222998747-trabajo-practico-api-1104.pdf

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UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA DECANATURA DE POST-GRADO ESCUELA DE GRADUADOS DE INGENIERIA

MÓDULO PROCEDIMIENTOS E INSPECCIÓN DE UNIONES SOLDADAS EN TUBERÍAS Y TANQUES SEGÚN API 1104 Y ASME IX

TRABAJO PRÁCTICO

Maestrante: FREDDY JAVIER PUMA RODRIGUEZ

Docente: Carlos Cabrera Torrez

Cochabamba, Marzo de 2014

1

TRABAJO PRÁCTICO Se tiene como requerimiento técnico para un determinado Proyecto de construcción, Desarrollo de campo UPB, los pozos UPBX1 y UPBX2, con dos facilidades de producción, líneas de recolección y una línea troncal hasta la planta de proceso. Adicionalmente se debe construir una batería que incluye un separador y tanque de almacenamiento.

Los datos para las tres líneas son:

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

FLUIDO PREDOMINANTE

DE [pulg]

t [pulg]

Especificación

MOP [psi]

MAOP [psi]

1

Línea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

Gas + condensado + agua

8,625

0,322

API 5L X42 (PSL 2)

1350

2250

Gas + condensado + agua

4,625

0,312

API 5L X52 (PSL 2)

1650

2750

Gas + condensado + agua

12,625

0,500

API 5L X56 (PSL 2)

1350

2125

2

3

Línea de Recolección de pozo UPBX2 a batería Línea Troncal de batería a planta de proceso.

Determinar: 1. ¿Cuál es el código de referencia aplicable para el diseño, construcción e inspecciones aplicable?

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

FLUIDO PREDOMINANTE

CODIGO DE REFERENCIA APLICABLE

1

Línea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

Gas + condensado + agua

ASME B31.8

2

Línea de Recolección de pozo UPBX2 a batería

Gas + condensado + agua

ASME B31.8

3

Línea Troncal de batería a planta de proceso.

Gas + condensado + agua

ASME B31.8

2

2. ¿Cuál es para las condiciones establecidas de diseño, el valor de la tensión en el aro Sh que resulta para este sistema de tuberías y su relación con el límite de fluencia?

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

DE [pulg]

t [pulg]

Especificación

MOP [psi]

MAOP [psi]

Sh [psi]

%

1

Línea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

8,625

0,322

API 5L X42 PSL 2

1350

2.250

18.080

43%

4,625

0,312

API 5L X52 PSL 2

1650

2.750

12.230

24%

12,625

0,500

API 5L X56 PSL 2

1350

2.125

17.044

30%

2

3

Línea de Recolección de pozo UPBX2 a batería Línea Troncal de batería a planta de proceso.

3. ¿Considerando los datos establecidos arriba, cual sería un WPS tentativo, que podría emplearse en la soldadura de producción previa calificación?

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

FLUIDO PREDOMINANTE

WPS

1

Línea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

Gas + condensado + agua

API 1104

2

Línea de Recolección de pozo UPBX2 a batería

Gas + condensado + agua

API 1104

3

Línea Troncal de batería a planta de proceso.

Gas + condensado + agua

API 1104

4. Si calificamos el procedimiento de soldadura tentativo y tenemos los siguientes datos de los laboratorios para las probetas, determinar los esfuerzos resultantes de los ensayos en cada caso, indicar el esfuerzo mínimo especificado, y establecer si el total de ensayos es conforme a los criterios de aceptación para determinar la calificación del procedimiento de Soldadura. Los resultados de los ensayos presentados para cada una de las facilidades de producción se presentan en la siguiente Tabla abajo.

3

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

1

Linea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

Tipo de Ensayo Especificación

Tracción 1

API 5L X42 (PSL 2)

Tracción 2

2

Linea de Recolección de pozo UPBX2 a batería

Tracción 1

API 5L X52 (PSL 2)

Tracción 2

3

Linea Troncal de batería a planta de proceso.

Tracción 1 Tracción 2

API 5L X56 (PSL 2)

Area de Sección [pulg^2]

Carga Máxima [psi]

Esfuerzo [psi/pulg^2]

Esfuerzo Mínimo Especificado [psi]

Resultado

0,325

18.525

57.000

60.200

RZ

0,321

16.925

52.726

60.200

RZ

0,300

21.000

70.000

66.700

AP

0,305

18.765

61.525

66.700

RZ

0,500

37.913

75.826

71.100

AP

0,485

42.100

86.804

71.100

AP

Los datos de la columna Esfuerzo Mínimo Especificado, fueron tomados de la siguiente Tabla 7, de la Norma API 5L “Specification for Pipe Line”

th

Fuente: Norma API 5L “Specification for Pipe Line”, 44 Edition.

4

Para establecer si el total de ensayos es conforme a los criterios de aceptación se presenta la Tabla 3 de la Norma API 1104.

Según la Tabla 3 mostrada arriba, se puede afirmar que el total de ensayos para las tres facilidades de producción cumplen con los requisitos exigidos por la norma API 1104. Asimismo conforme a los ensayos de laboratorio realizados, y los resultados mostrados en las siguientes Tablas, se establece los siguientes criterios de aceptación para las 3 facilidades de producción indicadas.

Línea de Recolección de pozo UPB - X1 a Batería Tipo de Ensayo

Indicaciones

Resultado Criterio de Aceptación

Doblez de cara 1

Sin Indicaciones

AP

Doblez de cara 2

Fisura parte media medida 2.2 mm

AP

Doblez de raíz 1

Sin Indicaciones

AP

Doblez de raíz 2

Sin Indicaciones

AP

Nick breack 1

Escoria 3 mm

AP

Nick breack 2

Sin Indicaciones

AP

Punto Requerimiento API 1104

Fisura: desde ≤ 3 mm hasta t/2 (4.08 mm)

5.6.4.3

Longitud de escoria ≤ 3 mm (1/8")

5.6.3.3

5

Línea de Recolección de pozo UPB - X2 a Batería Tipo de Ensayo

Indicaciones

Resultado Criterio de Aceptación

Doblez de cara 1

Sin Indicaciones

AP

Doblez de cara 2

Fisura parte media medida 3.2 mm

RZ

Doblez de raíz 1

Sin Indicaciones

AP

Doblez de raíz 2

Sin Indicaciones

AP

Nick breack 1

Sin Indicaciones

AP

Nick breack 2

Sin Indicaciones

AP

Fisura: desde ≤ 3 mm y t/2 (3.96 mm)

Punto Requerimiento API 1104

5.6.4.3

Línea Troncal de batería a planta de proceso Tipo de Ensayo

Indicaciones

Resultado Criterio de Aceptación

Doblez de cara 1

Sin Indicaciones

AP

Doblez de cara 2

Fisura parte media medida 3.2 mm

RZ

Doblez de raíz 1

Sin Indicaciones

AP

Doblez de raíz 2

Sin Indicaciones

AP

Nick breack 1

Sin Indicaciones

AP

Nick breack 2

Sin Indicaciones

AP

Fisura: desde ≤ 3 mm y t/2 (6.35 mm)

Punto Requerimiento API 1104

5.6.4.3

6

5. Establecer los rangos de material base para los cueles calificaría el procedimiento. De acuerdo a la norma API 1104, punto 5.4.2.2 se tienen los siguientes rangos de material base para las 3 facilidades de producción establecidas.

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

Espesor Nominal [pulg]

Especificación

Rangos de material base

1

Línea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

0,322

API 5L X42 (PSL 2)

Sy (mín) ≤ 42 000

2

Línea de Recolección de pozo UPBX2 a batería

0,312

API 5L X52 (PSL 2)

42 000 < Sy (mín) ≤ 65 000

3

Línea Troncal de batería a planta de proceso.

0,50

API 5L X56 (PSL 2)

42 000 < Sy (mín) ≤ 65 000

6. Establecer los rangos de metal de aporte para los cuales calificaría el procedimiento. Los rangos de metal de aporte para los cuales califica el procedimiento para las 3 facilidades, se presenta en la Tabla abajo:

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

Especificación

Rangos de metal de aporte

Especificación AWS

Electrodo

1

Línea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

API 5L X42 (PSL 2)

Grupo 1, Grupo 2

A5.1, A5.5

E6010, E6011, E7010, E7011

2

Línea de Recolección de pozo UPBX2 a batería

API 5L X52 (PSL 2)

Grupo 1, Grupo 2

A5.1, A5.5

E6010, E6011, E7010, E7011

3

Línea Troncal de batería a planta de proceso.

API 5L X56 (PSL 2)

Grupo 1, Grupo 2

A5.1, A5.5

E6010, E6011, E7010, E7011

7

7. Si califico un soldador utilizando este WPS como referencia. ¿Cuál será el rango de calificación para espesores, que califique el soldador en caso de cumplir los requerimientos de calificación? Los rangos de calificación para espesores para los cuales cumple el soldador para las 3 facilidades de producción, se muestran en la siguiente:

ITEM

FACILIDADES DE PRODUCCION

Especificación

Espesor Nominal [pulg]

Rangos de calificación para espesores

1

Línea de Recolección de pozo UPBX1 a batería.

API 5L X42 (PSL 2)

0,322”

0,188" hasta 0,750"

2

Línea de Recolección de pozo UPBX2 a batería

API 5L X52 (PSL 2)

0,312”

0,188" hasta 0,750"

3

Línea Troncal de batería a planta de proceso.

API 5L X56 (PSL 2)

0,50”

0,188" hasta 0,750"

8

Rev. 1

ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA – WPS Nº 001 Obra:

LÍNEA DE RECOLECCIÓN DE POZO UPBX1 A BATERIA

Cliente:

UPB – BOLIVIA

Norma de Calificación: API 1104 Ed. 20

Código de Fabricación:

Nombre de la Empresa Fabricante:

1)

Página 1 de 1

ASME B31.8

Reporte de Calificación:

001 (25/02/2014)

INFORMACION DE LA ESPECIFICACION Proceso de soldadura:

SMAW

Grado del material:

Tipo(s):

Manual

Especificación:

8,625”

Diámetro externo del tubo: Rango de Ø calificado:

Posición de la Soldadura: Dirección de la Soldadura: Número de soldadores:

API 5L X42 PSL 2 Sy > 42.000 psi hasta 65.000 psi

Rango del material:

2,375” a 12,750”

Rango de espesor calificado:

0,188” hasta 0,750”

Horizontal fija a 45º

Gas de Protección y Caudal:

N/A

Descendente (Vertical) (1) para e ≤ 0,188” hasta 0,750”

Fundente de Protección:

N/A

Velocidad de Soldadura:

Todas las pasadas: 1.0 a 5.0 pulg/min

Tipo de utillaje de alineación:

Grampa alineadora externa

Composición del gas plasma:

N/A

Limpieza y/o esmerilado:

1er Pase: Amolado, Demás pases: cepillado y amolado

Flujo de Caudal (gas plasma):

N/A

Tamaño del orificio (gas plasma)

N/A

**Precalentamiento / Alivio de tensiones:

No Aplica*

*Se debe precalentar cuando se requiera eliminar cualquier traza de humedad antes de iniciar la soldadura. **Cuando la soldadura sea interrumpida, la tubería debe ser precalentada antes de continuar la soldadura.

2)

VARIABLES OPERATIVAS Material de Aporte

Corriente eléctrica

Nº de Pases de Soldadura

Ø [mm]

Clase

Polaridad

Amperaje

1 2 3 4 5

2,4 3,2 3,2 3,2 3,2

E-6010 E-7010 E-7010 E-7010 E-7010

CC (+) CC (+) CC (+) CC (+) CC (+)

75 – 125 110 – 170 110 – 170 110 – 170 110 – 170

Voltaje (V)

Velocidad [pulg/min]

24 – 32 24 – 32 24 – 32 24 – 32 24 – 32

1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0

9

Rev. 1

ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA – WPS Nº 002 Obra:

LÍNEA DE RECOLECCIÓN DE POZO UPB-X2 A BATERIA

Cliente:

UPB – BOLIVIA

Norma de Calificación: API 1104 Ed. 20

Código de Fabricación:

Nombre de la Empresa Fabricante:

1)

Página 1 de 1

ASME B31.8

Reporte de Calificación:

002 (25/02/2014)

INFORMACION DE LA ESPECIFICACION Proceso de soldadura:

SMAW

Grado del material:

Tipo(s):

Manual

Especificación:

Diámetro externo del tubo: Rango de Ø calificado:

Posición de la Soldadura: Dirección de la Soldadura: Número de soldadores:

API 5L X52 PSL 2 Sy > 42.000 psi hasta 65.000 psi

Rango del material:

4,625” 2,375” a 12,750”

Rango de espesor calificado:

0,188” hasta 0,750”

Horizontal fija a 45º

Gas de Protección y Caudal:

N/A

Descendente (Vertical) (1) para e ≤ 0,188” hasta 0,750”

Fundente de Protección:

N/A

Velocidad de Soldadura:

Todas las pasadas: 1.0 a 5.0 pulg/min

Tipo de utillaje de alineación:

Grampa alineadora externa

Composición del gas plasma:

N/A

Limpieza y/o esmerilado:

1er Pase: Amolado, Demás pases: cepillado y amolado

Flujo de Caudal (gas plasma):

N/A

Tamaño del orificio (gas plasma)

N/A

**Precalentamiento / Alivio de tensiones:

No Aplica*

*Se debe precalentar cuando se requiera eliminar cualquier traza de humedad antes de iniciar la soldadura. **Cuando la soldadura sea interrumpida, la tubería debe ser precalentada antes de continuar la soldadura.

2)

VARIABLES OPERATIVAS Material de Aporte

Corriente eléctrica

Nº de Pases de Soldadura

Ø [mm]

Clase

Polaridad

Amperaje

1 2 3 4 5

2,4 3,2 3,2 3,2 3,2

E-6010 E-7010 E-7010 E-7010 E-7010

CC (+) CC (+) CC (+) CC (+) CC (+)

75 – 125 110 – 170 110 – 170 110 – 170 110 – 170

Voltaje (V)

Velocidad [pulg/min]

24 – 32 24 – 32 24 – 32 24 – 32 24 – 32

1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0

10

Rev. 1

ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA – WPS Nº 003 Obra:

LÍNEA TRONCAL DE BATERÍA A PLANTA DE PROCESO

Cliente:

UPB – BOLIVIA

Norma de Calificación: API 1104 Ed. 20

Código de Fabricación:

Nombre de la Empresa Fabricante:

1)

Página 1 de 1

ASME B31.8

Reporte de Calificación:

001 (25/02/2014)

INFORMACION DE LA ESPECIFICACION Proceso de soldadura:

SMAW

Grado del material:

Tipo(s):

Manual

Especificación:

Diámetro externo del tubo: Rango de Ø calificado:

Posición de la Soldadura: Dirección de la Soldadura: Número de soldadores:

API 5L X56 PSL 2 Sy > 42.000 psi hasta 65.000 psi

Rango del material:

12,625” 2,375” a 12,750”

Rango de espesor calificado:

0,188” hasta 0,750”

Horizontal fija a 45º

Gas de Protección y Caudal:

N/A

Descendente (Vertical) (1) para e ≤ 0,188” hasta 0,750”

Fundente de Protección:

N/A

Velocidad de Soldadura:

Todas las pasadas: 1.0 a 5.0 pulg/min

Tipo de utillaje de alineación:

Grampa alineadora externa

Composición del gas plasma:

N/A

Limpieza y/o esmerilado:

1er Pase: Amolado, Demás pases: cepillado y amolado

Flujo de Caudal (gas plasma):

N/A

Tamaño del orificio (gas plasma)

N/A

**Precalentamiento / Alivio de tensiones:

No Aplica*

*Se debe precalentar cuando se requiera eliminar cualquier traza de humedad antes de iniciar la soldadura. **Cuando la soldadura sea interrumpida, la tubería debe ser precalentada antes de continuar la soldadura.

2)

VARIABLES OPERATIVAS Material de Aporte

Corriente eléctrica

Nº de Pases de Soldadura

Ø [mm]

Clase

Polaridad

Amperaje

1 2 3 4 5

2,4 3,2 3,2 3,2 3,2

E-6010 E-7010 E-7010 E-7010 E-7010

CC (+) CC (+) CC (+) CC (+) CC (+)

75 – 125 110 – 170 110 – 170 110 – 170 110 – 170

Voltaje (V)

Velocidad [pulg/min]

24 – 32 24 – 32 24 – 32 24 – 32 24 – 32

1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0 1,0 – 5,0

11

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