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NRF-110-PEMEX-20101

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Número de Documento
NRF-110-PEMEX-2010
28 de Junio de 2010
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COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS
Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS
SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE
PEMEX-EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
ÁNODOS DE MAGNESIO
“Esta Norma de Referencia cancela y sustituye a la NRF-110-PEMEX-2003”
Comité de Normalización de
Petróleos Mexicanos y
Organismos Subsidiarios
ÁNODOS DE MAGNESIO
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CONTENIDO
CAPÍTULO
PÁGINA
0.
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 4
1.
OBJETIVO ............................................................................................................................................ 4
2.
ALCANCE............................................................................................................................................. 5
3.
CAMPO DE APLICACIÓN ................................................................................................................... 5
4.
ACTUALIZACIÓN ................................................................................................................................ 5
5.
REFERENCIAS .................................................................................................................................... 6
6.
DEFINICIONES .................................................................................................................................... 6
7.
SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS .......................................................................................................... 8
8.
DESARROLLO ..................................................................................................................................... 8
9.
8.1
Generalidades ............................................................................................................................ 8
8.2
Materiales ................................................................................................................................... 9
8.3
Inspecciones y pruebas .............................................................................................................. 10
8.4
Almacenamiento y transporte ..................................................................................................... 16
8.5
Documentación que debe entregar el Proveedor o Contratista ................................................. 17
8.6
Requisitos del laboratorio de pruebas ........................................................................................ 18
RESPONSABILIDADES ..................................................................................................................... 18
10. CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES ....................................... 18
11. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 18
12. ANEXOS ............................................................................................................................................... 20
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Petróleos Mexicanos y
Organismos Subsidiarios
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INTRODUCCIÓN
Dentro de las actividades desarrolladas en las Instalaciones y sistemas de transporte de hidrocarburos por
ducto de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, existe el requerimiento de controlar la corrosión
exterior que ocurre en ductos e Instalaciones enterrados o sumergidos en agua dulce, debido a la naturaleza
corrosiva del medio, por lo que se han establecido programas de prevención, de los cuales forman parte
importante los sistemas de protección catódica con ánodos de magnesio de alto potencial, para resolver en gran
medida los problemas asociados.
Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios en cumplimiento con la Ley Federal sobre Metrología y
Normalización y con la facultad que le confiere la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector
Público y la Ley de Obras Públicas y servicios relacionados con las mismas, expide la presente Norma de
Referencia para ánodos de magnesio de alto potencial.
Este documento normativo se realizó en atención y cumplimiento con la:
Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento.
Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las Mismas y su Reglamento.
Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y su Reglamento.
Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y su Reglamento.
Guía para la Emisión de Normas de Referencia de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios
(CNPMOS-001, 30 Septiembre 2004).
En esta Norma de Referencia participaron:
Petróleos Mexicanos.
PEMEX-Exploración y Producción.
PEMEX-Gas y Petroquímica Básica.
PEMEX-Refinación.
PEMEX-Petroquímica.
Participantes externos:
Instituto Mexicano del Petróleo: Exploración y Producción-Corrosión
Instituto Mexicano del Petróleo: Laboratorio de Caracterización de Materiales–Absorción Atómica.
Universidad Nacional Autónoma de México - Facultad de Química.
GEOMSA, Grupo Especializado en Obras Marinas, S. A. de C. V.
ARPASA, Protección Catódica, S.A. de C.V.
Protección Catódica Mexicana, S. A de C. V.
Comercializadora Eléctrica y Electrónica Méndez, S.A. de C.V.
Galvotec Alloys, Inc.
1
OBJETIVO
Establecer los requisitos que se deben cumplir para la adquisición de ánodos de magnesio para la protección
catódica en cuanto a: calidad de material, procedimientos y metodología de muestreo, pruebas, análisis
químico, criterios de aceptación o rechazo.
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ALCANCE
Esta Norma de Referencia establece los requisitos técnicos y documentales mínimos, que debe cumplir el
Proveedor o Contratista, para la adquisición y suministro de ánodos de magnesio de alto potencial, empleados
en los Sistemas de Protección Catódica de ductos e Instalaciones de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios.
Esta Norma de Referencia contiene los métodos de Inspección y pruebas para control de calidad de ánodos de
magnesio de alto potencial para establecer lo siguiente:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Muestreo
Propiedades y características
Composición química.
Parámetros electroquímicos.
Identificación.
Empaque y embalaje.
Transporte y almacenamiento.
Requisitos de laboratorios de prueba.
Esta Norma de Referencia aplica para ductos de transporte de hidrocarburos e Instalaciones enterrados o
sumergidos en agua dulce, no incluye lineamientos para el diseño, instalación, puesta en operación y
evaluación del desempeño de los sistemas de protección catódica con ánodos de magnesio de alto potencial.
“Esta Norma de Referencia cancela y sustituye a la NRF-110-PEMEX-2003”.
3
CAMPO DE APLICACIÓN
Esta Norma de Referencia es de aplicación general y observancia obligatoria en la adquisición y suministro de
ánodos de magnesio de alto potencial, que se lleven a cabo en las áreas de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios. Por lo que debe ser incluida en los procedimientos de contratación por licitación pública, invitación
a cuando menos tres personas o adjudicación directa, como parte de los requisitos que debe cumplir el licitante,
Proveedor o Contratista.
4
ACTUALIZACIÓN
Esta Norma de Referencia se debe revisar y en su caso modificar al menos cada 5 años o antes si las
sugerencias y recomendaciones de cambio lo ameritan.
Las sugerencias para la revisión y actualización de esta Norma de Referencia, deben enviarse al Secretario del
Subcomité Técnico de Normalización de Pemex-Exploración y Producción, quien debe programar y realizar la
actualización de acuerdo con la procedencia de las mismas y en su caso, inscribirla dentro del Programa Anual
de Normalización de Petróleos Mexicanos, a través del Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y
Organismos Subsidiarios.
Las propuestas y sugerencias de cambio deben elaborarse en el formato CNPMOS-001-A01 de la Guía para la
Emisión de Normas de Referencia CNPMOS-001-A01, Rev. 1 del 30 de Septiembre de 2004 y dirigirse a:
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Pemex-Exploración y Producción.
Subcomité Técnico de Normalización.
Bahía de Ballenas 5, Edificio “D”, PB., entrada por Bahía del Espíritu Santo s/n.
Col. Verónica Anzures, México D. F., C. P. 11 300
Teléfono directo: 1944-9286,
Conmutador: 1944-2500 extensión 380-80, Fax: 3-26-54
Correo electrónico: [email protected]
5
REFERENCIAS
5.1
NOM-008-SCFI-2002– Sistema general de unidades de medida.
5.2
NMX-EC-17025-IMNC-2006 – Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo
y calibración.
5.3
NMX-Z-12-2-1987– Muestreo para la inspección por atributos –parte 2: métodos de muestreo, tablas y
graficas.
5.4
ISO 2859-1 Second edition 1999-11-15– Sampling procedures for inspection by attributes -Part 1:
Sampling schemes indexed by acceptance quality limit (AQL) for lot-by-lot inspection (Procedimientos de
muestreo para la inspección por atributos - Parte 1: Clasificación de esquemas de muestreo por límite de
calidad de aceptación (LCA) para inspección de lote por lote).
5.5
NRF-047-PEMEX-2007 – Diseño, Instalación y Mantenimiento de los Sistemas de Protección Catódica.
5.6
NRF-049-PEMEX-2006 – Inspección de bienes y servicios.
6
DEFINICIONES
6.1
Alma de acero del ánodo: Solera de acero colocada en el centro del ánodo de magnesio de alto
potencial.
6.2
Ánodo de magnesio de alto potencial: Aleación constituida de magnesio puro y pequeñas cantidades
de otros elementos, utilizado en un circuito de protección catódica.
6.3
Capacidad de drenaje de corriente del ánodo: Es la intensidad de corriente que un metal puede
proporcionar por unidad de tiempo y por unidad de masa, cuando ese metal forma parte de una celda
electroquímica como ánodo, expresada en Ah/kg.
6.4
Cavidades o Rechupes: Vacíos o contracciones formadas en el ánodo por fallas en su fabricación.
6.5
Conductor o conexión eléctrica: Cable de cobre soldado al alma del ánodo.
6.6
Eficiencia: Relación de la capacidad de drenaje de corriente del ánodo real con respecto a la teórica.
6.7
Electrodo: Un conductor usado para establecer contacto con un electrolito y a través del cual la
corriente es transferida hacia o del electrolito.
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6.8
Electrodo de referencia: Un electrodo cuyo potencial a circuito abierto es constante bajo condiciones
similares de medición, el cual es usado para medir el potencial relativo de otros electrodos.
6.9
Elemento: Metales y no metales mezclados por fusión para la formación del ánodo con las
características físicas, químicas y electroquímicas requeridas.
6.10
Embalaje: Todo aquello que envuelve, contiene y protege debidamente los ánodos de magnesio de alto
potencial, que identifica, facilita y resiste las operaciones de transporte y manejo de ánodos de magnesio de alto
potencial de los mismos.
6.11
Espécimen o probeta de prueba: Muestra obtenida del material del ánodo con dimensiones
específicas para determinar su comportamiento electroquímico por el método de prueba ASTM G 97 -97 (2007)
o equivalente.
6.12
Lote: Cantidad de ánodos del mismo tipo y aleación de magnesio de alto potencial procedentes de una
colada específica, obtenidos de una misma línea de producción.
6.13
Muestra por ánodo: Parte representativa de un ánodo, seleccionada para la determinación de la
composición química y parámetros electroquímicos en laboratorio.
6.14
Muestra del lote: Parte representativa de un lote de ánodos de magnesio de alto potencial,
seleccionada de forma aleatoria para inspección física, determinación de la composición química, parámetros
electroquímicos y para control de calidad.
6.15
Peso bruto del ánodo: Es el peso de la aleación de magnesio de alto potencial y sus componentes
(Alma de acero, cables, conexiones, aislamiento, entre otros).
6.16
Peso neto del ánodo: Es el peso de la aleación de magnesio, el cual es el peso bruto menos el peso
de sus componentes (Alma de acero, cables, conexiones, aislamiento, entre otros).
6.17
Peso nominal: Es el peso en libras especificado para la adquisición o suministro de ánodos de
magnesio de alto potencial, de acuerdo con la tabla N° 1.
6.18
Potencial de solución a circuito abierto: Es la medida en volts del ánodo versus un electrodo de
referencia que se obtiene cuando en el sistema electroquímico la fuente de alimentación de corriente directa
está desconectada del sistema.
6.19
Potencial de solución a circuito cerrado: Es la medida en volts del ánodo versus un electrodo de
referencia que se obtiene cuando en el sistema electroquímico la fuente de alimentación de corriente directa
está conectada al sistema.
6.20
Relleno “Backfill”: Material con baja resistividad que puede retener la humedad que rodea un ánodo
enterrado, para disminuir la resistencia de contacto entre el ánodo - electrolito y así prevenir su polarización.
6.21
Tamaño del lote (N): Número de ánodos que forman parte de un lote.
6.22
Tamaño de muestra del lote (n): Número de ánodos que forman una muestra de un lote.
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SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS
ASTM
American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana de pruebas y materiales).
AWG
American Wire Gauge (Calibre de alambre americano).
CONACYT Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
Cu/CuSO4 Cobre / Sulfato de Cobre.
DGN
Dirección General de Normas.
EC
Evaluación de la Conformidad.
IMNC
Instituto Mexicano de Normalización y Certificación.
in
Pulgada.
ISO
International Organization for Standardization (Organización Internacional de Estandarización).
LFMN
Ley Federal sobre Metrología y Normalización.
NCA
Nivel de calidad aceptable.
NMX
Norma Mexicana.
NOM
Norma Oficial Mexicana.
NRF
Norma de Referencia.
PEMEX
Petróleos Mexicanos
SCFI
Secretaría de Comercio y Fomento Industrial.
SENER
Secretaría de Energía.
Toda unidad debe ser simbolizada y delimitada conforme con lo indicado en la NOM-008-SCFI-2002 y con la
autorización de la DGN para uso de Unidades de Medida de la Industria Petrolera con Oficio
DGN.312.01.2009.1968 del 29 de Mayo 2009.
8
DESARROLLO
8.1
Generalidades
En este numeral se establecen las propiedades, características, composición química, parámetros
electroquímicos, requisitos de laboratorios de prueba y de control de calidad para aceptación o rechazo,
empaque y transporte de ánodos de magnesio de alto potencial, utilizados en los sistemas de protección
catódica con ánodos galvánicos conforme lo establece la NRF-047-PEMEX-2007.
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8.2
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Materiales
El Proveedor o Contratista debe cumplir con los requisitos para materiales, inspecciones y pruebas de ánodos
de magnesio de alto potencial, descritos en este numeral, en el proyecto y con lo siguiente:
a)
b)
c)
8.2.1
Integrar la hoja de especificación técnica del inciso e), numeral 8.5, con las propiedades y requisitos
establecidos en este numeral.
Integrar la documentación con los informes de laboratorio del numeral 8.5, incisos del a) al c).
Realizar la inspección y verificación de ánodos de magnesio de alto potencial, de acuerdo con lo
indicado en el anexo A de la NRF-049-PEMEX-2006, numeral 8.5, inciso i).
Propiedades y requisitos mínimos que deben cumplir los ánodos de magnesio de alto potencial.
8.2.1.1 Composición química – Los ánodos de magnesio de alto potencial deben cumplir con la composición
química establecida en la tabla N° 3.
8.2.1.2 Parámetros electroquímicos – Los ánodos de magnesio de alto potencial deben cumplir con los
parámetros electroquímicos indicados en la tabla N° 4.
8.2.1.3 Dimensiones y peso neto de ánodos de magnesio de alto potencial – Las dimensiones, forma,
peso neto de la aleación de magnesio de alto potencial, peso del alma de acero, cables y conexiones deben
cumplir con lo especificado en los numerales 8.3.3.2. y 8.3.3.3.
8.2.1.4 Alma de acero del ánodo de magnesio de alto potencial – El alma de acero debe cumplir con las
siguientes especificaciones:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Fabricada de acero al carbono.
Debe ser tipo solera y debe tener un espesor mayor que 0,031 in y un ancho mayor que 0,5 in.
La solera debe contener orificios de ⅛ in de diámetro a una distancia de ¾ in de centro a centro.
La solera debe tener una preparación de la superficie a metal blanco y galvanizada por inmersión en
caliente antes de ser colocada en la aleación de magnesio de alto potencial.
Debe estar centrada en el ánodo.
El alma debe extenderse como mínimo en un 75 por ciento de la longitud del ánodo.
El Proveedor o Contratista debe documentar en la hoja de especificación técnica del numeral 8.5, las siguientes
características del alma de acero:
a)
b)
c)
d)
Especificación del acero.
Dimensiones del alma.
Peso del alma.
Tipo del alma.
8.2.1.5 Aislamiento del alma de acero – Se debe rellenar con resina epóxica no contráctil o equivalente, el
espacio entre el alma de acero, la conexión eléctrica y la aleación de magnesio de alto potencial, el aislamiento
debe estar libre de grietas, contracciones o cualquier defecto, la conexión debe quedar impermeabilizada.
8.2.1.6 Conductor eléctrico para la conexión del alma de acero – El conductor eléctrico (Cable), para la
conexión del alma de acero del ánodo de magnesio de alto potencial, debe cumplir con los siguientes requisitos:
a)
b)
Fabricado de cobre electrolítico.
2
Calibre 3,307mm (12 AWG) o equivalente.
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c)
d)
e)
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Aislamiento de doble forro de polietileno negro de alto peso molecular, tensión de 600 V, temperatura
de 348,15 K (75°C) y cubierta negra de PVC o equivalente.
Longitud de 5,0 m como mínimo.
Debe ser de una sola pieza y no debe presentar daños en el aislamiento en toda su longitud.
8.2.1.7 Soldadura del alma de acero – La soldadura de la conexión eléctrica entre el alma de acero del
ánodo y el conductor eléctrico, debe de cumplir como mínimo con los siguientes requisitos:
a)
b)
c)
d)
Composición 50 por ciento Ag – 50 por ciento Sn.
Calibre mínimo de 0,50 in para ánodos de peso nominal de 9 lb.
Calibre mínimo de 0,75 in para ánodos de peso nominal mayor que 9 lb.
La conexión debe estar libre de fundente de la soldadura.
8.2.1.8 Relleno “Backfill” – Los ánodos empacados con relleno “Backfill” deben cumplir con las siguientes
características:
a)
b)
c)
d)
e)
La composición química y peso del relleno “Backfill” de los ánodos se indica en la tabla N° 8 del numeral
8.3.2 de la NRF-047-PEMEX-2007.
Las dimensiones del saco del relleno “Backfill” se indican en la tabla N° 1.
La resistividad del relleno “Backfill” debe ser uniforme y debe presentar un valor máximo de 50,0 ohmcm de acuerdo con el numeral 8.3.3.4.
Los ánodos empacados deben contener la cantidad de relleno indicado en la tabla N° 1.
El Proveedor o Contratista debe entregar un reporte donde manifieste que garantiza el cumplimiento de
la composición química del relleno “Backfill” (Numeral 8.5 d).
Dimensiones del saco del
relleno “Backfill”
in
Peso
nominal
del
ánodo
lb
Peso del
relleno
“Backfill”
lb
Peso del
ánodo
empacado
lb
Ancho
Altura
Longitud
Rango
Diámetro
Longitud
Rango
9
18
27
3½
3¾
13-17
6
16-17
17
30
47
3½
3¾
25-29
6
28-34
32
35
67
5½
5¾
21-24
8
23-28
48
52
100
5½
5¾
31-35
8
34-38
Dimensiones del ánodo
in
Tabla N° 1 Dimensiones del ánodo de magnesio de alto potencial y del saco del relleno
“Backfill”
8.3
Inspecciones y pruebas
Para determinar la aceptación de un lote de ánodos de magnesio de alto potencial, se debe aplicar el diagrama
de flujo del anexo N° 1, donde se indica que una vez tomada la muestra del lote, de acuerdo con el numeral
8.3.1, debe cumplir primeramente con los requisitos de Inspección física externa de los ánodos contenidos en el
numeral 8.3.2 y posteriormente con el numeral 8.3.3 referente a inspecciones y pruebas de laboratorio.
8.3.1
Muestreo del lote de ánodos de magnesio de alto potencial
Se debe realizar el muestreo del lote de ánodos de magnesio de alto potencial como se indica a continuación:
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A partir del tamaño del lote (N), se debe tomar una muestra aleatoria de tamaño de muestra (n) de ánodos de
magnesio de alto potencial como se indica en la tabla N° 2.
Número de ánodos defectuosos
* NCA del 2,5%
Tamaño del
lote (N)
Tamaño de
muestra (n)
2 a 15
2
0
1
16 a 25
3
0
1
26 a 90
5
0
1
91 a 150
8
1
2
151 a 500
13
1
2
501 a 1 200
20
1
2
1 201 a 3 200
32
2
3
ACEPTACIÓN
RECHAZO
El lote se debe aceptar cuando el El lote se debe rechazar cuando
número de ánodos defectuosos el número de ánodos defectuosos
sea igual o menor que:
sea igual o mayor que:
*NCA: Nivel de calidad aceptable, con un nivel especial (S-4).
Tabla N° 2 Criterios de muestreo para aceptación y rechazo del lote de ánodos
(Tabla de acuerdo con la Norma NMX-Z-12-2-1987 o ISO 2859-1:1999).
8.3.2
Inspección física externa de ánodos de magnesio de alto potencial
Se debe realizar una inspección física de la superficie externa de los ánodos que forman parte de la muestra
(n), de acuerdo con el numeral 8.3.1, los cuales deben cumplir con los siguientes requisitos de aprobación para
la inspección física externa:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
El conductor eléctrico del ánodo debe ser de una sola pieza, no debe presentar daño en el aislamiento,
no debe presentar conexiones ni reparaciones en toda su longitud.
Los ánodos no deben presentar indicios de actividad electroquímica evidenciados por la presencia de
polvo blanco de óxidos o hidróxidos de magnesio.
El alma de acero del ánodo no debe estar expuesta.
Los ánodos no deben presentar cavidades o rechupes.
Los ánodos no deben presentar partículas de residuos o inclusiones no metálicas.
Los ánodos no deben presentar grietas, fracturas o capas de metal que no estén metalúrgicamente
adheridas al cuerpo del ánodo.
Los ánodos deben ser identificados y empacados conforme al numeral 8.4.
Se deben medir las dimensiones del ánodo, de acuerdo con el numeral 8.3.3.3.
Debe considerarse como defectuoso cualquier ánodo que no cumpla con alguno de estos requisitos, el número
total de ánodos defectuosos en la muestra (n) debe cumplir con lo establecido en la tabla N° 2 para aceptación
o rechazo del lote de ánodos.
Una vez aprobada la muestra de ánodos, se debe enviar para inspección y evaluación en laboratorio de
acuerdo con el numeral 8.3.3.
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Inspecciones y Pruebas de laboratorio
Para las Inspecciones y evaluaciones en laboratorio de ánodos de magnesio de alto potencial, se deben aplicar
los métodos establecidos en el numeral 8.3 y el diagrama de flujo del anexo N° 1, el laboratorio de pruebas
debe estar acreditado en términos de la LFMN específicamente en los métodos de prueba indicados en este
numeral o bien cumplir con el numeral 8.6 para los laboratorios no acreditados.
8.3.3.1 Continuidad eléctrica de las conexiones – Se debe verificar la continuidad eléctrica entre la
conexión y el conductor eléctrico, el alma de acero y el ánodo de magnesio de alto potencial, por medio de la
medición de la resistencia eléctrica entre el ánodo y el alma de acero, la cual debe ser menor que 0,092 ohm,
asimismo la conexión debe estar libre de fundente de la soldadura en la superficie del acero-cobre.
8.3.3.2 Peso neto del ánodo de magnesio de alto potencial – El peso neto de cada ánodo de magnesio de
alto potencial, debe ser como mínimo el mismo peso nominal indicado en la hoja de especificación técnica
numeral 8.5. Se debe considerar como defectuoso el ánodo que no cumpla con el peso neto.
8.3.3.3 Dimensiones del ánodo de magnesio de alto potencial – Las dimensiones de cada ánodo de
magnesio de alto potencial se deben indicar en la hoja de especificación técnica contenida en el numeral 8.5,
además se deben medir y cumplir con lo siguiente:
a)
b)
c)
La longitud del ánodo debe estar dentro de ± 1,5 por ciento de la indicada en la hoja de especificación
técnica.
El ancho promedio del ánodo debe estar dentro de ± 2,5 por ciento del indicado en la hoja de
especificación técnica.
La altura promedio del ánodo debe estar dentro de ± 2,5 por ciento de la indicada en la hoja de
especificación técnica.
8.3.3.4 Resistividad del relleno “Backfill” para ánodos empacados – La resistividad del relleno debe ser
uniforme, el valor de aceptación es de 50,0 ohm–cm como máximo y debe determinarse con el método de
prueba ASTM G 57 -06 o equivalente.
8.3.3.5 Muestreo por ánodo de magnesio de alto potencial, para la determinación de la composición
química en laboratorio – De cada ánodo que forma parte de la muestra (n), obtenida según el numeral 8.3.1,
se debe obtener la muestra de la superficie del ánodo, por triplicado, mediante la técnica de barrenación,
conforme la práctica estándar ASTM E 88 -91 (2005) o equivalente, no se debe hacer contacto con el alma del
ánodo, para determinar la composición química con los requisitos establecidos en la tabla N° 3. El peso de la
muestra por ánodo debe ser de 10 a 15 gramos.
8.3.3.6 Muestreo por ánodo de magnesio de alto potencial, para la determinación de parámetros
electroquímicos en laboratorio – De cada ánodo que forma parte de la muestra (n), obtenida según el
numeral 8.3.1, se deben obtener 5 especímenes o probetas de prueba, con las dimensiones e indicaciones de
la figura 3 del método de prueba ASTM G 97 -97 (2007) o equivalente, la preparación y el manejo de los
especímenes maquinados se indican en el numeral 8 del método de prueba ASTM G 97 -97 (2007) o
equivalente, las probetas de prueba no deben ser seleccionadas de la sección que contiene el alma del ánodo,
a cada uno de los 5 especímenes de prueba se le deben determinar los parámetros electroquímicos que se
indican en la tabla N° 4.
8.3.3.7 Inspección física interna del ánodo de magnesio de alto potencial seccionado– El ánodo se
debe seccionar para inspeccionar físicamente en laboratorio cada una de las caras de los cortes transversales
del ánodo, para detectar posibles defectos internos y debe cumplir con los siguientes requisitos:
Comité de Normalización de
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a)
b)
c)
d)
e)
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El alma de acero debe estar centrada en el ánodo.
No deben presentar cavidades o rechupes que excedan 0,5 in en profundidad y 0,295 in en longitud en
cada una de las caras de la sección transversal del ánodo.
No deben presentar residuos, escorias o inclusiones no metálicas sobre la superficie de cada cara de la
sección transversal.
La aleación debe ser continua y no presentar fragmentos de material metálico diferente a la aleación en
las caras de la sección transversal del ánodo.
Cada sección transversal del ánodo no debe presentar grietas y/o fracturas.
Debe ser aprobada la inspección física interna del ánodo que cumpla con todos los requisitos contenidos en
este numeral.
8.3.3.8 Determinación en laboratorio de la composición química de ánodos de magnesio de alto
potencial – La determinación de la composición química de la muestra del material anódico obtenida conforme
al numeral 8.3.3.5, se debe realizar con el método de prueba de absorción atómica IMP-LCM-003 o equivalente
y debe cumplir con lo establecido en la tabla N° 3.
Estas determinaciones se deben realizar en un laboratorio acreditado en este método de prueba, en términos
de la LFMN, en caso de no existir laboratorios de prueba acreditados, se debe cumplir con el numeral 8.6.
Aluminio (Al)
Composición
% en peso
Máximo 0,01
Cobre (Cu)
Máximo 0,02
Hierro (Fe)
Máximo 0,03
*Impurezas
Máximo 0,30
Manganeso (Mn)
0,50-1,30
Níquel (Ni)
Máximo 0,002
Silicio (Si)
Máximo 0,05
Zinc (Zn)
Máximo 0,05
Elemento
Método de Prueba
Método de prueba de
absorción atómica
IMP-LCM-003
o equivalente.
**Magnesio (Mg)
mínimo 98,29
* Incluye el contenido de todas las impurezas metálicas determinadas por balance
** El Magnesio se debe determinar en laboratorio.
Tabla N° 3 Composición química de ánodos de magnesio de alto potencial
8.3.3.9 Determinación de los parámetros electroquímicos de ánodos de magnesio de alto potencial en
laboratorio – La determinación de los parámetros electroquímicos de la muestra obtenida conforme al numeral
8.3.3.6, se debe realizar con el método de prueba ASTM G 97 -97 (2007) o equivalente y debe cumplir con lo
establecido en la tabla N° 4; a cada uno de los 5 especímenes de prueba se les deben realizar las siguientes
mediciones:
a)
b)
c)
d)
e)
Peso inicial (g).
Peso final (g).
Potencial a circuito abierto (V).
Potencial a circuito cerrado (V).
Capacidad de drenaje corriente del ánodo (Ah/kg).
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Estas determinaciones se deben realizar en un laboratorio acreditado en este método de prueba, en términos
de la LFMN, en caso de no existir laboratorios de prueba acreditados, se debe cumplir con el numeral 8.6.
8.3.3.9.1
Cálculo de la eficiencia de la capacidad de drenaje de corriente del ánodo de magnesio de
alto potencial – La eficiencia se debe determinar con los parámetros contenidos en los incisos a), b) y e) del
numeral 8.3.3.9 de acuerdo con la siguiente expresión:
Q x 1 000
Dp
=
(1)
W
Donde:
Dp
Q
W
1000
=
=
=
=
Capacidad de drenaje de corriente en Ah/kg.
Cantidad de carga eléctrica determinada con el coulombímetro en Ah (Ampere hora).
Pérdida de peso (g) (Peso inicial - peso final) de los especímenes de prueba de magnesio.
Factor de conversión (kg a g).
8.3.3.9.2
Cálculo de la corriente en Ah – La corriente que pasa a través de la celda durante los 14 días de
prueba se calcula como sigue:
Q=
(0,8433 Ah/g Cu) (M2 – M1)
= [Ah]
(2)
Donde:
Ah/g Cu =
M2
=
M1
=
0,8433 =
Cantidad de corriente en Ah/g Cu en el cátodo del coulombímetro.
Peso final del alambre de cobre del coulombímetro (Cátodo) [g].
Peso Inicial del alambre de cobre del coulombímetro (Cátodo) [g].
Factor de conversión de la Ley de Faraday, Ah/g Cu.
8.3.3.9.3
Cálculo de la eficiencia de la capacidad de drenaje de corriente teórica del material anódico
de magnesio de alto potencial:
La cual se determina con la siguiente expresión:
Dp
e
=
x 100
2 200
Donde:
e = Eficiencia de la capacidad de drenaje de corriente teórica en por ciento.
2 200 Ah/kg = 100 % de eficiencia máxima teórica.
(3)
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Parámetro
Requisito de
aceptación
Unidad
Método de prueba
Potencial a circuito abierto vs electrodo
de referencia de Cu/CuSO4 saturado
(Ver esquema N°1)
Mínimo -1,78
V
ASTM G 97 –97 (2007)
o equivalente
Capacidad de drenaje de corriente (Dp)
Mínimo 1 100
Ah/kg
Eficiencia de la capacidad de drenaje
de corriente del ánodo
Mínimo 50
(%)
Numeral 8.3.3.9.1
Tabla N° 4 Requisitos de aceptación de los parámetros electroquímicos de ánodos de
magnesio de alto potencial.
Voltímetro
Celda de
referencia
Cu/CuSO4
saturado
- 0,500 V
-
+
Electrolito
Estructura por proteger
Esquema N° 1 Medición de potencial estructura-electrolito
con electrodo de referencia de Cu/CuSO4 saturado
8.3.3.10
Requisito de aceptación para control de calidad en laboratorio del lote ánodos de magnesio
de alto potencial – Se debe aceptar el lote de ánodos de magnesio de alto potencial, si la muestra cumple con
todos los requisitos establecidos de acuerdo con en el siguiente orden:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Medición de la resistencia eléctrica de conexiones, numeral 8.3.3.1.
Tolerancias de peso, numeral 8.3.3.2.
Tolerancias de dimensiones, numeral 8.3.3.3.
Características del relleno "Backfill" para ánodos empacados, numeral 8.2.1.8.
Inspección física interna del ánodo seccionado, numeral 8.3.3.7.
Determinación de la Composición química, tabla N° 3.
Determinación de los Parámetros electroquímicos, tabla N° 4.
Eficiencia, numeral 8.3.3.9.
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8.3.3.11
Informe de resultados de laboratorio – El laboratorio de pruebas debe emitir un informe de
resultados, el cual debe contener como mínimo:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
Número de lote.
Tamaño del lote.
Tamaño de la muestra.
Peso bruto del ánodo.
Peso neto del ánodo.
Composición química de cada ánodo tabla N° 3.
Parámetros electroquímicos de cada ánodo tabla N° 4.
Resistividad del relleno “Backfill”, de acuerdo con el numeral 8.3.3.4.
Resistencia eléctrica de conexiones del ánodo.
Número de ánodos defectuosos.
Conclusión sobre la aceptación o rechazo del lote de ánodos.
Incertidumbre de las mediciones de acuerdo con el numeral 5.4.6 de la NMX-EC-17025-2006.
8.4
Almacenamiento y Transporte
8.4.1
Identificación
Cada ánodo se debe identificar con una tarjeta de papel grueso, resistente al agua, la cual se debe fijar con un
alambre recubierto de material plástico o equivalente a la terminal soldada al alma del ánodo, los datos
siguientes deben estar identificados en el cuerpo del ánodo con letra de golpe:
a)
b)
c)
d)
e)
Marca registrada del fabricante.
Número de lote y serie de cada ánodo.
Número de serie.
Fecha de fabricación.
Peso del ánodo.
El Proveedor o Contratista debe identificar cada embalaje mediante etiquetas visibles y resistentes al medio de
exposición con los siguientes datos:
a)
b)
c)
d)
e)
8.4.2.
“Ánodo de magnesio de alto potencial”.
Razón social del fabricante, Proveedor o Contratista.
Número y tamaño de lote.
Número de ánodos contenidos en el embalaje.
Peso bruto del embalaje.
Embalaje
El embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial puede ser de forma individual o en grupos, los ánodos
deben ser clasificados de acuerdo con su peso y tamaño y deben colocarse en tarimas con envoltura de
plástico de película ajustable aplicada sobre el fleje o como PEMEX lo especifique en las bases de licitación.
8.4.2.1 Embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial sin relleno “Backfill” – El embalaje de
ánodos de magnesio de alto potencial sin relleno debe cumplir los siguientes requisitos:
a)
El conductor eléctrico debe estar enrollado y protegido físicamente contra daños con espuma flexible de
polietileno o equivalente.
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b)
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El embalaje debe presentarse en tarimas con envoltura de plástico de película ajustable aplicada sobre
el fleje o como PEMEX lo especifique en las bases de licitación.
8.4.2.2 Embalaje de ánodos de magnesio de alto potencial con relleno “Backfill” – El embalaje de
ánodos de magnesio de alto potencial empacados con relleno debe cumplir con los siguientes requisitos:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
8.4.3
El relleno “Backfill”, debe cumplir con el numeral 8.2.1.8.
Los ánodos deben estar envueltos individualmente en un saco de tela permeable y biodegradable sin
ningún contenido plástico, deben presentar la composición química y proporción del relleno.
El saco de tela debe tener la resistencia adecuada para soportar el peso del ánodo y relleno, el cual no
debe presentar daños.
Los ánodos deben estar centrados en el saco con un mínimo de:
d 1) 1,0 in de relleno alrededor del ánodo.
d 2) 1½ in de relleno y debe cubrir cada extremo del ánodo.
El conductor eléctrico debe enrollarse por la parte superior del saco y protegido físicamente contra
daños con espuma flexible de polietileno.
El saco debe estar cerrado en la parte superior.
El embalaje debe presentarse en tarimas con envoltura de plástico de película ajustable aplicada sobre
el fleje o como PEMEX lo especifique en las bases de licitación.
Transporte
Los ánodos de magnesio de alto potencial deben transportarse en embalajes que cumplan con el numeral 8.4.2.
8.4.4
Almacenamiento
En caso de requerir el almacenamiento de ánodos de magnesio de alto potencial, se deben considerar las
siguientes condiciones:
a)
b)
8.5
El almacenamiento debe ser bajo techo, con ventilación y libre de humedad.
Las áreas de almacenaje deben permitir la inspección y el retiro de los ánodos.
Documentación que debe entregar el Proveedor o Contratista
Por cada lote de ánodos de magnesio de alto potencial, el Proveedor o Contratista debe entregar como mínimo
la siguiente documentación:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
Informe de laboratorio de la composición química del lote de ánodos, tabla N° 3.
Informe de parámetros electroquímicos del lote de ánodos, tabla N° 4.
Informe de laboratorio que contenga los resultados de las pruebas del numeral 8.3.3.; continuidad
eléctrica, peso neto, dimensiones de los ánodos y resistividad del relleno “Backfill” para ánodos
empacados.
Reporte donde manifieste que garantiza el cumplimiento de la composición química del relleno “Backfill”
para los ánodos empacados (Numeral 8.2.1.8).
Hoja de especificación técnica de los ánodos de magnesio de alto potencial, con las características y
requisitos establecidos en el numeral 8.2.
Hoja de seguridad de los ánodos.
Identificación y tamaño del lote.
Garantía del fabricante.
Informe de conformidad formato FI-001 Anexo A de la NRF-049-PEMEX-2006.
Factura correspondiente al pedido o contrato de los ánodos recibidos.
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k)
l)
m)
n)
8.6
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Permiso original de importación que corresponda al material adquirido o suministrado y debe ser
vigente a la entrega-recepción de los ánodos.
Registro en términos de la Ley de la propiedad Industrial (Para los efectos del Artículo 76, Capítulo III
del título Cuarto de la LFMN) de la marca registrada de los ánodos.
Razón social del Proveedor o Contratista.
Certificado del Sistema de Aseguramiento de Calidad del Proveedor o Contratista en términos de la
LFMN.
Requisitos del laboratorio de pruebas
Las evaluaciones, y determinaciones en laboratorio de los ánodos de magnesio de alto potencial, contenidos en
esta Norma de Referencia, deben realizarse en un laboratorio acreditado en términos de la LFMN en los
métodos de prueba establecidos en esta Norma de Referencia o bien en un laboratorio no acreditado
perteneciente a un Centro Público de Investigación, reconocido por la SENER y por el CONACYT, que tenga
convenios de colaboración con PEMEX, además dicho laboratorio debe cumplir con los numerales 4 y 5 de la
Norma NMX-EC-17025-IMNC-2006.
9
RESPONSABILIDADES
9.1
Proveedor o contratista
El Proveedor o Contratista debe cumplir con los requisitos y especificaciones que Petróleos Mexicanos y
Organismos Subsidiarios establecen en esta Norma de Referencia, para la adquisición o suministro de ánodos
de magnesio de alto potencial, utilizados en los Sistemas de Protección Catódica de los ductos de transporte e
Instalaciones enterrados o sumergidos en agua dulce.
9.2
Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios
Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios deben vigilar el cumplimiento de los requisitos establecidos en
esta Norma de Referencia, para la adquisición y suministro de ánodos de magnesio de alto potencial, utilizados
en los Sistemas de Protección Catódica de los ductos de transporte e Instalaciones enterrados o sumergidos en
agua dulce.
10
CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES
Esta Norma de Referencia coincide parcialmente con la Norma Mexicana NMX-Z-12-2-1987 Muestreo para la
inspección por atributos –parte 2: métodos de muestreo, tablas y gráficas ó ISO 2859-1 Second edition 199911-15– Sampling procedures for inspection by attributes. (Procedimientos de muestreo para la inspección por
atributos).
11
BIBLIOGRAFÍA
11.1
ASTM E 88 -91 (Reapproved 2005) – Standard Practice for Sampling Nonferrous Metals and Alloys in
Cast Form for Determination of Chemical Composition (Práctica estándar para el muestreo de metales no
ferrosos y aleaciones en forma colada para la determinación de la composición química).
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11.2
ASTM G 57 -06 – Standard Test Method for Field Measurement of Soil Resistivity Using the Wenner
Four-Electrode Method, 2006 Edition. (Método de prueba estándar para la medición de resistividad del suelo
usando el método de 4 electrodos de Wenner).
11.3
ASTM G 97 -97 (Reapproved 2007) – Standard Test Method for Laboratory Evaluation of Magnesium
Sacrificial Anode Test Specimens for Underground Applications. (Método de prueba estándar para la evaluación
en laboratorio de especímenes de prueba de ánodos de sacrificio de magnesio para aplicaciones enterradas).
11.4
IMP-LCM-003, Revisión 1 -Enero 2005 – Método para determinación de aluminio, cobre, hierro,
magnesio, manganeso, níquel, silicio y zinc en ánodos galvánicos por espectroscopía de Absorción Atómica.
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ANEXOS
12.1 Anexo N° 1 Diagrama de flujo para la inspección y pruebas de ánodos de magnesio de alto
potencial.
EVALUACIÓN DE ÁNODOS
ACTIVIDADES
INICIO INSPECCIÓN Y PRUEBAS
INICIO
1. Muestrear el lote de ánodos. Antes de iniciar el muestreo se debe verificar que el
Proveedor o Contratista cumpla con el numeral 8.5.
PEMEX debe muestrear el lote de ánodos (Numeral 8.3.1). Tomar de manera aleatoria
una muestra de ánodos (Tabla N° 2).
1
2. Inspección física externa de los ánodos. PEMEX debe inspeccionar la
superficie externa de los ánodos que forman la muestra (n) (Numeral 8.3.2).
2
3. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con los requisitos de inspección
numeral 8.3.2?
Si: Pasar al punto 4.
No: Pasar al punto A.
NO
3
SI
A
A. RECHAZAR EL LOTE DE ÁNODOS.
4
4. Enviar la muestra de ánodos al laboratorio (Numeral 8.6), para inspección y
pruebas de laboratorio.
5
5. Verificar la continuidad eléctrica entre el cable, la conexión, el alma de acero y el
ánodo de magnesio de alto potencial (Numeral 8.3.3.1).
6. Determinar el peso, dimensiones de los ánodos y resistividad del relleno
“Backfill” para ánodos empacados a los ánodos que forman la muestra y calificar
como defectuoso cualquier ánodo que no cumpla con lo indicado en los numerales
8.3.3.2, 8.3.3.3 y 8.3.3.4.
6
NO
7
SI
7. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con los numerales 8.3.3.2, 8.3.3.3 y
8.3.3.4?
Si: Pasar al punto 8.
No: Pasar al punto A.
8
8. Muestrear cada ánodo para obtener muestras representativas. (Numerales 8.3.3.5 y
8.3.3.6).
9
9. Inspección física interna del ánodo seccionado, durante el muestreo por ánodo.
Se debe inspeccionar físicamente las secciones transversales de los cortes del ánodo
que forma parte de la muestra (Numeral 8.3.3.7).
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EVALUACIÓN DE ÁNODOS
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NO
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ACTIVIDADES
10. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con el numeral 8.3.3.7?
Si: Pasar al punto 11.
No: Pasar al punto A.
SI
11. Determinar composición química. Se debe determinar la composición química por
ánodo de magnesio de alto potencial (Numeral 8.3.3.8) y deben cumplir con los
requerimientos de la tabla N° 3.
11
NO
12
SI
No: Pasar al punto A.
13. Determinar los parámetros electroquímicos. Se deben determinar los parámetros
electroquímicos de los ánodos de magnesio de alto potencial (Numeral 8.3.3.9) y deben
cumplir con la tabla N° 4.
13
NO
14
SI
12. ¿Todos los ánodos de la muestra cumplen con la composición química de la
tabla N° 3?
Si: Pasar al punto 13.
14. ¿Todos los ánodos de la
electroquímicos de la tabla N° 4?
Si: Pasar al punto 15.
No: Pasar al punto A.
15
FIN
15. Aceptar el lote de ánodos.
FIN DE INSPECCIÓN Y PRUEBAS
muestra
cumplen
con
los
parámetros
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12.2
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Anexo N° 2 Presentación de documentos normativos equivalentes
Sí el licitante considera que un documento técnico es equivalente a los indicados en esta Norma de Referencia,
puede solicitar por escrito a PEMEX la revisión del documento presuntamente equivalente, anexando los
antecedentes y argumentación en forma comparativa, concepto por concepto, demostrando que como mínimo
se cumplen los requisitos en cuestión. PEMEX dará respuesta por escrito a dicha solicitud, indicando si es o no
autorizado para utilizarse como documento normativo equivalente.
Los documentos señalados en el párrafo anterior si no son de origen mexicano, deben estar legalizados ante el
Cónsul Mexicano o cuando resulte aplicable, apostillados de conformidad con el “Decreto de promulgación de la
Convención por la que se suprime el requisito de legalización de los documentos Públicos Extranjeros”
publicado en el Diario Oficial de la Federación del 14 de Agosto de 1995. Los documentos que se presenten en
un idioma distinto al español deben acompañarse con su traducción a dicho idioma español, hecha por un perito
traductor.
En caso que PEMEX no autorice el uso del documento normativo equivalente propuesto, el Proveedor o
Contratista está obligado a cumplir con esta Norma de Referencia.
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