tubo soporte

Ventilado y tapa registro de seguridad

Variable

Acot. en metros

- +

0.3

Nivel de piso

Tubo soporte

Carbn de coque


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Figura14. Dimensiones de la excavacin para sembrar nodos de grafito e instalacin.

0.3

3.3

Relleno con suelonatural o grava

Conector bipartidocompacto, aislado con resina epxica lquida

0.8

1.5

Al rectificador

Cable principal

Al nodo siguiente

Capuchn de neopreno

Relleno coque grado metalrgico trituradoy compactado 1/2" max.

Anodo de grafitode 3" x 60"L

1.00.5

1.00.8

A L Z A D O

CORTE LONGITUDINAL

Acot. en metros

0.3

8.5

10.0

0.6

CORTE TRANSVERSAL

Cable

principal

Anodo

Anodo

1.5

0.3

0.45 0.45

0.75 0.75

Conector bipartido compacto aislado con resina epxica lquida Relleno con suelo natural o grava

Cable principal

30

Relleno de coque grado metalrgico triturado y compactado 1/2" max.

15230

Al siguiente nodo

Capuchn de neopreno 30

Anodo de grafito de 2" x 60" L 3" x 60" L

Acot. en cm.

80

80

Nivel de piso

Nivel de piso

Acot. en cm

Figura 14-A. Instalacin de nodos para corriente impresa en posicin horizontal.


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Figura 15. Instalacin de grupos de nodos de magnesio.

Variab

le

Tubera por proteger

Soldadura por aluminotermiaparcheo posterior con material aislante

Tubera por proteger

Soldadura por aluminotermia Conector de resorte

Conector de resorte

Agujero

Anodo

Alambre de cobre TW forrado

Variab

le

P L A N T A

Sin Esc.

Anodo de magnesio

Rellenocompacto

Alambre de cobre preforrado

25 m

0.8 m

E L E V A C I O N

Sin Esc.

Variab

leVar

iable

Nivel de piso


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Figura 16. Instalacin de cinta de magnesio.

Tubera por proteger

Soldadura por aluminotermia aislamiento posterior con el mismo tipo de recubrimiento empleado en la tubera

Cinta de magnesio

Alambre de cobre AWG-TW

Soldadura de cobrepor aluminotermia

Relleno compactado

Cinta de magnesio

Variab

le

Alma de acero(Alambre No. 11)

Soldadura de cobre por aluminotermia aislamiento posterior. Mastique elctricoy cinta adhesiva de plstico

ZanjaAlambre de cobre

AWG-TW

25 m.

0.80 m

.

Nivel de piso

PlantaS/Esc.

ElevacinS/Esc.

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