Trabajo Final Procedimientos E Inspeccion De Soldadura.docx

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TRABAJO FINAL MODULO: PROCEDIMIENTOS E INSPECCIONES DE UNIONES SOLDADAS EN TUBERIAS Y TANQUES SEGÚN API 1104 Y ASME IX Resumen: 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 línea de batería que incluye un separador y tanque de almacenamiento. Los datos para las tres líneas son: Línea de recolección de pozo UPBX1 a batería: Fluido gas, predominante + condensado y agua. Diámetro Exterior Espesor Nominal Especificaciones API 5L X42 PSL 2 MOP = 1350psi MAOP = 2250 psi

D = 8,625’’ t = 0,322”

Línea de recolección de pozo UPBX2 a batería: Fluido gas, predominante + condensado y agua. Diámetro Exterior Espesor Nominal Especificaciones API 5L X52 PSL 2 MOP = 1650 psi MAOP = 2750 psi

D = 4,625’’ t = 0,312”

Línea de recolección a batería: Fluido gas, predominante + condensado y agua. Diámetro Exterior Espesor Nominal Especificaciones API 5L X56 PSL 2 MOP = 1350psi MAOP = 2125 psi

D = 12,625’’ t = 0,5”

Determinar: 1. ¿Cuál es el código de referencia aplicable para el diseño, construcción e inspección aplicable? Teniendo los siguientes datos: Especificación de Línea Línea de recolección de pozo UPBX1 a batería

Especificación

Norma Aplicable Aplica la norma ASME B31.8 para gasoductos.

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ Línea de recolección de pozo UPBX2 a batería Línea troncal de batería a planta de proceso

Todos los sistemas tienen fluido gas, predominante + condensado y agua.

Aplica la norma ASME B31.8 para gasoductos. Aplica la norma ASME B31.8 para gasoductos.

Como se mencionó en la tabla es aplicable al caso la norma ASME B 31.8 al ser el fluido predominante gas. 2. ¿Cuál es para las condiciones establecidas de diseño, el valor de la tensión de aro SH que resulta para este sistema de tuberías y su relación con el límite de fluencia? DATOS PSL 2

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3. ¿Considerando los datos establecidos arriba, cual sería un WPS tentativo, que podría emplearse en la soldadura de producción previa calificación? Tabla Nro 1 Línea de estudio Línea de recolección de pozo UPBX1 a batería: Fluido gas,

Características Norma y método tentativo Fluido de gas predominante +  Aplica la norma 1104. agua y condensado cuya  Método tentativo :

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ predominante + condensado y agua.

Línea de recolección de pozo UPBX2 a batería: Fluido gas, predominante + condensado y agua.

Línea troncal de batería a planta de proceso: Fluido gas, predominante + condensado y agua.

criticidad de acuerdo a cálculos es alta ya que tiene un valor de 71% de relación con el límite de fluencia. Fluido de gas predominante + agua y condensado cuya criticidad de acuerdo a cálculos es baja ya que tiene un valor de 39% de relación con el límite de fluencia. Fluido de gas predominante + agua y condensado cuya criticidad de acuerdo a cálculos es alta ya que tiene un valor de 48% de relación con el límite de fluencia.

GTAW GMAW SMAW  

Aplica la norma 1104. Método tentativo GTAW GMAW SMAW

 

Aplica la norma 1104. Método tentativo GTAW GMAW SMAW

4. Si calificamos los procesos de soldadura tentativa 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 proceso de soldadura. Tabla de datos para el esfuerzo mínimo especificado

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Tabla Nro 2 Criterio de aprobación del método Si Esfuerzo < Esfuerzo mínimo especificado se aprueba el metodo

Línea

Tipo de Área de Carga Ensayo sección Máxima (in2) (psi)

Línea de Tracción 1 recolección de pozo UPBX1 a Tracción 2 batería. API 5L X42 PSL2 Línea de Tracción 1 recolección de pozo

0,325

18525

57000

Esfuerzo mínimo especificado (psi) 60 200

0,321

16925

52725,85

60 200

Aprobado

0,300

21000

70000

66 700

Rechazado

Esfuerzo (psi/ in2)

Resultado

Aprobado

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ UPBX2 a Tracción 2 batería. API 5L X52 PSL2 Línea troncal Tracción 1 de batería a planta de proceso. Tracción 2 API 5L X56 PSL2

0,305

18765

61524,59

66 700

Aprobado

0,500

37013

74026

71 100

Rechazado

0,485

42100

86804,12

71 100

Rechazado

Para la calificación de las siguientes indicaciones se realizara a partir de la siguiente tabla

Línea de recolección de pozo UPBX1 a batería. API 5L X42 PSL2 Tabla Nro 3 Tipo de ensayo Indicaciones Resultado Doblez de cara 1 Sin indicaciones AP Doblez de cara 2 Fisura parte medida RZ 2.2mm 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

Observaciones Fisura: desde 3mm hasta t/2 mm

Longitud de escoria <= 3mm

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ Línea de recolección de pozo UPBX2 a batería. API 5L X52 PSL2 Tabla Nro 4 Tipo de ensayo Indicaciones Resultado Doblez de cara 1 Sin indicaciones AP Doblez de cara 2 Fisura parte medida RZ 3.2mm 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 Línea troncal de batería a planta de proceso. API 5L X56 PSL2 Tabla Nro 5 Tipo de ensayo Indicaciones Resultado Doblez de cara 1 Sin indicaciones AP Doblez de cara 2 Fisura parte medida RZ 3.2mm 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

Observaciones Fisura: desde 3mm hasta t/2 mm

Observaciones Fisura: desde 3mm hasta t/2 mm

5. ¿Establecer los rangos de material base para los cuales calificaría el procedimiento? Los rangos de material base para calificar el proceso son los siguientes: Tabla Nro 6 Líneas Especificaciones Espesor nominal (in) Grado de tubería 0,322 Sy (mín) ≤ 42 000 Línea de recolección de API 5L X42 (PSL 2) pozo UPBX1 a batería. API 5L X42 PSL2

Línea de recolección de API 5L X52 (PSL 2) pozo UPBX2 a batería. API 5L X52 PSL2

0,312

42 000 < Sy (mín) ≤ 65 000

Línea troncal de batería a API 5L X56 (PSL 2) planta de proceso. API 5L X56 PSL2

0,500

Sy (mín) >=65 000

6. ¿Establecer los rangos de metal de aporte para los cuales calificaría el procedimiento? Los rangos de metal de aporte se detallan a continuación: Tabla Nro 7

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ Línea

Especificaciones

Rangos de metal

Características Electrodo

Línea de recolección de API 5L X42 PSL 2 pozo UPBX1 a batería. API 5L X42 PSL2

Grupo 1 y grupo 2

E6010, E6011, E7010, E7011 AWS A5.1, A5.5

Línea de recolección de API 5L X52 PSL 2 pozo UPBX2 a batería. API 5L X52 PSL2

Grupo 1 y grupo 2

E6010, E6011, E7010, E7011 AWS A5.1, A5.5

Línea troncal de batería a API 5L X56 PSL 2 planta de proceso. API 5L X56 PSL2

Grupo 1 y grupo 2

E6010, E6011, E7010, E7011 AWS A5.1, A5.5

y

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 requisitos de calificación? La calificación se realzaría de la siguiente manera Tabla Nro 8 Líneas Especificaciones Espesor nominal (in)

Rangos de calificación para espesores (in)

Línea de recolección de API 5L X42 (PSL 2) pozo UPBX1 a batería. API 5L X42 PSL2

0,322

0,188" hasta 0,750"

Línea de recolección de API 5L X52 (PSL 2) pozo UPBX2 a batería. API 5L X52 PSL2

0,312

0,188" hasta 0,750"

Línea troncal de batería a API 5L X56 (PSL 2) planta de proceso. API 5L X56 PSL2

0,500

0,188" hasta 0,750"

Formato para especificaciones de proceso de soldadura. Referencia API 1104,5.2

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO NRO: 1 Para: UPB X1 Soldado de: Línea de recolección de pozo UPBX1abatería. Tubería y Accesorios Proceso: SMAW Material: Para todo material menor a API 5L X42 PSL2 Diámetro exterior de tubería y espesor de pared: Dext = 8,625in t=0,322 in Diseño de junta: Unión a tope con bisel en V a 70 grados, 35 grados por lado Metal de aporte y numero de cordones: Grupo I , esp. AWS A5.5, CLASIF E7010 3.2 MM ( TAMANO) Características eléctricas o de llama: Corriente Eléctrica , electrodo positivo a raíz y negativo a relleno Posición: Todas * Dirección de Soldadura: Descendente (vertical) Numero de soldadores: 1 Tiempo entre pases: 360 s Tipo de utilaje de alineación: Grampa alineadora externa Limpieza y/o Esmerilado: 1ra fase amolado, demás fases cepillado y amolado. Pre calentamiento/ alivio de tensiones : No Aplica * Gas de protección y caudal: No aplica Fuente de protección: No aplica Velocidad de soldadura: 2 a 4 mm/s Composición del gas plasma: No aplica Flujo de caudal (gas plasma): No aplica Tamaño del orificio (gas plasma): No aplica Croquis y Tabulaciones (para ser adjuntados): Adjunto debajo de la tabla Ensayado: Soldador: Aprobado: Supervisor: Admitido: Ingeniero Jefe:

Material de aporte

Corriente electica

Voltaje (V)

Velocidad(in/min)

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ Fases de Soldadura 1 2 3 4 5

D (mm) 2,4 3,2 3,2 3,2 3,2

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

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

Amperaje 75 – 125 110- 170 110- 170 110- 170 110- 170

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

ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO NRO: 2 Para: UPB X2 Soldado de: Línea de recolección de pozo UPBX2 a batería. Tubería y Accesorios Proceso: SMAW Material: Para todo material mayor a API 5L X42 PSL2 y menor a X65 Diámetro exterior de tubería y espesor de pared: Dext = 4,625in t=0,312 in Diseño de junta: Unión a tope con bisel en V a 70 grados, 35 grados por lado Metal de aporte y numero de cordones: Grupo I , esp. AWS A5.5, CLASIF E7010 3.2 MM ( TAMANO) Características eléctricas o de llama: Corriente Eléctrica , electrodo positivo a raíz y negativo a relleno Posición: Todas * Dirección de Soldadura: Descendente (vertical) Numero de soldadores: 1 Tiempo entre pases: 360 s Tipo de utilaje de alineación: Grampa alineadora externa Limpieza y/o Esmerilado: 1ra fase amolado, demás fases cepillado y amolado. Pre calentamiento/ alivio de tensiones : No Aplica * Gas de protección y caudal: No aplica Fuente de protección: No aplica Velocidad de soldadura: 2 a 4 mm/s Composición del gas plasma: No aplica Flujo de caudal (gas plasma): No aplica Tamaño del orificio (gas plasma): No aplica Croquis y Tabulaciones (para ser adjuntados): Adjunto debajo de la tabla Ensayado: Soldador: Aprobado: Supervisor: Admitido: Ingeniero Jefe:

UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA MAESTRIA EN INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL REGIONAL LA PAZ Fases de Soldadura 1 2 3 4 5

Material de aporte D (mm) Clase 2,4 E-6010 3,2 E-7010 3,2 E-7010 3,2 E-7010 3,2 E-7010

Corriente electica Polaridad Amperaje CC (+) 75 – 125 CC (+) 110- 170 CC (+) 110- 170 CC (+) 110- 170 CC (+) 110- 170

Voltaje (V)

Velocidad(in/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

ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO NRO: 3 Para: Línea troncal de línea a batería Soldado de: Línea de recolección de pozo UPBX2 a batería. Tubería y Accesorios Proceso: SMAW Material: Para todo material mayor a API 5L X42 PSL2 y menor a X65 (X56) Diámetro exterior de tubería y espesor de pared: Dext = 12,625in t=0,5 in Diseño de junta: Unión a tope con bisel en V a 70 grados, 35 grados por lado Metal de aporte y numero de cordones: Grupo I , esp. AWS A5.5, CLASIF E7010 3.2 MM ( TAMANO) Características eléctricas o de llama: Corriente Eléctrica , electrodo positivo a raíz y negativo a relleno Posición: Todas * Dirección de Soldadura: Descendente (vertical) Numero de soldadores: 1 Tiempo entre pases: 360 s Tipo de utilaje de alineación: Grampa alineadora externa Limpieza y/o Esmerilado: 1ra fase amolado, demás fases cepillado y amolado. Pre calentamiento/ alivio de tensiones : No Aplica * Gas de protección y caudal: No aplica Fuente de protección: No aplica Velocidad de soldadura: 2 a 4 mm/s Composición del gas plasma: No aplica Flujo de caudal (gas plasma): No aplica Tamaño del orificio (gas plasma): No aplica Croquis y Tabulaciones (para ser adjuntados): Adjunto debajo de la tabla Ensayado: Soldador: Aprobado: Supervisor: Admitido: Ingeniero Jefe:

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Material de aporte D (mm) Clase 2,4 E-6010 3,2 E-7010 3,2 E-7010 3,2 E-7010 3,2 E-7010

Corriente electica Polaridad Amperaje CC (+) 75 – 125 CC (+) 110- 170 CC (+) 110- 170 CC (+) 110- 170 CC (+) 110- 170

Voltaje (V)

Velocidad(in/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