1 OPERACIÓN Y DISEÑO DE DUCTOS DOCENTE: Ing. Raúl Capriles INTEGRANTES: Fatima Arce Estrada Laura Gordy Irusta Sergio Sanchez Conde

2 HISTORIA  A mediados del siglo XIX, con el inicio de la explotación comercial de los hidrocarburos se tendieron las primeras líneas para transportar gas y aceite en Estados Unidos. En 1879, se tendió un oleoducto de 109 millas de largo y 6 pulgadas de diámetro entre Bradford y Allentown, mientras que en 1886 se construyó un gasoducto entre Pennsylvania y Nueva York de 87 millas de largo y un diámetro de 8 pulgadas.  Al principio las líneas se construían con tuberías roscadas que eran unidas por los trabajadores utilizando pinzas gigantes. No fue sino hasta la segunda década del siglo XX que se empezó a utilizar la soldadura como la práctica común de construcción. Primero apareció la soldadura oxiacetilénica, pero fue rápidamente reemplazada por la soldadura eléctrica.  A principios del siglo XXI, los retos que presenta el transporte de hidrocarburos por ductos se han incrementado, ya que las políticas de seguridad y protección ambiental son cada día más estrictas, además de que para minimizar los costos en las regiones remotas y ambientes hostiles hay que considerar cuidadosamente cada elemento de diseño y maximizar la eficiencia de las líneas.

3 TIPOS DE DUCTOS  DUCTOS PARA FLUJO DE GAS (GASODUCTO) Las condiciones operativas y el equipo requerido para los ductos de recolección y transmisión de gas son muy especiales. El camino del gas hacia el consumidor es más directo que el del crudo, los compresores mueven el gas a través de las líneas de flujo las cuáles operan, por lo general, a presiones más altas que las líneas de líquido. Líneas de recolección de gas Líneas de Transmisión y Distribución de gas

4  DUCTOS PARA FLUJO DE LÍQUIDO (OLEODUCTO) Las líneas de flujo de aceite desde los pozos hasta las unidades de tratamiento o almacenamiento son, por lo general, tuberías que operan a una presión relativamente baja y un diámetro de entre 2, 3 y 4 pulgadas. El tamaño varía de acuerdo a la capacidad de los pozos, la longitud de la línea y la presión a la que está produciendo el pozo. Estas líneas operan por lo regular a presiones menores a las 100 libras sobre pulgada cuadrada. Líneas de recolección de aceite Líneas de Transporte y Distribución de crudo

5  DUCTOS PARA FLUJO BIFÁSICO En la mayoría de los casos lo que se busca es transportar los hidrocarburos en una sola fase, ya sea como líquido en un oleoducto o como gas a través de un gasoducto, ya que, por ejemplo, en una línea diseñada para transportar líquido, la presencia de gas ocasiona problemas operativos, reduce la capacidad de flujo y ocasiona problemas de cavitación en las bombas, mientras que la presencia de líquidos en una línea de gas provoca daños en los compresores y disminuye su eficiencia.

6  DUCTOS PARA TRANPORTAR DERIVADOS (POLIDUCTOS) Incluye el transporte de productos refinados del crudo como la gasolina de diferentes grados, la turbosina para los aviones, diésel y aceites. También se transportan a veces mezclas de hidrocarburos que llegan a un punto donde son separados para vender individualmente el butano, etano, etc.

7  DUCTOS PARA FLUJO DE GAS NATURAL LICUADO El gas natural licuado es gas natural enfriado y comprimido en una planta de licuefacción a unas condiciones de presión y temperatura a las cuales existe en forma líquida.  Las ventajas que ofrece este método es que la densidad del gas licuado es mucho mayor que en su estado gaseoso, lo que permite utilizar tuberías de diámetro reducido para transportar grandes cantidades de gas.  La desventaja es que hay que mantener el gas a una temperatura suficientemente baja para que continúe en fase líquida durante todo el trayecto.

8 FABRICACIÓN  La fabricación de los ductos es un asunto importante, ya que hay que tomar en cuenta factores como la resistencia, el costo, las temperaturas, presiones y agentes corrosivos internos y externos a los que estarán sometidos durante su vida útil y muchos otros detalles como la facilidad para ser soldadas.

9 Métodos de Fabricación Sin Costura Con Costura En Espiral

10 Información de la Tubería En cuanto a la información que deben llevar a la vista las tuberías, deben tener marcado lo siguiente: 1.- Nombre del Fabricante. 2.- Tamaño de la tubería en pulgadas. 3.- Peso de la tubería en libras por pie. 4.- Grado. 5.- Proceso utilizado para fabricar la tubería (sin costuras, soldadura continua, etc.). 6.- Tratamiento de calor al que fue sometida. 7.- Presión con la que se probó, en caso de que sea mayor a la tabulada en la especificación.

11 Materiales Las tuberías son fabricadas con aceros con diferentes composiciones químicas y propiedades físicas. La composición química del acero se modifica para proporcionar ciertas propiedades específicas. Para cada grado se proporciona una lista detallada de las cantidades de cada elemento que debe contener el acero para fabricar tubería de un grado específico. El carbón es el elemento principal en todos los aceros. La cantidad de carbón afecta la fuerza, ductilidad y otras propiedades físicas del acero. El contenido máximo de carbón varía entre 0.21% y 0.31% dependiendo del grado de acero utilizado y del método de fabricación.

12 Recubrimiento  Para proteger de la corrosión y de otros efectos de daño, los ductos son recubiertos externa e internamente según sean las necesidades.  El recubrimiento externo inhibe el flujo de corriente eléctrica desde la tubería y la consecuente pérdida de acero. El recubrimiento interno se utiliza para mejorar las condiciones de flujo y para proteger contra la corrosión ocasionada por el mismo fluido transportado.

13 PRÁCTICAS DE CONSTRUCCIÓN Y EQUIPO  Por lo general, la construcción de los sistemas de ductos consiste en unir, por medio de soldadura, numerosos tramos de tubería. Conforme se va haciendo esto, es necesario ir haciendo pruebas a las uniones soldadas y a la soldadura en sí para ver que funcionen de manera correcta.  Una vez soldada la línea, se entierran bajo la superficie para tener mayor protección, aunque a veces por diversas razones, como el tipo de suelo, algunos tramos quedan instalados sobre el nivel del suelo.  Antes de ponerse en operación, las líneas deben ser probadas para cerciorarse de que no haya fugas, el método de prueba más común son las pruebas hidrostáticas, que consisten en llenar los ductos con agua y utilizando una presión mayor que la presión de operación del diseño.

14 Construcción en Líneas de Tierra  La construcción de todas las líneas debe tener una secuencia: Primero hay que diseñar la línea y seleccionar una ruta adecuada basándose en factores técnicos y económicos.  En segundo lugar hay que obtener los permisos de paso y construcción de acuerdo a los estatutos vigentes en la región.  Como tercer paso se hace la instalación y se conecta con las facilidades de origen y destino.

15 Pasos para la Instalación Los pasos principales para hacer la instalación de una línea de tubería son: 1.- Obtener los permisos y limpiar el terreno. 2.- Cavar zanjas donde se colocará la tubería. 3.- Formar filas de tubería a lo largo del terreno, cerca de la zanja. 4.- Soldar los diferentes tramos de tubería. 5.- Aplicar los recubrimientos al exterior de las tuberías. 6.- Bajar la tubería a la zanja. 7.- Rellenar la zanja. 8.- Probar la línea para asegurarse de que no haya fugas. 9.- Limpiar y secar la línea después de las pruebas y prepararla para operación.

16 Equipo Utilizado Para limpiar el terreno se utilizan normalmente vehículos pesados de remoción y demolición como los trascabos que van quitando todo a su paso. Para hacer las zanjas en tierra relativamente suave, basta con utilizar equipo pequeño como vehículos con pequeñas barrenas montadas, ahora que si el terreno es más duro y la distancia más grande, hay que utilizar excavadoras. Las tuberías son transportadas al lugar por camiones que las depositan a un lado de las zanjas a lo largo de la ruta para tenerlas fácilmente disponibles cuando empiece el armado. Una vez armada la línea, se procede al soldado, ya sea utilizando equipo manual o automático. Los equipos para soldar vienen montados en pequeños camiones o camionetas.

17 MÉTODOS Y EQUIPOS DE SOLDADO  Se puede decir que la soldadura es un proceso para unir metales en el cual la coalescencia se produce al calentar a una temperatura determinada que permita unirlas con o sin la ayuda de un metal de relleno.  Los controles tan estrictos que se aplican al procedimiento de soldado y a los soldadores exigen una inspección exhaustiva y una capacitación continua.  El procedimiento se puede hacer tanto de forma manual como de forma automática, la mayoría de las operaciones de soldadura en la industria se hacen de forma manual. El soldador sostiene el electrodo en sus manos y lo va moviendo a una distancia adecuada alrededor del área a soldar.

18 Métodos de Soldado Soldadura con arco de metal revestido Soldadura con arco sumergido Soldadura con arco de gas- metal Soldadura con un arco de gas- tungsteno

19 GRACIAS