Tecnología del Petróleo
ESFUERZOS REMANENTES EN TUBERÍAS CORROIDAS HUGO GARCES GUSTAVO GUERRERO ALEX MACAS 2
La evaluación de los Esfuerzos Remanentes en Tuberías Corroídas está regido bajo la norma ASME B31G, e incluye para tuberías de presión como son las tuberías de transportes de hidrocarburos tanto en estado líquido como en estado gaseoso (poliducto y gasoducto) regidos bajo las Normas ASME B31.8, ASME B31.11
Además se debe tener en cuenta varios aspectos de las tuberías en cuanto a la corrosión tanto antes como durante la instalación de las tuberías. 3
Factores para que se produzca la corrosión
▪ Golpes y deterioros en las conducciones ▪ Deterioros en los revestimientos ▪ Aireación diferencial entre distintas partes de las tuberías enterradas por utilización de rellenos artificiales no uniformemente distribuidos ▪ Diferencias de pH del entorno circundante de las tuberías, sean naturales o artificiales, por percolación de productos vertidos (ácidos o básicos) 5
Consideraciones
▪ La Norma ASME B31G se limita a evaluar los esfuerzos remanentes de corrosión sobre tubería soldable de aceros categorizados como aceros al carbono o aceros de alto esfuerzo de baja aleación. Esos aceros son descritos conjuntamente con sus propiedades y grados en la Norma API 5L. ▪ Sólo se aplica a los defectos en el cuerpo de la línea que tienen contornos relativamente suaves y causen baja concentración de esfuerzos (por ejemplo, corrosión electrolítica o galvánica, pérdida de espesor de la pared debido a erosión).
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▪ Este procedimiento no debe usarse para evaluar esfuerzos remanentes de soldaduras de campo o longitudinales o zonas afectadas por el calor relacionadas, defectos causados por daño del mecánico, como hendiduras y ranuras, y los defectos inducidos durante la construcción de la placa o la línea, tales como costuras, traslapes, extremos rolados, escamas o de laminaciones.
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▪ El criterio para el esfuerzo remanente de tuberías corroídas en servicio sólo evalúa la capacidad de la tubería para mantener la integridad estructural bajo presión interna, se debe tomar en cuenta un análisis posterior cuando la tubería esta sujeta a esfuerzos secundarios (ejemplo, extremos curvos), particularmente si la corrosión tiene un componente transverso significante. ▪ Este procedimiento no predice fugas o fallas por ruptura. 9
Procedimiento
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▪ Determinar la longitud máxima permitida de Corrosión, para determinar la severidad de las áreas corroídas, a través de estás el operador puede medir la dimensión longitudinal y la profundidad máxima de las áreas corroídas, y con esto el operador puede determinar si el área corroída es seria. determinar si el área corroída es seria. 11
▪ Un método más simple de evaluar una área corroída. Esto le permite al operador de campo tomar las decisiones simplemente yendo a una tabla después de medir la magnitud longitudinal y la profundidad máxima del área corroída y haciendo una selección.
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▪ Localizar la tabla apropiada para el diámetro exterior (O.D.) de la tubería y el espesor de pared. Busque en la columna izquierda y encuentre la profundidad de corrosión que es igual al siguiente número más grande que la profundidad máxima medida del área corroída. Leer el cruce con la columna encabezada por el espesor de la pared o el siguiente número más bajo que el espesor de la pared nominal de la tubería para determinar la máxima magnitud longitudinal permitida del área corroída para la profundidad de corrosión. 13
▪ Si la extensión longitudinal medida del área corroída es igual a o menor de la magnitud máxima longitudinal permitida del área corroída determinada de la tabla, el esfuerzo de la tubería es apropiado para la MAOP (PRESIÓN DE OPERACIÓN SEGURA) actual y es capaz de contener una presión de prueba que producirá un esfuerzo de 100% del SMYS del material de la tubería. 14
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Determinación de la longitud máxima permitida de corrosión 16
La profundidad de una picadura de corrosión puede expresarse como un porcentaje del espesor de la pared nominal de la tubería por: % de prof. De picadura = l00 d / t
□ d = profundidad máxima medida
del área corroída, en pulgadas □ t = espesor de pared nominal de la tubería, en pulgadas.
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Un área corroída próxima que tiene una profundidad máxima de más de 10% pero menor del 80% del espesor de pared nominal de la tubería no debe extenderse en longitud del eje longitudinal de la tubería para una distancia mayor que la calculada por: 𝐿 = 1.12𝐵 𝐷𝑡
□ Donde □ L = máxima magnitud longitudinal
permitida del área corroída, en., colineal con LM. □ D = diámetro exterior nominal de la tubería, en pulgadas.
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B = es un valor determinado por:
𝐵=
𝑑 𝑡 1.1𝑑 𝑡 − 0.15
□ d = profundidad máxima 2
−1
medida del área corroída, en pulgadas □ t = espesor de pared nominal de la tubería, en pulgadas.
Sólo que B no puede exceder el valor de 4. Si la profundidad de corrosión está entre 10% y el 17.5%, use B = 4.0 en la ecuación
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Tablas para límites de corrosión
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▪ Las tablas en esta Parte están calculadas de las ecuaciones anterior. Ellas proveen una referencia rápida de longitudes de corrosión máximas para una variedad de diámetros de tubería, espesores de pared y profundidades de picadura.
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El Avaluación de la MAOP en áreas corroídas Si la profundidad máxima medida del área corroída es mayor que 10% del espesor de la pared nominal pero menor del 80% del espesor de pared nominal y la magnitud longitudinal medida del área corroída es mayor que el valor determinado por la ecuación de L, calcule : Donde
𝐴 = 0.893
𝐿𝑚 𝐷𝑡
Lm = longitudinal medida del área corroída, (in) D = diámetro exterior nominal de la tubería, (in). t = espesor de pared nominal de la tubería, (in)
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CALCULO DE P´ 1−
𝑃′ = 1.1𝑃
1− Donde:
2 3
2 3
𝑑 𝑡
𝑑 𝑡 𝐴2 + 1
d = profundidad máxima medida de área corroída, (in) P = la presión máxima segura para el área corroída P = la presión mayor o la MAOP(presión máxima de operación ) establecida o P = 2StFT/D S = esfuerzo a la cadencia mínimo especificado (SMYS), en psi
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MAOP Y P´ Si la MAOP establecida es igual o menor de P´, la región corroída puede usarse para el servicio a esa MAOP. Si es mayor que P´, entonces la MAOP será establecida más debajo de modo que a no exceda P', o la región corroída debe ser reparada o reemplazada.
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Gracias!! 25