Limpieza de Ductos, Con El Marrano

I

II

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

ESCUELA TECNOLOGÍA EN PETRÓLEOS

“MANTENIMIENTO INTERNO DE TUBERÍAS DESDE EL INÍCIO DE

LA OPERACIÓN DE DUCTOS NUEVOS, DESTINADOS AL

TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS”

Tesis de grado previa la obtención del título de Tecnólogo en Petróleos

AUTOR:

Lenin Camilo Restrepo Díaz

DIRECTOR:

Ing. Raúl Baldeón

Quito, Noviembre del 2007

III

DECLARACIÓN

Del contenido de la presente tesis se responsabiliza el Señor, LENIN CAMILO

RESTREPO DÍAZ, todo el contenido del presente trabajo es de mí autoría y

responsabilidad.

______________________

Camilo Restrepo

IV

CERTIFICACIÓN

Certifico que la presente tesis de grado fue desarrollada en su totalidad por el Señor

LENIN CAMILO RESTREPO DÍAZ.

_________________________

Ing. Raúl Baldeón

DIRECTOR DE TESIS

V

VI

AGRADECIMIENTO

Agradezco de todo corazón a DIOS por ser siempre la luz de mi camino e ir

iluminándome por el buen camino y darme la oportunidad de dar un gran paso en mi

vida, y darme la suficiente fuerza en los momentos difíciles para levantar y seguir

adelante y gracias a EL estoy culminando esta etapa.

A la universidad Tecnológica Equinoccial, por ser mi alma mater y contribuir a mi

desarrollo profesional, también de forma especial al Ing. Jorge Viteri Decano de la

Facultad de Ciencias de la Ingeniería y al Ing. Bolívar Haro Subdecano de la Facultad,

quienes supieron guiarme durante todo el transcurso de mis estudios y por brindarme la

oportunidad de vivir mis sueños.

A todos los profesores quienes supieron impartirme sus conocimientos, gracias.

Agradecer al Ing. Raúl Baldeón por ser un amigo y maestro, que supo brindarme su

tiempo y experiencia para poder llegar al término de este trabajo.

Agradezco en especial a mis primas Natalia y Cristina Mendoza, y mis tías Ñaña

Martha y Ñaña Miche, por brindarme su ayuda y ser un gran apoyo para mí en todo

momento.

Gracias

VII

DEDICATORIA

El proyecto lo dedico a Dios, por darme salud y las fuerzas necesarias para estudiar y

culminar mi carrera profesional.

A mis padres Marco Tulio y Susana a quienes debo todo lo que soy, por que supieron

sembrar en mí muchos valores que e puesto en practica y me han servido para crecer

como persona en todo momento, y así saber plantearme mis objetivos para alcanzarlos,

sin ustedes no seria realidad esta meta como es la de ser un profesional y cumplir este

sueño tan anhelado.

De igual manera a mis hermanos Marco Tulio y Bolívar que nunca dudaron que lograría

este triunfo, por todos los momentos que hemos vivido y aun más cuando convivimos

viviendo solos.

A mi mamá Emita, por estar con vida y estar todos estos años de mí vida apoyándome y

por darme sus consejos para ser una persona de bien.

El apoyo que siempre tengo aunque ya no están aquí es de mi abuelita Lolita que con

su pelo blanco me guió como una persona de bien y mi abuelito Papa Memo que me

crió con su carácter fuerte para se alguien recto en mi vida.

También se la dedico a mis primos quienes estuvieron para darme sus concejos y

empujarme en todo momento con su gran apoyo todos estos años.

A todas aquellas personas que tuve la suerte de conocer durante esta etapa de mi vida y

supieron aportar con su granito de arena.

Lenin Camilo Restrepo Díaz

VIII

ÍNDICE

CAPÍTULO I 1

1. INTRODUCCIÓN 1

1.1. PROBLEMA 1

1.2. PLANTEAMENTO DEL PROBLEMA 2

1.2.1. DIAGNÓSTICO 2

1.2.2. PRONÓSTICO 2

1.2.3. CONTROL DE PRONÓSTICO 3

1.2.4. SISTEMATIZACIÓN 3

1.3. OBJETIVO GENERAL 3

1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 4

1.5. JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO 4

1.5.1. Impacto Social 4

1.5.2. Impacto Metodológico 5

1.5.3. Viabilidad de la Propuesta 5

1.6. IDEA A DEFENDER 5

1.6.1. Planteamiento de la Hipótesis 5

1.6.2. Identificación de Variables 6

1.6.3. Variable Dependiente: 6

1.6.4. Variable Independiente: 6

IX

1.6.5. Identificación de Indicadores 6

1.7. MARCO REFERENCIAL 7

1.7.1. Marco Teórico 7

1.7.2. Marco Conceptual 7

1.7.2.1. Definición de Términos Conceptúales 7

1.8. METODOLOGÍA 9

1.8.1. Diseño de Investigación 9

1.8.2. Métodos de Investigación 9

CAPÍTULO II 10

2. INTRODUCCIÓN A LA IMPORTANCIA DEL MANTENIMENTO

PREVENTIVO INTERNO DE DUCTOS 10

2.1. ANÁLISIS DEL DISEÑO DE OLEODUCTOS DE ACERO AL

CARBONO 12

2.2. EVALUACIÓN DE CORROSIÓN INTERIOR EN BLANCO 13

2.3. ANÁLISIS DEL INTERIOR DEL DUCTO Y SUS EFECTOS

RELEVANTES 14

2.4. ANÁLISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO DEL

COMPORTAMINETO INTERNO DEL DUCTO POR LA MALA O NULA

EJECUCIÓN DE UN CORRECTO MANTENIMIENTO PREVENTIVO15

2.5. MONITOREO DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN 18

X

2.5.1. MONITOREO DIRECTO DEL PRODUCTO A

TRANSPORTARSE 18

2.5.2. MONITOREO CON TESTIGO DE REFERENCIA 20

2.5.3. TÉCNICA DE EVALUACIÓN DE CORROSIÓN 22

2.6. ORIGEN Y COMPORTAMIENTO DE LA CORROSIÓN

EN LA PARED INTERIOR DEL TUBO 24

2.7. CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO TRANSPORTADO 25

2.7.1. AGENTES CORROSIVOS EN LOS FLUÍDOS

TRANSPORTADOS EN DUCTOS 27

CAPÍTULO III 29

3. LIMPIEZA INTERNA DE DUCTOS 29

3.1. LIMPIEZA MECÁNICA 31

3.2. ANÁLISIS GENERAL DEL INTERIOR DEL DUCTO 34

3.3. EVALUACIÓN DE LOS RESIDUOS DESPLAZADOS EN LA

LIMPIEZA MECÁNICA AL INTERIOR DE DUCTOS 36

3.4. SELECCIÓN DE RASPADORES 37

3.4.1. INTRODUCCIÓN 37

3.4.2. POLLY PIGS 39

3.4.2.1.Polly pigs de baja densidad 40

3.4.2.2.Polly pigs de media densidad 41

3.4.2.3.Polly pigs de alta densidad 42

XI

3.4.3. RASPADORES TIPO MANDRIL 42

3.4.4. RASPADOR COMPACTO FLEXIBLE 43

3.5. VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE LOS MARRANOS

CONVENCIONALES 45

3.6. DESVENTAJAS DE LA UTILZACIÓN DE MARRANOS

CONVENCIONALES 45

3.7. ALTERNATIVAS DE UN SISTEMA DE RASTREO

Y LOCALIZACIÓN 46

3.7.1. Sistema electromagnético 46

3.7.2. Sistema acústico 47

3.7.3. Sistema radioactivo 48

3.8. LIMPIEZA QUÍMICA MECÁNICA 50

3.8.1. Evaluación y selección de los agentes químicos 52

3.8.2. Análisis de tratamiento y almacenamiento de químicos

después de la limpieza 53

3.9. INFORME DEL RESULTADO DEL MANTENIMIENTO

PREVENTIVO AL INTERIOR DEL DUCTO 54

CAPÍTULO IV 56

4. IMPLEMENTACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO

PREVENTIVO INTERNO DE DUCTOS 56

4.1. INFORMACIÓN PRELIMINAR REQUERIDA 56

XII

4.1.1. Fecha de construcción del ducto 56

4.1.2. Tiempo de servicio del ducto 57

4.1.3. Tipo y características del fluido transportado 57

4.1.4. Variables de trabajo del ducto, presión y temperatura

de diseño y operación 57

4.1.5. Longitud del ducto 57

4.1.6. Verificación de la existencia del lanzador y recibidor de los

chanchos 58

4.1.7. Planos constructivos y perfil del ducto 58

4.2. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DE LA LIMPIEZA INTERNA

DEL DUCTO 60

4.3. Formato PMPID Nº UTE 01/07 67

4.4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA EN SU APLICACIÓN 68

4.5. LÍMITES DE CONTROL Y APLICACIÓN 69

4.6. DESVENTAJAS 70

4.7. PARÁMETROS DE COMPARACIÓN 70

CAPÍTULO V 72

5. RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES 72

5.1. RECOMENDACIONES 72

5.2. CONCLUSIONES 74

5.3. BIBLIOGRAFÍA 76

XIII

5.4. CITAS BIBLIOGRÁFICAS 79

5.5. GLOSARIO DE ABREVIATURAS Y TÉRMINOS 77

XIV

ÍNDICE DE FIGURAS

Tubería en el medio de la amazonía 15

Tubería con pitting y escalas 18

Laboratorio de muestras 17

Operador recogiendo muestras 18

Válvula con actuador neumático 19

Instalación de cupones de corrosión a la entrada del manifold

de producción 20

Especimenes de corrosión 21

Cupones de corrosión 23

Huecos pasantes 24

Pitting y acumulación 25

Transporte de fluido 27

Representación esquemática de un sistema completo para realizar

limpieza mecánica al interior del ducto 32

Operador insertando el marrano para su envío 34

Construcción e instalación del ducto 35

Consecuencia de acumulaciones 37

Esquema del marrano dentro de la tubería 38

Polly-pig con poliuretano 40

Polly-pig de baja densidad 41

Polly-pig de media densidad 41

XV

Polly-pig de alta densidad 42

Polly-pig tipo mandril 43

Raspador compacto flexible 44

Sistema electromagnético 47

Sistema acústico 48

Contador geiger 49

Sistema radioactivo 50

Análisis de resultados 55

XVI

RESUMEN

Debido a los altos índices de corrosión que tienen los fluidos que transportamos por

medio de nuestras redes de distribución de hidrocarburos, desde que comienza la

producción del pozo.

Mencionamos en este presente trabajo, la selección de un correcto programa de

mantenimiento preventivo para ductos desde el inicio en que comienza a transportarse

los hidrocarburos, es muy importante, para alargar la vida útil de los equipos que se

encuentran en los ductos, y así no tener problemas posteriores en el correcto transporte

de los fluidos a su destino de tratamiento como refinerías o facilidades de superficie.

Actualmente, se hacen corridas de marranos sin tanta periodicidad, por la cual tenemos

problemas de acumulaciones de bacterias, abrasiones, los pitting, etc. Es por eso la

aplicación de químicos anticorrosivos desde el cabezal del pozo, ya que desde el

comienzo de producción tenemos fluidos aun más corrosivos y con la ayuda de los

marranos con estos químicos los procesos van a ser más eficaces.

También se menciona, el correcto envió y la recepción de los marranos, para hacer una

limpieza mecánica y no dejar que los residuos o testigos que vienen junto al marrano no

se derramen y no produzcan problemas ambientales, y que nos sirvan como testigos

para ser evaluados en el laboratorio y saber el tipo de ataque que esta produciendo la

reducción del diámetro de la tubería.

XVII

Finalmente, los operadores de los programas de mantenimientos preventivos deben estar

correctamente capacitados y cumplir a cabalidad todos los pasos que tienen que seguir

para que el mantenimiento tenga su éxito.

XVIII

SUMMARY

Due to the high indexes of corrosion that have the fluids that we transport by means of

our nets of distribution of hydrocarbons, since the production begins from the well.

We mention in it is present work, the selection of to correct program of preventive

maintenance for ducts from the beginning in that begins to be transported the

hydrocarbons, it is very important, to lengthen the lifespan of the teams that you plows

in the ducts, and this way not to have later problems in the correct transport from the

fluids to their treatment destination like refineries or surface facilities.

At the moment, they become races of pigs without so much rhythm, for which we have

problems of accumulations of bacterias, abrasions, the pitting, etc. It is for that reason

the application of chemical anticorrosive from the bolster of the well, since from the

production beginning we have even flowed lives corrosive and with the help of the pigs

with these chemists the processes will be effective it lives.

It is also mentioned, the correct one sent and the reception of the pigs, to make to

mechanical cleaning and not to let the residuals or witness that eats next to the pig not to

spill out and don't it produces environmental problems, and that they it plows good us

ace witness to be evaluated in the laboratory and knowledge the attack type that this

producing the reduction of the diameter of the pipe.

XIX

Finally, the operators of the programs of preventive maintenances should be correctly

enabled and to completes to cabalidad all the steps that have to so that the maintenance

it continued there is its success.

1

CAPÍTULO I

1. INTRODUCCIÓN

En nuestra industria, el transporte de hidrocarburos por medio de oleoductos es la

principal rentabilidad de cualquier empresa, ya que es la manera más económica de

transportar grandes cantidades de petróleo en tierra comparados con otros métodos.

El petróleo crudo contiene cantidades variables de parafinas u otros depósitos las cuales

se pueden acumular dentro de la tubería, y esto es lo que nos afecta posteriormente en el

correcto transporte de los fluidos. Por lo cual, en dicho trabajo hemos analizado y

determinado los diferentes problemas que se producen en las redes, para seguir con un

plan de mantenimiento preventivo para ductos y así ser un gran aporte para la industria

petrolera.

1.1. PROBLEMA

El petróleo en forma natural desde su yacimiento se lo extrae con mezclas de sólidos,

lodos, arenas y elementos altamente corrosivos, etc., que circulan por el interior de los

ductos construidos para este fin. Estas mezclas en su desplazamiento por el interior de la

tubería dan lugar a acumulaciones de arenas, lodos, óxidos, costras, incrustaciones

entre otros; que provocan una reducción en el diámetro interno del ducto y restringe el

paso de fluido. Estos depósitos presentes aceleran los fenómenos de deterioro como es

el caso de las celdas de corrosión.

2

1.2. PLANTEAMENTO DEL PROBLEMA

Los diferentes tipos de fluidos que se encuentran trasportándose en las líneas de flujo

tienen grandes índices de corrosión, que afectan directamente con la integridad física de

dichos ductos.

1.2.1 DIAGNÓSTICO

En cualquier sistema de transporte de fluidos es necesario proceder a evaluar el estado

actual del interior del ducto. Esta evaluación incluye diferentes métodos para que

posteriormente se defina un plan técnico a seguir con la finalidad de mantener la

eficiencia del ducto en función de diámetro y espesor nominal originales.

1.2.2 PRONÓSTICO

El desconocimiento de metodologías para el mantenimiento y limpieza de ductos puede

traernos muchos problemas en lo posterior, no solo por la reducción de la eficiencia en

el transporte de hidrocarburos, sino también por los accidentes producto de derrames de

crudo o derivados, además de la contaminación del medio ambiente en las zonas

aledañas por donde se localiza nuestra red de tuberías.

Todos estos problemas se pueden evitar con una buena práctica programada de

mantenimiento del interior de ductos

3

1.2.3 CONTROL DE PRONÓSTICO

Presentar el esquema técnico sustentado suficiente para justificar la necesidad de

proceder a un mantenimiento de ductos con la finalidad de recuperar la eficiencia y

confiabilidad del ducto en especial en su interior por no tener acceso visual.

1.2.4 SISTEMATIZACIÓN

¿Conocemos el alcance de un fluido altamente corrosivo?

¿La afectación al ducto por el producto transportado puede ser determinada?

¿Que métodos de mantenimiento se conoce?

1.3. OBJETIVO GENERAL

El objetivo del presente trabajo es el entregar un manual desde la perspectiva técnica de

un correcto procedimiento para el área de mantenimiento interno de ductos nuevos, para

tratar de conservar la integridad de la tubería de transporte de hidrocarburos lo mas

cercano a las condiciones originales, es decir; mantener a la tubería como nueva y así

evitar pérdidas económicas en reparaciones costosas y reemplazo de tramos colapsados,

además de evitar pérdida de la producción, anular riesgos a la integridad físicas del

personal , de las instalaciones y proteger al medio ambiente.

4

1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Identificar las metodologías adecuadas para servicio de mantenimiento de ductos

nuevos.

• Presentar referencias a ser seguidas por el personal de mantenimiento de ductos.

• Desarrollar una periodicidad del mantenimiento.

1.5. JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO

El presente trabajo investigativo permitirá al personal técnico, identificar los posibles

problemas en nuestras líneas de flujo, mediante información de parámetros de la calidad

del producto que transportamos y así hacer un correcto mantenimiento de ductos para

que en la practica ayude a la recuperación y a mantener la eficiencia de transporte de

fluidos en las redes de suministros de hidrocarburos, por lo que al implantar un proceso

de mantenimiento de ductos nos garantizara el correcto funcionamiento de la red.

1.5.1. Impacto Social

Ayudara a definir una estrategia concreta con la ayuda de un procedimiento práctico que

previene eventos de acumulación de depósitos y celdas de corrosión contaminantes

elaboradas por parte de personal técnico, dando a conocer una metodología confiable

para que el personal que esta inmerso en el campo de producción y transporte de

hidrocarburos, pueda aplicarlo.

5

1.5.2. Impacto Metodológico

Este documento podría ser una guía de consulta y de referencia para los estudiantes de

la Escuela de Petróleos, que deseen ahondar sus conocimientos en mantenimiento de

ductos.

1.5.3. Viabilidad de la Propuesta

Esta propuesta cuenta con los medios bibliográficos, además de información técnica

autorizada para su uso, recurso humano capacitado y económico, infraestructura y el

tiempo y el espacio necesario para lograr los objetivos propuestos.

1.6. IDEA A DEFENDER

1.6.1. Planteamiento de la Hipótesis

Demostrar la factibilidad de la aplicación de mantenimiento preventivo interno de

ductos nuevos, con parámetros técnicos, confiables y seguros que ayudará a comprender

mejor las técnicas que se vienen aplicando, minimizando riesgos y perdidas de tiempo

en el momento de las operaciones para mejorar la eficiencia del ducto en el transporte

de fluidos y mantener la vida útil de la tubería por más tiempo.

6

1.6.2 Identificación de Variables

1.6.3 Variable Dependiente:

Redes de suministros de hidrocarburos tales como: tubería, válvulas, y bridas.

1.6.4 Variable Independiente:

Hidrocarburos

1.6.5 Identificación de Indicadores

Volumen total completo de hidrocarburo transportado por la tubería en función del

diámetro interior nominal original versus el porcentaje de perdidas de caudal por efectos

de reducción de diámetro que produce la incrustación de sólidos en las paredes,

espesores de pared de tuberías con perdidas paulatinas normales en condiciones de

trabajo programadas versus al desgaste acelerado de las paredes del tubo atacadas por la

oxidación en las mismas condiciones de trabajo programadas.

7

1.7. MARCO REFERENCIAL

1.7.1 Marco Teórico

Se trabajará con la metodología escrita y desarrollada para este tipo de contingencias

más la identificación de parámetros propios de cada material, para lo cual se requiere

que los ductos mantengan un estado aceptable, y es necesario establecer un programa de

limpieza periódica, en función de los productos contaminantes, que debe considerar en

primera instancia, el trazo y perfil de los sistemas de ductos, instalaciones existentes

superficiales y enterradas a lo largo de su trayectoria, cambios de dirección, espesores

de pared de las líneas, condiciones operativas imperantes, trampas de chanchos,

lanzador y recibidor Esta información permitirá programar con herramientas

adecuadas, las corridas de dispositivos de limpieza para realizar con efectividad la

limpieza interior, lo cual influirá definitivamente para establecer un programa de

mantenimiento interno de ductos.

1.7.2. Marco Conceptual

1.7.2.1. Definición de Términos Conceptúales

• Absorción.- La incorporación de una sustancia en otra, de tal manera que la

sustancia absorbida pierde sus características identificables, mientras que la

sustancia absorbente conserva la mayoría de sus aspectos físicos.

8

• Aditivo.- Sustancia que se añade en pequeñas proporciones a un medio para

provocar un cambio ventajoso en alguna de sus propiedades.

• Corrosión.- desgaste total o parcial que disuelve o ablanda cualquier sustancia por

reacción química o electroquímica con el medio ambiente. El término corrosión se

aplica a la acción gradual de agentes naturales, como el aire o el agua salada sobre

los metales.

• Disolvente. – Líquido en el cual se disuelven los activos para facilitar el manejo del

producto, esta puede ser agua o cualquier solvente orgánico como diesel.,

queroseno, alcohol metílico, por mencionar algunos. Este componente no toma parte

en la eficiencia del inhibidor de corrosión, ya que solamente es el vehículo, pero

tiene que ser compatible con el sistema a tratar y no alterar la calidad del fluido a

tratar.

• Ducto. – Sistema de Tuberías con diferentes componentes tales como: válvulas,

bridas, accesorios, espárragos, dispositivos de seguridad o alivio, etc., por medio del

cual se transportan los hidrocarburos (líquido o gases).

• Hidrocarburos.- en química orgánica, familia de compuestos orgánicos que

contienen carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y

pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos

los demás compuestos orgánicos. Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos

principales, de cadena abierta y cíclica. En los compuestos de cadena abierta que

contienen más de un átomo de carbono, los átomos de carbono están unidos entre sí

formando una cadena lineal que puede tener una o más ramificaciones. En los

compuestos cíclicos, los átomos de carbono forman uno o más anillos cerrados. Los

9

dos grupos principales se subdividen según su comportamiento químico en

saturados e insaturados.

• Sólidos suspendidos: Los sólidos en suspensión son aquellos que se encuentran en

el agua sin estar disueltos en ellas, pueden ser sedimentables o no.

• Viscosidad: la resistencia de un líquido al movimiento o flujo; normalmente se

abate al elevar la temperatura.

1.8 METODOLOGÍA

1.8.1 Diseño de Investigación

Enfocada en la investigación explorativa, predicativa y experimental.

1.8.2 Métodos de Investigación

Los métodos a ser utilizados son:

Método deductivo ya que el punto de partida se encuentra en la teoría.

Método de análisis porque se dividirá el proceso en diferentes partes para realizar un

procedimiento completo.

Método experimental debido a que se tomaran datos basados en prácticas reales

desarrolladas en diferentes áreas.

10

CAPÍTULO II

2. INTRODUCCIÓN A LA IMPORTANCIA DEL MANTENIMENTO

PREVENTIVO INTERNO DE DUCTOS

Nuestros ductos son parte vital de la economía nacional, ya que por ellos transportamos

los productos como: la gasolina corriente, el gas natural e inclusive los crudos de

exportación; por lo tanto el no tener un sistema de mantenimiento interno de líneas

representa atentar contra la integridad de las tuberías y afectar la economía nacional.

Para dar un ejemplo de la importancia del mantenimiento miremos el sistema

circulatorio del ser humano. Comparando a un hombre saludable con una persona

descuidada en su alimentación y que presenta un problema de sobrepeso, podemos saber

por medio de un diagnóstico que las paredes internas de las venas y arterias de la

persona saludable, no existen restricciones de circulación por causa de acumulaciones

de colesterol y su corteza no tiene que esforzarse para impulsar la sangre a los diferentes

órganos del cuerpo, así mismo el desplazamiento del líquido rojo es lineal y uniforme.

Pero si conocemos el diagnóstico del sistema circulatorio de una persona con sobrepeso

el sistema circulatorio de una persona con sobrepeso, encontraremos que las paredes de

sus venas y arterias sufren de una reducción de su diámetro a causa de la acumulación

de colesterol y del incremento de triglicéridos, aumentando la presión necesaria para

que el vital líquido llegue a cada una de las partes del cuerpo, además el mayor trabajo

11

que tiene que hacer el corazón pone en peligro el funcionamiento del mismo hasta el

punto de producir su paro.

Lo mismo puede suceder con nuestras redes de suministros de hidrocarburos, ya que en

ellos se pueden llegar a producir acumulaciones de arenas, lodos, óxidos, costras,

incrustaciones entre otros; que ayudan a reducir el diámetro del tubo y restringen el paso

del fluido. Estos depósitos presentes aceleran los fenómenos de deterioro como es el

caso de pitting (huecos pasantes en la tubería) y las celdas de corrosión.

Para mejorar la circulación de la sangre sin que tenga que esforzarse el corazón, al

aumentar la presión de bombeo. Un médico le recetaría a esta persona inicialmente una

alimentación balanceada combinada con medicinas que permitan bajar el exceso de

colesterol y a medida de que tenga un avance continuar con la rutina de ejercicios para

que el corazón recupere su ritmo y se prevenga cualquier falla del sistema circulatorio.

De la misma manera en un sistema de transporte de fluidos requiere que se lo realice un

diagnostico del estado actual del ducto. Este incluye la instalación de cupones de

corrosión y la caracterización de los residuos, para que posteriormente se defina el plan

a seguir para recuperar la eficiencia del ducto y conservar la confiabilidad de la tubería.

Un tratamiento que consiste en factores de limpieza mecánica interna de ductos con la

adición de químicos que ayuden a limpiar y permitan proteger la integridad del ducto.

Este tratamiento se reduce en una metodología dividida en tres grandes bloques o

subsistemas de mantenimiento.

12

2.1. ANÁLISIS DEL DISEÑO DE OLEODUCTOS DE ACERO AL CARBONO

Como dice American Petroleum Institute en sus códigos:

Para la construcción de oleoductos, las compañías se respaldan o se basan en

códigos o normas ampliamente difundidas y como un ejemplo, el código mas

generalizado para la construcción de ductos es el API 1104 ya que, por

seguridad de la empresa deben regirse a estas normas internacionales (7).

Todo oleoducto que haya sido ejecutado con esta norma esta garantizando su

funcionalidad en su fondo y en su forma. En su fondo quiere decir que se ha cumplido

con los estándares de calidad. En su forma quiere decir que los materiales, consumibles,

etc., utilizados en la construcción son los recomendados para el servicio que fue

diseñado, por ejemplo citemos el caso de la tubería, la recomendación es la utilización

de tubería de acuerdo al API 5L o al ASME (American Sociaty Mechanical Engeenier).

En el caso del API 5L puede ser tubería de grado X-42, X-60, X-75, etc. o el caso de

ASME que puede ser de grado A-106, A-53, etc.

Como dice en la NORMA ASME:

Que el código es aplicable y garantiza el diseño siempre y cuando se trabaje en

elementos nuevos. Con estos parámetros claros, el departamento de diseño

realiza trabaja en los detalles de diseño constructivos en donde se incluyen,

parámetros como: servicio, longitud, presión, temperatura, caudal, perfil del

terreno etc. Una vez aprobado el diseño de los planos, empieza la fase

constructiva (16).

13

FIGURA 1

Tubería en el medio de la amazonía

Fuente: www.pipeline.com

Elaborado por: Camilo Restrepo

2.2. EVALUACIÓN DE CORROSIÓN INTERIOR EN BLANCO

Para conocer los niveles de corrosión que podrían estar presentes en los ductos de

transporte, es conveniente que se evalúe en condiciones originales el ducto,

comúnmente denominado en blanco o de referencia con cupones corrosimétricos

(láminas de corrosión), o con cualquier otro medio que pueda cuantificar, la posible

existencia de la corrosión interior. Lo que servirá de base para definir la procedencia del

fenómeno de corrosión y la posibilidad de establecer un sistema de control del mismo al

interior.

14

2.3. ANÁLISIS DEL INTERIOR DEL DUCTO Y SUS EFECTOS RELEVANTES

Como dice American Petroleum Institute, Manual Pipeline Design Operation:

La integridad en el interior del ducto es de suma importancia ya que por ellos

transportamos diferentes productos; por lo tanto el no tener un sistema de

mantenimiento preventivo interno de los ductos atenta contra el correcto

funcionamiento de las tuberías y afecta directamente al flujo uniforme que debe

haber en las líneas (114).

En las redes de conducción de los hidrocarburos se pueden llegar a producir efectos

indeseables en las paredes internas de la tubería cuando no hay un proceso preventivo

de mantenimiento de las tuberías.

Sobresalen los siguientes:

a. Acumulaciones de arenas

b. Lodos

c. Óxidos

d. Costras

e. Incrustaciones entre otros

Estos producen una reducción del diámetro de la tubería y restringen el paso normal de

fluido lo que significa una pérdida de caudal en el caso de crudo y esto conlleva a tener

pérdidas económicas que de mantenerse en estas condiciones a largo o mediano plazo

representan pérdidas considerables.

15

Otro defecto crítico que se produce en la tubería es el ataque agresivo de los químicos

que vienen como mezcla normal del producto transportado; estos producen erosión y

ataque químico en las paredes internas de los ductos que paulatinamente van

disminuyendo el espesor de pared nominal de la tubería, este ataque químico sumado a

la fricción de las partículas sólidas generan los denominados pittings (huecos pasantes

en la tubería).

2.4. ANÁLISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO DEL

COMPORTAMINETO INTERNO DEL DUCTO POR LA MALA O NULA

EJECUCIÓN DE UN CORRECTO MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Debido a los fenómenos ya analizados de acumulaciones y de ataques químicos en la

pared interna del tubo ocasionadas por las mismas impurezas y composición químico

físico de los productos transportados, existen muchas partículas ferrosas o no de

diferentes tamaños y al no ser controlados puede llegar a atentar con el tiempo, la

integridad de la línea y la calidad del producto.

En el gráfico siguiente se puede apreciar los defectos enunciados por citar un ejemplo

solamente; ya que estos se pueden presentar de cualquier forma e inclusive podrían

taponar completamente el ducto o perforar la pared completa de la tubería.

16

FIGURA 2

Tuberías con escala

Fuente: Campo de producción


El Análisis Cualitativo.- Es realizado en el laboratorio de corrosión quienes luego de

tomar las muestras de campo en recipientes adecuados para el efecto, realizan un sin

numero de análisis químicos, los que arrojan porcentajes de elementos que forman

parte del fluido. Estos porcentajes y tipos de elementos son los que finalmente se

remiten en los reportes y dan muy claramente la presencia o no de elementos dañinos.

17

FIGURA 3

Laboratorios de muestras

Fuente: website


El Análisis Cuantitativo.- Comienza el momento en que se abre el recibidor, después

de que el chancho cumplió el objetivo de limpieza en toda la longitud del ducto, que

inicia en el lanzado y termina cuando la llegada al recibidor.

Se realiza una inspección visual de las trazas encontradas, y estas son fácilmente

mesurables y se puede verificar el peso en volumen del material arrastrado, estos datos

son muy importantes como referencia posterior.

18

FIGURA 4

Operador recogiendo muestras

Fuente: Elastómeros P.V.A


2.5. MONITOREO DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN

2.5.1. MONITOREO DIRECTO DEL PRODUCTO A TRANSPORTARSE

En la línea conexionada al cabezal del pozo y la cual sirve para la producción se debe

instalar un toma muestras, es desde este punto en donde se debe realizar análisis

químico físico del fluido a transportarse en la línea, estos análisis arrojan valores que

deben ser registrados y nos sirven como datos de referencia de la presencia de

elementos oxidantes. Valores que son cuantitativos y cualitativos.

19

Estos análisis tienen como objetivo determinar el tipo de partículas y elementos

químicos contenidos en el fluido, en porcentaje, en partes por millón (PPM), etc.

Inyección de químicos a la salida del cabezal de producción, es una practica común en

todos los campos y empresas, ya que es el inicio de una actividad que tiene la finalidad

funciones de reducir la oxidación y la adherencia de sólidos en las paredes internas del

ducto, los químicos que son inyectados y más relevantes en el control y cuidado para las

paredes internas de la tubería son:

2.1.1.1 Antioxidante

2.1.1.2 Antiescala

FIGURA 5

Válvula con actuador neumático



20

2.5.2. MONITOREO CON TESTIGO DE REFERENCIA

Consiste en instalar una membrana o placa, de preferencia a la entrada del manifold de

producción. Esta membrana esta incluida en los denominados cupones de corrosión.

La finalidad de la membrana no es mas que la de un filtro en donde se depositan

elementos o partículas a mas de que se deteriora su integridad. Esta membrana es

removida cada cierto tiempo y sirve como testigo ya que es sometida a análisis de

laboratorio y cualifica y cuantifica el cómo, el qué y el porqué de su estado y se

convierte es un reflejo comparativo de cual es el estado al interior de la pared de la

tubería.

FIGURA 6

Instalación de cupones de corrosión a la entrada del manifold de producción



21

Con ayuda de registros estadísticos se va a controlar eficientemente el porcentaje de

incremento de elemento dañino en función del tiempo y la producción, y lógicamente

con ayuda del departamento de químicos de la compañía se puede justificar la inyección

de químicos con la finalidad de mantener controlados los porcentajes de elementos

indeseables.

FIGURA 7

Especimenes de corrosión (testigo)



22

2.5.3. TÉCNICA DE EVALUACIÓN DE CORROSIÓN

Para conocer el grado de la aceleración de la corrosión dentro del tubo debido a los

diferentes problemas tales como: pitting, acumulaciones de carbonato, acumulación de

óxidos, etc. para tal fin se usa la técnica de cupones de corrosión.

Esta prueba consiste en insertar una lámina metálica en los puntos más críticos de los

ductos y donde sea accesible la instalación como en la entrada de los manifold de

producción, la lámina se expone al medio para que sea corroída (como testigo) con el

paso del tiempo. Estas partes removibles son cuidadosamente limpiadas y pesadas antes

y después de ser sometidas al sistema. De la pérdida de espesor de la lámina se puede

determinar la velocidad de corrosión y el tipo de ataque.

Para obtener información confiable del seguimiento de la corrosión en el sitio de interés

los análisis deben ser realizados de manera periódica y los datos obtenidos se deben

tabular con los registros históricos, los puntos de monitoreo deben localizarse como se

indico en lugares accesibles y según el diseño y la empresa que realiza este tipo de

seguimientos instala un numero de tres a cuatro cupones, insistimos el numero depende

del diseñador. La remoción de las láminas metálicas del sistema en funcionamiento, se

realiza aproximadamente cada tres meses (o en el intervalo de tiempo que cada

compañía lo disponga en la operación) y es reemplazado por láminas nuevas para

continuar en forma periódica el seguimiento y análisis

A

e

p

l

E

d

e

d

m

r

Al establece

en ductos, se

para su mon

lógicamente

En ductos d

de fallas deb

evaluar la ev

desbaste y p

mucho mas

realizar eval

er un program

e debe de as

nitoreo, lo cu

e debe ser nu

de transporta

bidas a la co

volución de

planificar un

específicos

luaciones en

ma de evalua

egurar que e

ual debe con

uevo.

ación de hid

orrosión inte

las áreas qu

plan de con

y técnicos, y

sitio.

Cu

F

Elabor

23

ación de cor

existan sufic

nsiderarse en

drocarburos,

erior, a fin d

ue pueden se

ntingencia, ló

y se requier

FIGURA

upones de Co

Fuente: Cosasco

rado por: Cami

rrosión interi

ientes acces

n el diseño

se deben m

de identificar

er susceptible

ógicamente

e además de

A 8

orrosión

os S.A.

ilo Restrepo

ior con cupo

orios en con

de ductos q

manejar simu

r los puntos

es de ataque

se involucra

e equipos de

ones de corro

ndiciones seg

que se traten

ulaciones en

potenciales

e por oxidaci

a datos de di

e inspección

osión

guras

n que

caso

para

ión o

iseño

para

24

2.6. ORIGEN Y COMPORTAMIENTO DE LA CORROSIÓN EN LA PARED

INTERIOR DEL TUBO

Se inicia en cualquier discontinuidad superficial que puede presentarse en la pared

interior de la tubería, sin importar su origen, puede ser este, mecánico, químico. En este

análisis vamos a limitarnos a los generados por oxidación o por abrasión mecánica.

Estas discontinuidades son el origen para que en la superficie interna del metal vaya

produciéndose un ataque químico del fluido por efectos de un porcentaje elevado de

acides o de concentraciones de elementos altamente corrosivos, etc. Este ataque en un

momento determinado puede ser tan agresivo que produce socavaciones tan evidentes

que llegan a formar los pittings que no son otra cosa que huecos pasantes.

FIGURA 9

Huecos pasantes (pitting)

Fuente: Archivo UB-15


25

Desde el punto de vista mecánico se inicia por el arrastre de partículas, arenas, lodos,

sólidos, etc.; que ocasionan desgaste en la pared interior del tubo por efectos de

abrasión, erosión, etc. En estos puntos se van incrustando los elementos dañinos

indeseables para la integridad de la pared interna de la línea. Estos mismos puntos

sirven de respaldo de anclaje para que vayan formándose acumulaciones, y con el pasar

del tiempo tanto crecen que van reduciendo considerablemente el diámetro nominal del

paso del fluido.

FIGURA 10

Pitting y acumulación

Fuente: Elastómeros S.A.


2.7. CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO TRANSPORTADO

En un oleoducto construido bajo normas y especificaciones como ya tratamos es este

mismo código el que señala que tipo de producto pueden ser transportados en el interior

26

y en condiciones seguras. Lógicamente el diseñador se basa en la norma y especifica el

producto a transportar.

Por citar algunos ejemplos del producto a transportar al interior de los ductos

construidos según API 1104 se pueden nombrar: transmisión de petróleo crudo para

derivados de petróleo, gases, dióxido de carbón y nitrógeno.

El tipo de producto que se transportará es una variable principal para proceder con un

programa preventivo de mantenimiento del ducto, sencillamente porque cada producto

que vaya a transportarse tiene su propia formula química y en base a esta el diseñador

utilizara los materiales mas adecuados y convenientes, caso contrario estaríamos dando

mal uso de un ducto construido bajo especificaciones de calidad.

Si por motivos logísticos se requiera pasar otro tipo de fluido por la tubería diseñada

para otro producto se debe hacer un análisis en el que involucren a los departamentos de

operaciones, construcciones y de químicos, etc. Para que en común consenso y después

de un análisis previo se pueda proceder a lavar la tubería, limpiar la tubería y exponer al

fluido del que se trate lógicamente, previo al cumplimiento de un procedimiento. Se

puede apreciar el interior del tubo en condiciones óptimas de trabajo.

27

FIGURA 11

Transporte de fluido

Fuente: www.girardin.com


2.7.1. AGENTES CORROSIVOS EN LOS FLUÍDOS TRANSPORTADOS EN

DUCTOS

Los agentes corrosivos que están presentes en los fluidos transportados por el ducto, por

tal razón debemos tener bien en claro que estos fluidos tienen un comportamiento en el

tramo de la salida del cabezal del pozo hasta las facilidades en superficie que pueden ser

líneas de pocos metros o en decenas de kilómetros, siendo en este trayecto un poco

dificultoso aplicar un sistema de prevención interna del ducto, por cuanto si bien es

cierto que nos brinda las facilidades para hacer limpieza interna mecánica pero el

problema radicaría en que se requeriría parar la producción del pozo. En estos trayectos

lo que comúnmente se realiza son la limpieza por medio de químicos.

28

No obstante, antes de que el ducto entre en servicio de transporte, algunos de los

hidrocarburos líquidos y gaseosos son sometidos a varios procesos para mejorarlo es

mezclando el crudo con químicos que se requiera, no hay que olvidar que los fluidos

vienen desde el yacimiento con impurezas y que inclusive mejorándolo con químicos

estos conservan contaminantes que pueden afectar la integridad física de las

instalaciones de ductos debido principalmente al fenómeno de corrosión interior.

Entre los agentes residuales agresivos o contaminantes más frecuentes que es posible

detectar en los flujos de transporte de ducto, resaltan: bióxido de carbono (CO2),

oxígeno (O2), acido sulfhídrico (H2S), bacterias y microorganismos, etc., los cuales

encuentran un caldo de cultivo principalmente en las paredes internas del ducto, lo que

originan los ya analizados daños que ocasiona la corrosión en el metal base.

29

CAPÍTULO III

3. LIMPIEZA INTERNA DE DUCTOS

Lo recomendable para una buena conservación de las paredes internas de los ductos, es

realizar periódicamente y en forma programada una limpieza al interior:

1. Para ir eliminando desde un inicio acumulaciones de sólidos y arrastrando posibles

incrustaciones de elementos indeseables como son: Arenas, lodos H2S, inclusive

bacterias que se acumulan y son las que originan daños incalculables.

2. Para mantener el diámetro nominal de la tubería y garantizar el transporte del caudal

del fluido en condiciones establecidas al interior del ducto.

3. Finalmente para mantenerlo limpio internamente.

Los tres puntos anteriores se pueden clasificar en tres grupos principales que sin ser los

únicos, son los más relevantes:

a. Limpieza mecánica.

b. Limpieza química.

c. Limpieza químico-mecánica.

30

La utilización de cualquiera de las tres formas citadas de limpieza interna de ductos, son

las más generalizadas

Pon las consideraciones mencionadas se deben elaborar previamente un programa de

mantenimiento interno preventivo de ductos. Las personas involucradas en este tipo de

análisis son generalmente el personal de planta y de producción y para realizar lo

indicado debe existir una asignación de recursos para su implementación. Esta sería la

manera correcta de empezar a realizar un mantenimiento preventivo desde el inicio de

operación (ductos nuevos).

Para conocer el grado de integridad de las tuberías se recurre a métodos de inspección

conocidos como: “inspección en línea”. Si bien no existe un único método que permita

obtener toda la información necesaria para evaluar el verdadero estado de la tubería, una

técnica difundida y no destructiva de inspección y medición de espesores es mediante el

uso de “chanchos o scrapers inteligentes” basados en el principio de “Perdida de Flujo

Magnético”. Puesto que las suciedades en el interior de la tubería pueden atascar los

sensores o provocar errores de lectura, se vuelve un requisito previo a contar con ductos

limpios, dado que en cuanto mayor sea el grado de limpieza, mejor será la interpretación

de resultados y la evaluación del estado del sistema.

No solo importante para la recolección de datos de inspección confiables, el grado de

limpieza interior de los ductos también tiene influencia en los programas de tratamiento

químico. Independientemente de la modalidad de un tratamiento químico, cuando los

productos utilizados no llegan a la superficie del metal sobre la que deben actuar, es

31

probable que el tratamiento no este siendo aprovechado dentro de un programa de

integridad de ductos. Por ejemplo, si un inhibidor de corrosión fílmico, no se adhiere

sobre la superficie de un metal o un tratamiento bactericida no accede a las colonias de

bacterias que se están tratando de eliminar, es probable que no estemos obteniendo los

resultados deseados y lo que es peor aún, que no nos estemos dando cuenta.

3.1. LIMPIEZA MECÁNICA

Previo a la limpieza mecánica del interior de la tubería la empresa debe disponer de

equipos para realizar la actividad en condiciones seguras, rápidas y sin contratiempos,

estos equipos son:

a. El lanzador.

b. El recibidor

32

FIGURA 12

Representación esquemática de un sistema completo par realizar limpieza mecánica al

interior del ducto

Fuente: www.argusmachine.com


Es el método más eficiente y económico para limpiar internamente las tuberías. Se

utiliza para la remoción de aquellos sedimentos que se forman en el interior del ducto y

para mantener limpia de sólidos, incrustaciones, procesos de corrosión, acumulaciones

de parafinas, arenas, lodos, la superficie interna de la tubería. Aquí se hace necesario

que se determinen las facilidades de la línea y de la operación del sistema para que el

programa implementado se desarrolle adecuadamente. Para esto se requiere tener

antecedentes o registros preliminares de una limpieza interior, caso contrario asumimos

que la tubería es nueva y nos remitimos para recavar información directamente a los

33

planos de construcción. En donde esta incluida toda la información técnica que

requerimos para este o para cualquier otro fin.

Con estos antecedentes ya se esta en condiciones de arrancar planificadamente un

programa de mantenimiento preventivo con una fecha inicial que bien puede indicar el

personal de planta, operaciones, químicos etc. Este seria el comienzo de un plan

programado de mantenimiento, y que se convierte en la base del programa.

Desde el punto de vista de limpieza mecánica en ningún momento este proceso esta

diseñado para disminuir el espesor interno del ducto, el caudal del fluido que se

transporta por el interior de la tubería depende del factor de fricción y diámetro interno

de la misma: en algunos casos cuando se realizan pasadas frecuentes de un “marrano”,

se puede mantener el diámetro interno de una tubería prácticamente en su estado

original. No obstante, dependiendo del tipo de sólidos depositados, puede el marrano en

su desplazamiento desprender los sólidos incrustados inclusive con trazas de material

base y es en estos sitios donde comienzan los puntos bajos del espesor de pared del tubo

el diámetro interno de la tubería no necesita ser substancialmente reducido para afectar

la eficiencia de flujo de la tubería, sino que la acumulación puede afectar o modificar su

factor de fricción o bien influir sobre la calidad del fluido transportado.

En los análisis de riesgos se determinan los peligros que se pueden presentar en la

operación de la limpieza y el plan de contingencia que se debe seguir en el caso de

cualquier eventualidad.

34

Figura 13

Operador insertando el marrano para su envío



3.2. ANÁLISIS GENERAL DEL INTERIOR DEL DUCTO

El momento en que la contratista o la constructora hagan la entrega oficial de un ducto

construido con normas internacionales reconocidas. Asumimos que las paredes del

interior del ducto están impecables y que no se debe considerar ningún rubro inmediato

para realizar monitoreos o inspecciones del metal base citemos el ejemplo de un ducto

nuevo construido con tubería API 5L-X42, el comportamiento de la tubería en cualquier

punto de la misma va a tratarse de la tubería indicada y aun mas, esta plenamente

identificado este tipo de metal base de la tubería por cuanto se tiene registros de

composición química y de comportamientos mecánicas. Este análisis es necesario

realizar por cuanto al final de un proceso de limpieza interior con el marrano, es decir,

35

cuando el marrano haya salido al recibidor, es en este punto donde se han depositado

todos los elementos sólidos que han salido como resultado del arrastre por limpieza,

estos sólidos son los que deben ser analizados en el laboratorio y son los que arrojaran

resultados cualitativos de su naturaleza, inclusive pueden arrojar trazas de elementos

que conforman químicamente el material del tubo y como conclusión final en el

laboratorio sin mayor detalle se puede asegurar que es parte del metal base.

FIGURA 14

Construcción e instalación del ducto

Fuente: www.pipeline.com


36

3.3. EVALUACIÓN DE LOS RESIDUOS DESPLAZADOS EN LA LIMPIEZA

MECÁNICA AL INTERIOR DE DUCTOS

El método de limpieza mecánica analizada en un ítem anterior, en donde se pudo hacer

un análisis un poco mas detallado del porque es necesaria la limpieza mecánica.

No es por demás tener en claro que como resultado de la limpieza mecánica se puede

presentar el caso de que al extremo de salida del limpiador (recibidor) tengamos cero de

sólidos, esto implica que la tubería esta limpia sin hacer muchos análisis ni conjeturas.

Cosa diferente es en el caso de que exista sólidos en volumen como producto del

desplazamiento del limpiador mecánico al interior de la tubería, para lo cual una manera

técnica de hacer los análisis de este material serian:

1. En la salida del by pass del recibidor instalar un filtro por el cual solo pasen los

líquidos y en el filtro se retengan los sólidos, que es el material netamente útil para el

químico – físico del ducto.

2. Estos sólidos que se rescaten una vez abierto el recibidor se deberían someter a una

cuantificación en peso y con estos registros se puede hacer mediciones comparativas

con las siguientes volúmenes producto de limpiezas mecánicas posteriores que ya deben

estar plenamente elaboradas y evitar de cualquier modo de que estos sólidos se evacuen

por el by pass sin hacer el análisis respectivo, resaltando que es en ese material donde

esta la información completa de lo que esta aconteciendo en el interior de la tubería.

37

3. Este tipo de sólidos deben ser manipulados en una manera tal que se evite el

manoseo o la contaminación con elementos extraños, esto fácilmente se puede realizar

con la utilización fundas plásticas con sellos de seguridad en el extremo de ingreso de

las muestras.

FIGURA 15

Consecuencias de las acumulaciones



3.4. SELECCIÓN DE RASPADORES

3.4.1 INTRODUCCIÓN

Con base al diagnostico del interior de la línea que proporciono el análisis físico -

químico del ducto y conociendo la funcionalidad de cada uno de los raspadores se puede

38

determinar el tren de marranos que se puede utilizar en un programa de limpieza. La

acción de limpieza de los raspadores o marranos depende de sus características

mecánicas y constructivas, y de la composición y dureza del material depositado en el

interior de la tubería. Los marranos, están diseñados para empujar el material y los

sólidos sueltos dentro de la tubería y para desprender los depósitos y ensuciamiento

adheridos sobre las paredes de la misma.

FIGURA 16

Esquema del marrano dentro de la tubería

Fuente: Bolland


Estas dos funciones se desarrollan mediante el “sellado” que asegura que el marrano

circule por empuje de fluido, y las fuerzas de fricción que remueven los sólidos de las

paredes interiores. Los parámetros constructivos que influyen sobre el grado de sellado

y esfuerzos ejercidos por un marrano son: diámetro, materiales de fabricación y dureza

de los mismos, tipo de contacto, forma y estilo de montaje, y tamaño y dureza de los

cepillos y rascadores utilizados.

39

Describiremos los diferentes tipos de marranos de limpieza:

3.4.2 POLLY PIGS

Son espumas de poliuretano flexible y son más económicos. Se pueden hacer circular a

través de las tuberías de diferentes diámetros, generalmente de 2” a 48”. El largo

estándar es dos veces su diámetro.

Pueden ser:

• Desnudos

• Recubiertos con elastómeros de poliuretano

• Recubiertos con elastómeros y con cepillos

• De bandas abrasivas

• Esferas

Utilizadas para la absorción de acumulación acuosa y sedimentos blandos debido a los

esfuerzos de fricción ejercidos sobre las paredes de la tubería. Generalmente, el

diámetro del marrano es levemente mayor que el diámetro interno de la tubería y la

presión ejercida por el fluido en la parte trasera del marrano lo comprime en forma

longitudinal aumentando la fuerza sobre las paredes.

El sello que se obtiene con la tubería es tal que permite el pasaje de los pequeños

volúmenes de fluido a alta velocidad aumentando el barrido de los sólidos desprendidos,

y alejándolos de la cabeza del “pig”. Estos vienen en tres densidades que varían entre

40

32 y 160 Kg. /m3 de acuerdo a su aplicación y son fácilmente diferenciales por su color

característico.

FIGURA 17

Polly-pigs con poliuretano

Fuente: Bolland


3.4.2.1. Polly pigs de baja densidad. Utilizados para absorber agua, su color

característico es el amarillo.

41

FIGURA 18

Polly-pigs de baja densidad



3.4.2.2. Polly pigs de media densidad. Utilizado para el desplazamiento de depósitos

semiblandos, su color es el rojo.

FIGURA 19

Polly-pigs de media densidad



42

3.4.2.3. Polly pigs de alta densidad. Empleado para romper depósitos de sólidos viene

de color vino tinto.

FIGURA 20

Polly-pigs de alta densidad



3.4.3. RASPADORES TIPO MANDRIL

Son herramientas compuestas por un cuerpo de acero y elementos de limpieza en

poliuretano ensamblado concentricamente al cuerpo. Estos elementos pueden ser copas

o disco que cumplen la función de sello hidráulico y cepillos de alambre o cuchillas de

poliuretano o metal para las funciones de limpieza y rascado. Dentro de los principales

raspadores en esta gama sobresalen los: bidireccionales, los duales, entre otros; son

raspadores utilizados para la limpiezas agresivas o gruesos y en la separación de baches,

aparte de las ventajas de limpieza, sobresale la posibilidad de reemplazar la parte de

43

poliuretano una vez sufrido el desgaste y así ser utilizados nuevamente. Estos scrapers

suelen tener agujeros de pasaje o by pass en su nariz o cabeza para que el fluido pase a

través de los mismos y mantenga en suspensión los sólidos arrastrados que quedan por

delante del mismo.

FIGURA 21

Polly-pig tipo mandril



3.4.4 RASPADOR COMPACTO FLEXIBLE

Los chanchos sólidos con cuerpo de fundición se fabrican generalmente en poliuretano

en una sola pieza, aunque también pueden fabricarse en neoprene, nitrilo, vitón y otros

elastómeros elásticos; tienen una flexibilidad similar a los pigs de poliuretano y una

resistencia comparable a los de acero. Generalmente se emplean como “scrapers” de

44

sellado, aunque algunos diseños con copas, discos y cepillos pueden usarse para la

remoción de líquidos (condensados, agua, etc.) en gasoductos o para el control de

depósitos parafínicos en tuberías de conducción de hidrocarburos líquidos. La principal

ventaja de este polly pig es que se lo utiliza para procesos de limpieza en líneas que

posee codos de 90 grados evitando la obstrucción de la herramienta en dichos puntos y

manteniendo el sello.

FIGURA 22

Raspador compacto flexible



45

3.5. VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE LOS MARRANOS

CONVENCIONALES

1. No se requiere de equipos especiales a más que el del pig que sea utilizado para ese

efecto en particular.

2. El desplazamiento del pig lo realiza el mismo fluido y no requiere de equipos para

su movilización.

3. El raspador mecánico realiza la función de empuje y que prácticamente es la

finalidad.

4. Los pigs son fáciles de manipular, no son pesados y se adapta al recorrido de la

línea.

5. La ventaja del marrano inteligente es que da la localización exacta del daño en la

tubería, pues informa la posición en grados y su distancia a través del sistema.

3.6. DESVENTAJAS DE LA UTILZACIÓN DE MARRANOS

CONVENCIONALES

1. El recorrido del marrano se limita a líneas rectas o curvas de ángulos

preestablecidos mayores a eso ya no aplica, por ejemplo en un ducto de 18” la curvatura

máxima establecida es 25 grados.

2. El marrano en el trayecto interno de la tubería puede quedar atorado por la

influencia de arenas o de acumulaciones y es difícil su ubicación peor aun entramos

enterrados.

46

3. Los marranos en el trayecto y por constantes cambios de dirección sumado a

arrastres y a choque con acumulaciones, estos pueden destruirse.

4. Se requiere el uso de equipos especiales como son el lanzador y el recibidor.

3.7. ALTERNATIVAS DE UN SISTEMA DE RASTREO Y LOCALIZACIÓN

Una tarea de rastreo y localización es indispensable cuando no hay seguridad del estado

total de la línea, cuando como se presentan problemas de abolladuras y deformaciones o

la operación del sistema es critica como en oleoductos de producción directa de pozos y

se necesita control de la operación de limpieza. Existen varias alternativas para

seleccionar un sistema de rastreo y localización de raspadores dentro de los cuales se

destacan:

3.7.1. Sistema electromagnético

Es un sistema que generalmente utiliza un transmisor montado en cualquier tipo de

raspador con una antena de recepción y una unidad lectora que le muestra al operario

los resultados.

El transmisor es esencialmente un electroimán que genera un campo mecánico que

atraviesa las paredes del tubo. Esta clase de sistemas tiene las ventajas de no ser

introducido por lo tanto, no requiere un acceso directo a la tubería.

47

FIGURA 23

Sistema electromagnético



3.7.2. Sistema acústico

Es el método mas antiguo y común de rastreo igual consiste en enterrar un sensor de

sonido en la tierra, que amplifica el sonido en la tierra que amplifica el sonido generado

por el marrano dentro del ducto.

48

FIGURA 24

Sistema acústico



3.7.3. Sistema radioactivo

Es quizás la técnica más confiable de realizar la localización de raspadores.

Básicamente consiste en una fuente radioactiva pequeña instalado en el marrano y se

hace un seguimiento por fuera de la tubería con un contador geiger (dispositivo

empleado para detectar la presencia y la intensidad de una radiación).

49

FIGURA 25

Contador Geiger

Fuente: Encarta 2007


Desafortunadamente tiene problemas muy serios desde otro punto de vista, la fuente

radioactiva es potencialmente dañina para los usuarios de los equipos quienes deben

tomar precauciones especificas parar la manipulación del desplazamiento.

50

FIGURA 26

Sistema radioactivo



3.8. LIMPIEZA QUÍMICA MECÁNICA

Dependiendo de la gravedad del estado interno del ducto la zona limpieza mecánica de

la línea no garantiza los problemas de corrosión y acumulación de depósitos sean

disminuidos en el tiempo. Se hace necesaria para esto la selección del método más

adecuado, ya sea mecánico, químico o una combinación de ambos y un control que

permitirá una eliminación total de los depósitos duros y una disminución de los factores

que aceleran los fenómenos de corrosión. La naturaleza de los depósitos difiere, ya sea

si se trata de acueducto o un oleoducto y consecuentemente dependerá el método y los

productos químicos de limpieza más convenientes en cada caso. Hay situaciones donde

las limpiezas mecánicas no son efectivas o, si los sistemas no cuentan con

correspondientes lanzaderas y receptores de scrapers, son directamente inviables se

51

debe recurrir a limpiezas químicas. Desde el punto de vista de la composición y el grado

de adherencia de los depósitos, las limpiezas químicas pueden resultar más efectivas

que la acción abrasiva de una limpieza mecánica, o bien casi la única alternativa viable

cuando se trate de tuberías con recubrimiento interior. En este último caso, para evitar

un posible daño por la acción mecánica de un marrano, se recurre a productos químicos

específicos, puesto que según la naturaleza del ensuciamiento, se puede actuar sobre sus

propiedades físico químicas.

Entre varios factores, la pérdida de la eficiencia de una limpieza mecánica con marranos

puede atribuirse a una incorrecta selección del tipo de marrano, al procedimiento

operativo implementado, y a la naturaleza y/o localización del ensuciamiento. A veces

los depósitos pueden empastar los cepillos de un marrano o bien, alojarse en un pitting y

quedar un tanto inaccesible para los cepillos y/o rascadores, o la dureza y/o grado de

adherencia de las incrustaciones y depósitos es mayor que la fuerza que ejerce un

marrano con sus cepillos o rascadores. En estos casos, cuando las fuerzas que se ejercen

no son suficientes, la limpieza mecánica se puede combinar con el uso de productos

químicos para lograr un efecto tensoactivo, de dispersión, disolución o desintegración

de los materiales depositados, que puedan luego, ser arrastrados o removidos

mecánicamente.

En una limpieza química y mecánica combinada, los productos químicos ayudan a

remover por pasada una mayor cantidad de suciedad que la que se podría eliminar con

una limpieza mecánica exclusivamente, sin considerar que además, los sólidos

desprendidos y sin dispersar o disolver delante del chancho, pueden atorarlo dentro de la

52

tubería. También se debe tener en cuenta que en las operaciones de limpieza química o

mecánica, dichos sólidos involucran el manejo de efluentes. Además, en una limpieza

de líneas se pueden generar efluentes con emanaciones de ácido sulfhídrico (H2S), que

afectan las condiciones de seguridad en superficie. En estos casos, se pueden diseñar

tratamientos para disolver el ensuciamiento de origen bacteriano, reaccionar con el gas

sulfhídrico y disminuir o evitar dichos efluentes.

3.8.1. Evaluación y selección de los agentes químicos

Con base en el análisis de la composición de los depósitos removidos de la pared del

tubo y de acuerdo al análisis del estado interior del ducto. Se puede determinar el tipo y

forma de los agentes químicos aplicables a al línea, cabe resaltar que los tipos de

residencia, combinaciones, concentraciones y dosificaciones; que se deben determinar

con exactitud después de realizar pruebas de laboratorio que simulen la corrida que

confirman que los agentes químicos a utilizar serán eficientes en al disolución de los

depósitos, además de garantizar la integridad de la línea.

Con el propósito de ejemplificar esta selección se toma el supuesto de que la línea

presenta los siguientes problemas de integridad:

• Residuos de sólidos adheridos a la pared interior del tubo

• Corrosión por pitting

• Presencia de bacterias

53

Para este caso se podría aplicar el siguiente plan:

Envió de un polly pig con bache de agua para remoción de de positos blandos,

empaquetamiento de la línea con alguna solución desengrasante y dispersante de

parafinas o sulfatos de hierro. Esto con el fin de ablandar los depósitos orgánicos,

posteriormente a esto se podría desplazar la solución con un raspador bidimensional con

grado circular o cuchillas para remover los depósitos, seguidamente se enviara un

bache de agua con un raspador bidireccional para enjuague de las paredes del tubo.

Finalmente es recomendable aplicar una solución biocida para eliminar la presencia de

bacterias sulfato reductoras (BSR) y un pasivante para la protección anticorrosivo de la

línea.

3.8.2. Análisis de tratamiento y almacenamiento de químicos después de la

limpieza

El uso que se le de a los químicos utilizados en la limpieza químico mecánica es de vital

importancia para evitar cualquier tipo de traumatismos en las operaciones.

Lo más recomendable y utilizado es la instalación de piscinas para la acumulación de

los desechos y químicos o el almacenamiento de estos en el frank tank para su posterior

transporte a áreas de tratamiento.

54

3.9. INFORME DEL RESULTADO DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO

AL INTERIOR DEL DUCTO

Luego de la realización de la actividad de limpieza interna, es recomendable elaborar un

informe con los siguientes parámetros:

a. Estado real al momento en que se toman las muestras, por ejemplo volúmenes

de sólidos, cantidad y coloración de estos, etc.

b. Estado físico a la llegada de l marrano de limpieza al recibidor.

c. Estos informes tienen que ser lo mas detallado posibles, y deben tener

autonomía entre la parte mecánica y química, los datos mas relevantes deben incluirse

como un resumen de estos datos en el formato del programa de mantenimiento

preventivo interno de ductos (PMPID Nº UTE 01/07).

d. Los respectivos informes deben tener la firma de responsabilidad del líder de

cada área química o mecánica.

55

FIGURA 27

Análisis de resultados



56

CAPÍTULO IV

4. IMPLEMENTACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO

PREVENTIVO INTERNO DE DUCTOS

Para conservar la integridad de la tubería, mas recomendable es mantener un programa

combinado químico mecánico de monitoreo de la corrosión y de los sólidos en

suspensión, el cual minimiza los costos operacionales de mantenimiento.

Los posibles atascamientos de las herramientas y la proliferación de los problemas de

corrosión, así mismo trae como beneficios sostener la calidad del producto, recuperar

las caídas de presión, obtener un flujo laminar durante el transporte, mantener los

instrumentos limpios y en buenas condiciones y se hace menos necesario usar

raspadores de limpieza interna, gracias al mismo programa de mantenimiento

preventivo interno de ductos, ya que se mejorarían parámetros de control y de

evaluación del sistema implementado.

4.1. INFORMACIÓN PRELIMINAR REQUERIDA

4.1.1. Fecha de construcción del ducto

Nos estamos refiriendo a la fecha en que se construyó la línea en si, en donde esta

involucrado el procedimiento de soldadura, recepción de tubería, tendido, doblado,

bajado y tapado; si la tubería es enterrada caso contrario si es aérea la tubería va sobre

57

marcos H (soportes para la tubería en su trayecto) y con un sistema de frenos, guías y

finalmente pruebas hidrostáticas.

4.1.2. Tiempo de servicio del ducto

Es la fecha en que el ducto comienza a usarse en el transporte de un fluido determinado

de acuerdo a diseño, independiente de la fecha que se haya construido la línea.

4.1.3. Tipo y características del fluido transportado

Esto esta considerado en el diseño y como habíamos indicado esta claramente

identificado de acuerdo a la norma que se utilizó para la construcción de la línea por

ejemplo: el caso del código API 1104 (código internacional que aplicamos para la

construcción de oleoductos.

4.1.4. Variables de trabajo del ducto, presión y temperatura de diseño y operación

Estos datos son exclusivos de diseño para construcción, lo que implica que son datos

relevantes que a la postre son con los cuales va a operar el ducto.

4.1.5. Longitud del ducto

Estamos refiriéndonos exclusivamente a la línea que llega a instalaciones en los dos

extremos, lo que queremos decir; que involucra directamente a la línea que esta fuera de

58

las facilidades de campo, estaciones de bombeo, refinerías, etc.; de donde esta saliendo,

y esta misma línea se une o conexiona con otras facilidades en superficie tales como:

estaciones, banqueros, etc. A donde llega y es competencia del API - 1104.

En el caso de las instalaciones de las facilidades de superficie es competencia del

ASME B 31.3

4.1.6. Verificación de la existencia del lanzador y recibidor de los chanchos

Esto es un requisito indispensable que muchas empresas obvian y que a la postre tienen

muchos problemas, más que todo de derrames y lógicamente en condiciones inseguras.

Teniendo los equipos mencionados en sitio, la actividad de limpieza se la realiza de una

manera muy rápida, segura y limpia.

4.1.7. Planos constructivos y perfil del ducto

Esta información es de suma importancia para esta y cualquier otra actividad, en el caso

de los planos, es en estos documentos donde están todos los detalles y especificaciones

que se requieren para toda actividad que se necesite realizar en la línea, posterior a su

construcción por ejemplo datos indicados como: grado del material, elevaciones, cruce

de ríos, cruce de carreteras, detalles constructivos en cruces de ríos, etc.

Referente al perfil del ducto, es muy importante estos datos por cuanto, estos nos

ayudan en un proceso de limpieza interna a tener una idea clara del desplazamiento del

marrano e el caso de pendientes largas o pronunciadas, considerando que en las partes

59

cóncavas mas bajas son puntos de concentraciones de elementos sólidos y por ende

puntos en donde el chancho tiende a tener resistencia en el desplazamiento.

60

4.2. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DE LA LIMPIEZA INTERNA DEL

DUCTO

61

Este procedimiento es con el objeto de realizar el inicio del cronograma de actividades

del plan de mantenimiento preventivo al interior de ductos (PMPID).

4.2.1. Recopilación de datos previos requeridos y que están enunciados (ítem 4.1).

4.2.2. Registrar los datos recopilados en el formato PMPID Nº UTE 01/07

4.2.3. Conformación del grupo de trabajo que realizará la actividad, el grupo será

designado por el técnico líder y desplazar al personal a los puestos de operación.

4.2.4. El responsable asignado por la compañía para liderar la actividad de limpieza

interna del ducto debe tener un perfil en ingeniería de construcción como un ingeniero

mecánico, civil, etc. Además ser un técnico con mucha experiencia y conocimiento

teórico práctico en operación de ductos y en limpieza interna utilizando herramientas

mecánicas.

4.2.5. Alistamiento y verificación de químicos a utilizarse y análisis del tipo de

limpiador mecánico a utilizarse en la limpieza interior del ducto, el análisis se

fundamenta en las condiciones operativas del ducto y según los resultados del

laboratorio hechas en muestras.

4.2.6. Inspección visual y alistamiento de las herramientas, accesorios y limpiadores a

utilizarse en la actividad de limpieza interna.

62

4.2.7. Verificación del personal en el recorrido del ducto a ser limpiado y de

implementos como trampas, válvulas, bridas, etc.

4.2.8. Verificación de la existencia del lanzado y recibidor del marrano, deben estar

provistos de un pig signal.

4.2.9. Verificación del correcto funcionamiento de los by pass del lazador y del

recibidor y del correspondiente sistema de drenaje (colectores de fluido).

4.2.10. Verificar en los planos de construcción del ducto, la ubicación de Y, conexión

a ramales, válvulas, etc.; si los hubiera.

4.2.11. El grupo asignado debe alistar las herramientas y todo lo requerido para la

ejecución de la actividad de limpieza, se deben concentrar en el área del lanzador.

4.2.12. El líder del grupo debe explicar detalladamente el procedimiento a todas las

personas que van interactuar en cierta actividad y tramitar los permisos para la

ejecución de la actividad de limpieza interna, para tener enterados a las diferentes áreas

que intervengan en las actividades de limpieza con aprobación de la superintendecia de:

Operaciones, Mantenimiento, Construcciones y Seguridad Industrial. La finalidad de la

aprobación de los responsables de cada departamento, es de mantenerlos informados y

estén enterados de la actividad a realizarse y puedan dar apoyo inmediato de requerirse;

por ejemplo:

63

El Dpto. de mantenimiento debe tener personal y repuestos en el evento que una válvula

presente desperfectos menores.

El Dpto. de operaciones debe tener la disponibilidad inmediata de un vacum por si se le

requiere de urgencia debido a derrames que se puedan producir.

El Dpto. de construcciones podría tener respuesta inmediata en caso de realizar cambios

emergentes en el equipo o en el mismo ducto para evitar tiempos prolongados de cierre

de producción.

4.2.13. El líder del grupo, con las autorizaciones respectivas y los permisos firmados,

debe dar una charla de seguridad e informativa a todo el personal que intervendrá en la

actividad de limpieza interna del ducto, con la finalidad de que el grupo sepa

exactamente por que y para que se realizará la actividad, además de que el grupo tome

conciencia de los riesgos a que están expuestos por efectos de la presión, temperatura,

derrames e imprevistos como atascamiento del chancho lo que genera sobrepresión

aguas arriba, etc.

4.2.14. Verificación de que en el sitio exista equipos de seguridad operables además de

material absorbente en caso de derrame y equipo de medición de gases.

4.2.15. Verificar que todas las válvulas de bloqueo del lanzador estén cerradas, luego

proceder a abrir la válvula de la línea de drenaje del lanzador y verificar que la presión

en el lanzador esté en 0

64

4.2.16. Una vez comprobado que el lanzador este con 0 presión, se procede a abrirlo,

acto seguido, introducir en el interior del lanzador, el marrano o el tren de marranos

escogidos según el análisis hecho en el ítem (4.1.6).

4.2.17. Verificado que el o los marranos estén en su posición se procede a cerrar el

lanzador y se abre la válvula de llenado del lanzador.

4.2.18. El lanzador con presión equilibrada a la del sistema, se procede a abrir la válvula

de salida del marrano a la línea principal de producción, es en este momento cuando

empieza nuestra actividad de limpieza mecánica del interior del ducto.

4.2.19. Mientras el marrano esta en viaje realizando la actividad de limpieza, en las

estaciones, facilidades en superficie, sitios remotos, etc.; tanto de lanzamiento como en

la estación de recepción del marrano, se debe mantener comunicación abierta y

monitoreando la presión en los dos sitios. Es decir aguas arriba como aguas abajo. De

acuerdo a cálculos en los que intervienen algunos parámetros como caudal, velocidad,

longitud, presión, temperatura, diámetro del ducto etc., se puede calcular

aproximadamente el tiempo de viaje del marrano hasta llegar al recibidor.

4.2.20. Si no hubo contratiempos, el chancho llega al recibidor en el tiempo previsto, se

puede asegurar la llegada por el cambio de posición del indicador de pasador de

chanchos (pig signal), ubicado en la parte superior de cualquier spool que conforma el

ducto y que esta en un punto muy cercano al recibidor.

65

4.2.21. Se procede a cerrar todas las válvulas de ingreso al recibidor.

4.2.22. Se abre lentamente la válvula de la línea de drenaje del recibidor hasta que la

presión este en 0, Acto seguido se procede a abrir el recibidor (tener presente el

monitoreo de gases al momento de abrir y el equipo contraincendios listos para

cualquier imprevisto).

4.2.23. Se procede a sacar el chancho del interior del recibidor, inmediatamente se debe

documentar las condiciones en que salio el chancho luego de realizar su labor. Hacer

una inspección visual minuciosa de la configuración de los sólidos, como su tamaño,

configuración, color, etc.

4.2.24. Recolectar la mayor cantidad posible de sólidos acumulados en el interior del

recibidor, por efectos del arrastre hecho por el marrano en su desplazamiento, estos

depósitos deben ser recolectados en fundas plásticas diseñadas para el efecto, evitar el

manipuleo que produce la contaminación externa, a la muestra y proceder a pesar el

volumen recolectado.

4.2.25. Cerrar el recibidor y verificar que la válvula de drenaje del recibidor esté

cerrada.

4.2.26. Enviar las muestras al laboratorio para que realicen los respectivos análisis físico

– químicos.

66

4.2.27. Verificar que en el registro PMPID este registrada la fecha en que se realizará

próxima actividad en el mismo tramo o sección del ducto.

67

4.3. Formato PMPID Nº UTE 01/07

PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DEL INTERIOR DE DUCTOS FORMATO PMPID Nº UTE 01/07

Registro N 0001 Hoja 1 de 1

Fecha de elaboración 24/09/2007 Rev. 0 Elaborado por C. R.

Revisado por C.R. Aprobado por R.B.

Ubicación PAYAMINO Tramo 5 Longitud 7000 m

Diámetro 12" Espesor 0.375" Grado material API 5L X – 65

Tiempo de operación del ducto 5 meses En servicio SI Tipo de fluido que se transporta crudo

Presión de diseño 250 psi Presión de operación 180 psi Temperatura de diseño 200 ºF Temperatura de operación 150ºF

Ensayos no destructivos realizados en paredes del tubo SI Fecha 20/07/2007Técnica de ensayo no destructivo utilizada Ultra sonidos Espesor mínimo del tramo 0,378" Espesor máximo del tramo 0,385" Espesor promedio del tramo 0,381" Espesor critico del tramo N/A

LIMPIEZA MECANICA Tipo de limpiador mecánico1 Polly pig Tipo de limpiador mecánico 3 Tipo de limpiador mecánico2 tipo mandril Tipo de limpiador mecánico 4 Nº de limpiadores mecánicos enviados 2 Tramo Nº 5

Fecha de última limpieza 24/10/2007Tiempo de viaje 8 horas Comentarios

Fecha de próxima limpieza 24/11/2007 Comentarios Número de limpiezas realizadas a este tramo incluyendo la actual 1 Peso total de la muestra recogida 50 libras Muestra Nº 1 Fecha y hora de recolección de la muestra 24/10/2007 Realizado por Camilo Restrepo

OBSERVACIONES DEL ESTADO DEL LIMPIADOR A LA LLEGADA. El limpiador llegó completo, sin señales de deformación por golpes laterales

UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL TRAMO INTERVENIDO

LIMPIEZA QUÍMICA Producto utilizado Porcentaje Cantidad utilizado Estado del producto utilizado Fecha y hora de recolección de muestra Realizado por

RESULTADO DE ANÁLISIS DE LABORATORIO Nº de muestra

Fecha de toma Resultados

68

4.4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA EN SU APLICACIÓN

Muchos problemas pueden presentarse en el interior del ducto, cuando se esta

realizando limpieza química, mecánica, o combinada, utilizando técnicas y

procedimientos inadecuados, sin ningún análisis y con mucho desconocimiento de

temas técnicos relacionados con la limpieza interior.

4.4.1. Citemos el caso de un oleoducto revestido internamente con pintura epóxica, en

este caso el técnico líder que realizará la labor de limpieza interna del ducto, tiene que

estar seguro de no usar un marrano limpiador con cerdas metálicas por cuanto; las

cerdas metálicas dañan al revestimiento interno (normalmente el revestimiento interior

epóxico de una tubería independiente de su diámetro es de apenas 12 mils) y ocasionaría

un daño permanente en el sistema de protección por revestimiento interno del ducto.

4.4.2. Citemos el caso de un marrano atascado en algún lugar del interior de la tubería;

el técnico líder en la ejecución de la actividad de limpieza interna debe conocer con

exactitud los riesgos que ocasionaría una sobrepresión en las instalaciones, en los

instrumentos, válvulas, etc., y en ningún momento sobrepasar la presión máxima de

operación que recomienda las especificaciones de las partes que conforman el sistema.

En el caso del marrano atascado el técnico bien puede subir la presión aguas arriba para

tratar de empujar al chancho aguas abajo, pero debe tener claro que, si el sistema de

válvulas y accesorios es class 300 por citar un ejemplo, no debe subir la presión a mas

de 740 psi si la temperatura del sistema es de 100ºF

69

4.4.3. Citemos el caso de que en una limpieza química, se utiliza un producto nuevo

que el vendedor asegura que es la última revolución en el mercado para remover sólidos

adheridos a la superficie, el técnico líder sin hacer ningún otro análisis lo utiliza,

posteriormente se presentan los resultados de laboratorio de que existen grandes

concentraciones de óxidos lo que demuestra que las paredes de la tubería esta siendo

atacada por el químico.

Por los ejemplos citados anteriormente que no son los únicos por cierto, dan la pauta

para solicitar, que los responsables en la aplicación del sistema de limpieza interna de

ductos sean técnicos con criterio y conocimientos de los parámetros relacionados con la

actividad.

4.5. LÍMITES DE CONTROL Y APLICACIÓN

El mantenimiento preventivo de limpieza interior de ductos que se expone en este

trabajo se limita a:

4.5.1. Tuberías que tienen espesores de pared por encima del límite de retiro (espesores

de pared de tubería que colapsarían en las condiciones de presión y de temperatura de

trabajo).

4.5.2. Tubería que no presentan excesiva acumulación de sólidos y que no hayan

tenido antecedentes de atrancamientos frecuentes de los limpiadores al interior del

ducto.

70

4.5.3. Ductos de transporte que presentan perfiles constructivos rectos, con dobleces

que bordean los 25º.

4.5.4. Tuberías que soporten la presión requerida para desplazar al marrano en toda la

longitud a tratar.

4.6. DESVENTAJAS

a. Los marranos pueden atascarse en el trayecto y es difícil su localización.

b. Dificultad de recatar marranos atascados, requiriendo inclusive hacer cortes en la

línea para su extracción.

c. Se limitan a tramos rectos o casi rectos.

d. Se requiere de equipos especiales para envío y recepción de los marranos

(lanzadores y recibidores).

e. No se puede utilizar en ductos que tienen demasiada acumulación de sólidos

incrustados.

f. Son suceptiles de atascarse en ramales o conexiones a la línea principal.

4.7. PARÁMETROS DE COMPARACIÓN

El mantenimiento preventivo de limpieza interior de ductos que se expone difiere de

otras técnicas de limpieza ya que no se requiere que la producción se suspenda, es decir

que el transporte puede continuar en condiciones normales, mientras que otras técnicas

deben obligadamente suspender la producción y realizar lavados previos a las paredes

71

internas de la tubería para su tratamiento, como comparación se puede señalar las

siguientes:

4.7.1 Chorro de arena o granalla que se aplica a las paredes internas del tubo pero es

aplicable a longitudes pequeñas y a diámetros de tuberías grandes.

4.7.2 Remoción de acumulaciones en forma artesanal y manual, que es aplicable solo

a los extremos accesibles de la tubería o a diámetros de tubería grandes.

72

CAPÍTULO V

5. RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES

5.1. RECOMENDACIONES

• Se debe realizar el proceso de limpieza interna del ducto tan pronto entra en

operación, más aun cuando comienza a producir un pozo nuevo, por el acarreo de

arenas y sólidos en grandes cantidades que genera el pozo nuevo en su etapa inicial

de producción.

• Se recomienda la fabricación de lanzadores y recibidores en las secciones

independientes, lo que queremos decir; que cada línea debe tener su punto de salida

y su punto de entrada. No es aplicable ni funcional improvisar estos equipos cuando

se hacen tratamientos de limpieza con marranos.

• Es recomendable cambiar las partes desgastadas del marrano para reutilizarlos, con

la finalidad de que la limpieza sea efectiva.

• En caso de atascamiento de los marranos en el interior de la tubería mientras se esta

realizando limpieza interna, es recomendable no presurizar más de la especificación

de los accesorios instalados con la finalidad de empujar al marrano, por que pueden

dañar el sistema los efectos de la sobrepresión.

73

• Cuando la tubería esté pintada internamente o revestida internamente, utilizar

marranos exclusivamente de materiales como poliuretano o similares, con la

finalidad de que este material no produce daño al revestimiento interior.

• Es recomendable colocar los cupones de corrosión en un número de tres al ingreso

del manifold de producción.

• En los cabezales de producción se debe instalar inyectores de químicos

desemulsificantes, en donde tienen que ver el departamento de químicos.

• Cuando se instalan los cupones de corrosión, es conveniente que todos los

participantes en la operación estén familiarizados con los equipos y el manual del

fabricante. Los manuales contienen, tanto las consideraciones técnicas como las de

seguridades necesarias para una instalación correcta del equipo.

• Parte de este estudio, está orientado también a los operadores en el área de

mantenimiento, pues es de suma importancia que éstos se encuentren lo mejor

capacitados posible y que cuenten con las herramientas adecuadas, ya que de esta

manera se garantizará la consistencia y el éxito de las operaciones de instalación y

monitoreo respectivamente, en especial cuando éstas se realicen en el envío y

recepción del marrano.

74

5.2. CONCLUSIONES

La puesta en marcha de un programa de mantenimiento preventivo del interior de los

ductos es una práctica que:

• A más de mantener un caudal de transporte en condiciones aceptables, mantienen

estándares de seguridad e integridad del sistema.

• Evita gastos considerables en reparaciones de los ductos (no se instalarían los

parches en frío para poder tapar los caliches que se presentan en tuberías

descuidadas y que se pueden ver a simple vista).

• Evita realizar cambio de secciones de ductos.

• Remediaciones ambientales por efecto de derrames producto de los pitting.

• Multas impuestas por los organismos de control por daños al ambiente.

• Se evita también que el nombre de la empresa queda en entre dicho, por los

organismos de control y de la opinión publica cuando hay algún tipo de incidente.

• El presupuesto es un rubro de gasto corriente que debe incluirse en la operación. Por

citar un ejemplo en Colombia el estado asignó la cantidad de $ 10.000.000 de

75

dólares para hacer el mantenimiento interno de 2000 Km. de ductos de su propiedad

(datos del 2006).

• Técnicamente hablando, un vehículo inteligente de inspección en línea ILI (In Line

Inspection) es una herramienta que utiliza la tecnología MFL (Magnetic Flux

Leakage) de flujo magnético axial de alta resolución para conocer con exactitud la

profundidad, el ancho y el largo de los defectos de la tubería y su ubicación.

• Para mayor claridad, este vehículo inteligente funciona como una caja negra que

almacena los datos de su escaneo interno al tubo.

76

5.3. BIBLIOGRAFÍA

• AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, API – 1104. Washington D.C. 20005,

nineteenth edition, September 1999.

• THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS, ASME, B31.3.

three park avenue, NEW YORK NY 10016-5990, 2002.

• AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Oil Pipeline Construction and

Maintenance.

• AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Pipeline Design Operation.

5.4. CITAS BIBLIOGRAFICAS

• AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Manual Norma API – 1104.

• THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS, Manual ASME,

B31.3.

• AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Pipeline Design Operation.

77

INTERNET:

• www.pipeline.com.

• www.girardine.com.

• www.rohrbackcosasco.com.htm.

• www.petroecuador.com.

• www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtml#

5.5. GLOSARIO DE ABREVIATURAS Y TÉRMINOS

• ASME, Sociedad americana de ingenieros mecánicos.

• API, Instituto Americano del Petróleo.

• ASTM, Sociedad Americana para Pruebas de Materiales.

• BSR Bacterias Sulfato Reductoras

• PMPID, Programa de Mantenimiento Preventivo Interno de Ductos.

• PPM, Partes por Millón.

• PSI, Pies por Pulgada al cuadrado.

• TDS, Temperatura y Sólidos Totales Disueltos.

78

TÉRMINOS:

• Antiescala: Fórmula química que se utiliza en la industria petrolera en forma

liquida, que produce en las paredes de la tubería un efecto de membrana que evita

que se adhieran sólidos.

• Anticorrosivo: Fórmula química que se utiliza en la industria petrolera en forma

líquida, que produce un efecto neutralizante a los agentes oxidantes.

• Antiespuma: Fórmula química que se utiliza en la industria petrolera en forma

líquida, que produce al interior de la tubería un efectos bloqueado de espuma

producto de la velocidad y cambios de dirección del fluido que viene con mezclas

entre otros de gases.

• By pass: Punto de bifurcación y continuidad en direcciones distintas.

• Bloquear: Aislar, cerrar el paso, no permitir el ingreso ni salida de algo.

• Bidireccional: Tener facilidad de movimiento en un sentido como en sentido

opuesto.

• Contador Geiger: es un dispositivo empleado para detectar la presencia y la

intensidad de una radiación. Está formado por un tubo lleno de gas a baja presión,

que actúa como cámara de ionización. Un circuito eléctrico mantiene un campo

eléctrico intenso entre las paredes del tubo y un alambre fino situado en el centro del

mismo. Cuando las partículas cargadas, a elevada velocidad, procedentes de una

fuente radiactiva colisionan con los átomos del gas del tubo, los ionizan y generan

electrones libres, que fluyen por el alambre central y crean un pulso eléctrico que se

amplifica y cuenta electrónicamente. Además, los pulsos producen un sonido

semejante a un chasquido.

79

• Cupones de corrosión: Son dispositivos diseñados para alojar en su interior placas

con la finalidad de que sean atacado por elementos oxidantes y luego del análisis en

laboratorios se identifique el grado de corrosión y los elementos que actuaron.

• Corrosión: Acción que ejercen ciertos elementos sobre los materiales que por su

composición química, son susceptibles de reacción con esos elementos y como

resultado se produce un ataque o desprendimiento paulatino en la estructura del

material.

• Marrano: término con el que se le llama al limpiador interno mecánico de ductos.

Por cuanto el sonido que emite el limpiador cuando llega al recibidor es idéntico al

que produce el animal (marrano).

Documents

Limpieza de Ductos, Con El Marrano