Curso de Plataformax Marinas

CURSO DE E S P E C I A L I D A D
PARA SUPERVISORES DE OBRA
F AB R I C AC I Ó N D E
P L AT AF O R M AS M AR I N AS
Editado por la
GERENCIA DE CONSTRUCCIÓN
SUBGERENCIA DE INGENIERÍA
con la colaboración del
ING. FRANCISCO JAVIER DE LA TORRE MITRE
2001
PRESENTACI ÓN
Petróleos Mexicanos tiene por objetivo ejercer la conducción central y la dirección estratégica
de todas las actividades que abarca a industria petrolera. Para llevar a cabo estas actividades
crea cuatro organismos que desarrollan actividades específicas con personalidad y patrimonios
propios.
Pemex Exploración y Producción es parte de esta nueva estructura y su función como su
nombre lo indica consiste en la exploración y explotación de hidrocarburos, así como su
transporte, almacenamiento en terminales y comercialización.
Actualmente la Dirección Ejecutiva del Proyecto de Modernización del Campo Cantarell lleva a
cabo esta labor con técnicos calificados, los cuales durante muchos años han participado en la
construcción de diversas consolidación de la estructura de personal para realizar los trabajos
que hasta el pasado mes de Marzo del 2001 fueron encomendados a una empresa
internacional especializada en la administración de proyectos bajo el esquema de Ingeniería,
Procura y Construcción (IPC).
Para la realización de estas actividades Pemex Exploración y Producción cuenta entre su
personal de campo obras petroleras, entre ellas se encuentra la construcción de Plataformas
marinas que es el tema que se desarrollará en el presente curso.
El objetivo principal, es que el personal de Pemex Exploración y Producción involucrado en la
supervisión de contratos de obra para la construcción de plataformas marinas, cuente con el
conocimiento
que le permita unificar criterios de supervisión y administración de obras
apegadas a la normatividad interna y externa en materia de ingeniería, procura y construcción
respetando el entorno ecológico, así como la búsqueda de calidad y productividad.
Sabemos que este material deberá enriquecerse con las experiencias e inquietudes de las
personas que asisten a este curso, motivo por el cual esperamos una participación activa a fin
de lograr que esta experiencia sea enriquecedora para el mejoramiento continuo del trabajo que
día a día realizamos.
ANTECEDENTES
La perforación petrolera es una operación con un alto grado de especialización que en muchas
ocasiones se realiza en lugares lejanos y de difícil acceso, de ahí que durante los pasados años
hubieran de explotarse en zonas desérticas, montañosas, lacustres, pantanosas, etc., nuestro
técnicos han utilizado un sinnúmero de equipos tan variados en su forma, peso, y
funcionamiento, algunos para realizar estudios preliminares y otros para perforar directamente
en un sitio preciso y obtener físicamente la información necesaria para que posteriormente su
llevaran a cabo los trabajo de perforación y desarrollo de los campos petrolíferos.
Para el caso de las zonas pantanosas, como el Sureste de México, los equipos de perforación
han sido montados en pequeños chalanes, dragado en ocasiones o abriendo canales
superficiales hasta llegar a la localización requerida. (Ver láminas Nos. 1 y 2)
En zonas lacustres, como es el caso de la Laguna de Tamiahua en el Estado de Veracruz, por
citar alguno, Petróleos Mexicanos ha utilizado un tipo de plataforma semejante a un tapanco,
construida básicamente con material tabular y en secciones, apoyándose directamente en el
fondo de la Laguna, con tirantes de agua de orden de 1.5 a 4.0 metros.
El conjunto de
secciones debidamente colocadas y niveladas proporcionan la superficie de sustentación de los
equipos que se requieren durante el proceso de perforación. (Ver lámina No.3)
Lo anterior nos muestra el profesionalismo e ingenio, que nuestros técnicos han tenido en los
estudios preliminares para obtener información topográfica, batimétrica, mecánica de suelos,
etc., bajo distintas condiciones atmosféricas que prevalecen en determinadas zonas.
La información obtenida a través de estos estudios, es de gran utilidad y, tiene que estar muy
liada a los códigos y normas de construcción para estructuras de acero a instalarse en zonas
marinas. Sin embargo, no fue hasta la década de los 60´s cuando Pemex decidió lanzarse a la
exploración y explotación fuera de costa, llegando a instalar plataformas marinas en Santana
Tabasco, así como en la zona de Tampico y Túxpan en los campos petroleros “Tiburón”, “Atún
A”, “B” y “C”, “Bagre A” y “B”, “Morsa”, “Mariposa”, “Escualo”, “Arenque A”, “B” y “C”. Los
resultados obtenidos hablando económicamente fueron parciales, derivándose con ello un
receso en cuanto a la actividad de nuestros técnicos, quienes estaban encargados de estudiar
la tecnología marina. Fue también en el año de 1960 cuando los países productores ampliaron
6
sus dominios y se fundó la organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) integrada
por: Irán, Irak, Kuwait, Arabia Saudita y Venezuela.
Solo para ubicarlo en el tiempo, estos primeros trabajos de instalación de 12 plataformas
marinas, en los campos antes citados, localizados entre los puertos de Tampico y Tuxpan, se le
ha dado por llamar primera etapa, esto en cuanto a la fabricación e instalación de plataformas
marinas. (Ver lámina No. 4)
Posteriormente a esta primera etapa, Petróleos Mexicanos continuó estudiando la plataforma
continental del Golfo de México, con la finalidad de encontrar estructuras geológicas ricas en
aceite crudo. Estos estudios, son: meteorológicos, oceanográficos, geológicos y de perforación
marina directa en el suelo marino, se ha desarrollado con el auxilio de arcos de perforación, los
cuales no son adaptaciones de buques mercantes de casco plano en los cuales se instala el
equipo requerido según la función que vaya a desempeñar.
Lo anterior dio como resultado el hallazgo de grandes yacimientos de crudo, ubicados al
occidente de la Península de Yucatán. A esta gran área productora de crudo se le ha
denominado Sonda de Campeche.
Como referencia a la ubicación de esta área se dan las coordenadas geográficas así como
equivalentes Universal Transversal Mercator (U.T.M.), de la localización “AKAL-C” Ver láminas
Nos. 5 y 6
Latitud
19º 23’ 55” N
Coordenadas Geográficas
Longitud
92º 02’ 23” M
X
600,823
y
2'145,108
Coordenadas U.T.M.
El aprovechamiento de los yacimientos de petróleo localizados debajo del fondo marino, sigue
en lo fundamental, el mismo esquema utilizado en tierra firme, El primer paso lo dan los
geólogos y geofísicos al emprender la búsqueda de nuevos yacimientos, valiéndose para ello
de sus conocimientos de historia natural la mayoría de los yacimientos descubiertos hasta la
7
fecha tienen su origen en el período terciario del cretácico, en el paleozoico primario y en el
cámbrico, es decir, de 10 a 160 millones de años antes de nuestra era.
La búsqueda de los yacimientos marinos sigue concentrándose todavía en las plataformas
continentales, o sea, en las regiones ubicadas entre las costas y el quiebre de los continentes
hacia las regiones abismales de los océanos, estas regiones con una profundidad en el borde
de unos 200 metros, abarcan en su conjunto una superficie del tamaño de Africa y prometen ser
de un gran rendimiento petrolífero.
Asimismo en el borde continental, se incluye la presencia de grandes depósitos de
hidrocarburos; sin embargo las concepciones técnicas para su explotación no rebasan aún la
fase de planeación.
La localización de los yacimientos en el mar, es decir costa afuera, requieren de un esfuerzo
científico y técnico mucho mayor que el que se exige para las explotaciones en tierra firme. No
importa cuan optimas sean los resultados de las investigaciones de los geólogos; la última
palabra en cuanto a la existencia dentro del subsuelo de yacimientos de petróleo puede darla
únicamente una perforación de prueba. A fin de poder efectuar este tipo de perforaciones en el
mar, se han desarrollado en los últimos años diferentes tipos de estructuras de soporte para los
equipos de perforación, las que posteriormente citaremos.
Las cantidades así como las posibilidades de existencia de crudo que se manejan inicialmente
en la Sonda de Campeche, no fueron realmente las que actualmente se manejan, sin embargo
eran tan suficientes y prometedoras que de inmediato se pensó en implementar técnicas para la
explotación de estos yacimientos, dando lugar a la segunda etapa la cual consistió en una
planeación global, obviamente intervinieron en forma directa las Subdirecciones de Producción
Primaria. De Construcción, de Finanzas y Administrativa, elaborando anteproyectos de
factibilidad en la exploración, perforación, producción, transporte y ligada a ésta la construcción
de plataformas marinas, oleogasoductos, boyas, terminales, etc.
En esta planeación se requirió de la asesoría de técnicos capacitados muchas de las veces
extranjeros, pero cada día tendientes a quedar en manos de personal nacional. Para cada uno
de estos grupos especializados se impone por sí sola la necesidad de correr programas en
sistemas computaciones que permitan aceptar la introducción de nuevas informaciones,
producto del propio crecimiento que con carácter de retroalimentación de datos requieren
adecuar los eventos consecuentes con repercusión en todos lo demás frentes de trabajo,
8
obteniéndose así el establecimiento de fechas tentativas programadas de producción, que a su
vez requería de fechas preestablecidas para contar con las instalaciones en condiciones de
operar hasta manejar el producto total.
Es oportuno enfatizar que el anterior cubre las obras civiles y las instalaciones para manejo de
producción en suelo continental, como son: ductos submarinos, plataformas para diferentes
servicios, investigación y estudio de la ingeniería básica, ingeniería de diseño, proyecto y
cálculo, adquisiciones de materiales y equipos , fabricar y transportar estructuras, instalar e
interconectar en el mar y finalmente probar y arrancar todas las instalaciones en mar y tierra.
Ver láminas Nos. 7, 8, 9, 10 y 11)
Como puede apreciarse cada frente de trabajo se inició con limites de tiempo bien definidos,
considerando holguras ilimitadas por las inclemencias del tiempo, imprevistos y una serie de
cambios sobre la marcha y que como adecuación se han hecho.
En cada frente de trabajo se elaboraron programas de ruta crítica apoyados con diagramas de
flechas, indicando fechas de iniciación temprana y tardía para cada evento con sus respectivas
holguras que las redes requerían, haciendo ajustes para obtener las fechas de terminación de
acuerdo con la disponibilidad de material en forma oportuna para que se tuviera en el sitio
requerido dependiendo de casa fase.
Para una mejor objetividad, siendo solo para construcción, se presenta un cuadro, ver lámina
no.12 en el que se aprecian las diferentes actividades y su interrelación entre ellas.
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
INTRODUCCI ÓN
El presente curso titulado Construcción de Plataformas Marinas tiene como principal objetivo el
de familiarizar a los Ingenieros Supervisores de Obras de Petróleos Mexicanos, que carecen de
experiencia en este tipo de trabajos, con las actividades que se desarrollan fuera de la costa
para lograr la explotación de yacimientos de hidrocarburos en el mar, logrando con esto
estandarizar los criterios de supervisión. Esto traerá como resultado un mejor aprovechamiento
de los recursos que se asignen a este tipo de proyectos, lo que, aunque actualmente se
desarrollan en una sola zona del país, consideramos que un futuro no lejano se implementarán
nuevos desarrollos en otros lugares de las costas del Pacífico y del Golfo, para la explotación
de los posibles yacimientos de hidrocarburos que se encuentran en estas latitudes.
Para dar una idea generalizada de este tipo de proyectos especializados procederemos, a
manera de introducción, a dar una panorámica sobre lo que es actualmente la Sonda de
Campeche y cómo fueron sus inicios, los cuales se remontan al 24 de octubre de 1978, fecha
en que fue oficialmente iniciada por Petróleos
Mexicanos la actividad de construir la
infraestructura para el aprovechamiento de los hidrocarburos de esa zona con el lanzamiento al
mar de la subestructura de la primera plataforma fija de perforación denominada Akal “C”,
antes de este lanzamiento ya se había iniciado en la Sonda de Campeche la perforación de
pozos exploratorios, utilizando para ello tanto plataformas marinas exploratorias de las llamadas
Jack-UP (autoelevables)
como también barcazas de perforación; al salir estos pozos
exploratorios susceptibles del desarrollo, se elaboraron los estudios de factibilidad económica
para determinar la rentabilidad de los proyectos de instalar plataformas marinas fijas de
perforación, las cuales pueden contar con un máximo de 12 pozos cada una. El resultado de
estos estudios fue ampliamente ventajoso para Petróleos Mexicanos, por lo que de inmediato la
superioridad autorizó que se iniciara la construcción e instalación de 10 plataformas fijas de
perforación, mismas que fueron instaladas sobre los pozos exploratorios con el fin de que estos
fueran aprovechados como productores. Sobre estas 10 plataformas iniciales es conveniente
señalar que se encargó a patios de fabricación la construcción de: la subestructura, la
superestructura, y los pilotes de cimentación. Se requerían 10 paquetes de perforación en un
plazo no mayor de 8 meses y al no haber una oferta en el mercado mundial para surtimiento
inmediato de los cinco años, se procedió a resolver el problema recuperándolos de las
plataformas marinas que se instalaron en la faja de oro de Tampico, Tampico., Túxpan y Poza
Rica, Ver., en los años 60’s. Resuelto el problema de los equipos de perforación y mientras se
continuaba con la fabricación de las estructuras, el siguiente paso fue el de contar con los
22
equipos adecuados para la instalación de esas primeras 10 plataformas de perforación. Para
este efecto se contrató un barco grúa con una capacidad de izaje de 2000 toneladas, el cual
venía equipado con todos lo elementos necesarios para soldar e hincar los pilotes de
cimentación de la subestructura, así como capacidad de grúa para instalar la superestructura y
los paquetes de perforación. Este barco llegó acompañado de un remolcador con una potencia
de 7500 HP, como apoyo al barco grúa para realizar maniobras marinas; con estos equipos se
iniciaron los primeros trabajos de instalación de las 10 plataformas marinas de perforación que
fueron instaladas en las siguientes campos: siete de ellos quedaron en el campo Cantarell, dos
en el antes Campo Nohoch, y la última en el Campo Abkatun.
Conforme avanzaban los trabajos de perforación marina se empezó a sentir la necesidad de
crear la infraestructura para apoyar la siguiente etapa del proyecto que se refiere a instalar las
facilidades necesarias para procesar el aceite crudo y el gas. Para lograr esto se requirió de la
fabricación e instalación de otras tantas plataformas que separan el gas del aceite crudo, así
como para hacer posible el aprovechamiento de ambos simultáneamente. Además, se inició el
tendido de las líneas submarinas de conducción para estos hidrocarburos tanto entre
plataformas como para hacerlos llegar a tierra firme.
En 1995 cuando las expectativas de un crecimiento de la demanda mundial eran mayores que
ahora, se conceptualizó un macroproyecto en el Campo Cantarell, el cual constituye la primera
obra con la que Petróleos
Mexicanos pretende hacer una óptima explotación del único
megayacimiento del país en aguas superficiales de la Sonda de Campeche. Se constituyen ahí
nuevas plataformas de perforación, enlace y habitacionales así como nuevos complejos de
producción, ductos y equipos de compresión de gas. El proyecto contempla la perforación de
214 pozos, la colocación de aproximadamente 400 kilómetros de ductos, la construcción de 28
plataformas marinas y la modernización de la infraestructura existente, así como el
arrendamiento de una unidad flotante de almacenamiento y carga en alta mar, y la compra de
nitrógeno. La cual acaba de arrancar con la construcción de grandes instalaciones para la
inyección de nitrógeno, cuyo fin es mantener la presión en el yacimiento para lograr una
explotación más rápida con lo que se obtendrá una “flexibilidad operativa” que permite un
incremento o disminución de la producción de crudo pesado tipo Maya de acuerdo con las
condiciones del mercado. Ver lámina No. 13
Cantarell se compone de cuatro campos contiguos, en aguas territoriales de Atlántico,
conocidos como Akal, Chac, Nohoch y Kutz.
Ubicados en la Sonda de Campeche a 80
kilómetros al noreste de Cd. del Carmen, Akal produce cerca del 90% del aceite crudo de todo
23
el complejo. La profundidad de las aguas de la zona es de 393 a 426 metros (120 a 130 pies).
Ver lámina No. 14
El propósito es optimizar en el tiempo, la extracción de crudo de las reservas petroleras y
obtener el máximo valor económico, según Pemex. En el plano operativo, las metas de corto
plazo incluyen las eliminaciones de cuellos de botella en las instalaciones existentes, la
reducción de la quema de gas y el incremento de la capacidad de almacenamiento por medio
de un barco almacenador que garantiza operaciones aún con mal tiempo. Las metas de mayor
plazo incluyen el control de la capacidad de producción, la perforación de pozos adicionales y el
levantamiento de nuevas plataformas de perforación, complejos de producción y ductos.
Hasta el año 2002, la mayor parte de las inversiones se ejercerán a través de 38 contratos de
ingeniería, procuración y construcción (IPC), además de las compras.
El grueso de esos
contratos ya fue adjudicado, muchos de ellos a consorcios extranjeros, que casi siempre tienen
un socio mexicano y cerca de la mitad están terminados.
En conjunto, consideran el desarrollo de 28 nuevas plataformas en la zona marina de la Sonda
de Campeche, además de dos nuevos complejos de producción conocidos como AKAL-B y
AKAL-L con un poco más de 400 kilómetros de ductos submarinos, 205 nuevos pozos de
producción y nueve de inyección de nitrógeno, así como un gran número de contratos de
servicios.
El proyecto se desarrolla conforme al programa establecido por Pemex.
Se ha perforado
alrededor de 120 de los 205 pozos de producción, 31 de ellos con diámetro ampliado, lo que ha
resultado en un mayor flujo de crudo.
Los pozos con ese diámetro, 63 en total son
complemento importante a la inyección de nitrógeno para una mayor producción de petróleo.
Sin embargo en el presente curso no abundaremos de manera detallada en cada una de las
instalaciones que conforman el Campo Cantarell dado el objetivo, únicamente nos enfocaremos
a explicar brevemente los tipos de plataformas marinas existentes.
LAMINA 13.
PROYECTO DE SUMINISTRO DE NITROGENO
El consorcio CNC produce el
nitrógeno y lo suministra en
la boca del pozo
Alcance de abastecimiento
Pemex inyecta el nitrógeno y
extrae el crudo
Unidad de separación de
aire
Planta de poder
Compresor
Península de Atasta
Campeche
Fuente: BOC Gases
1,200 millones de pies cúbicos
diarios de nitrógeno a 1,590
libras por pulgada cuadrada
máxima
25
LAMINA 14. 1 DE 2
UBICACIÓN DEL CAMPO CANTARELL
MEXICO
Nuevas instalaciones
Sonda de Campeche
AKAL-B
AKAL-P
AKAL-L
FSO
Instalaciones existentes
AKAL-J
NOHOCH-A
AKAL-C
AKAL-G
AKAL-N
Cd. del Carmen
Training cen
Atasta distribution
plant
Main control center
Nitrogen
plant
26
LAMINA 14 2 DE 2.
UBICACIÓN DEL CAMPO CANTARELL
460
500
540
580
620
R. M. NE.
ACTIVO
KU-ZAAP-MALOOB
TUNICH
ACTIVO EK-BALAM
TABAY-101
MOAN-1
KANTAAN-1
ZAZIL-HA
CHACMOOL
LUM-1
MALOOB-103
2170
BACAB
ZAAP-1
ACTIVO TARATUNICH
ABKATUN-CAAN
POK-1
KU
LE-1
IXTAL
TAKIN
ABKATUN
BATAB
DZUNUM
OCH
TOLOC
KANAAB
101
BALAM
ACTIVO
TAKIN CANTARELL
CHAC-101
101
201
ACANUN
EK
CANTARELL
KUTZ
TARATUNICH IXTOC-1
301
CHUKTAH1
R. M. SO.
BOTS 1
101
1
201 601
401CAAN
101
501
D
2130
POL
AYIN-1
KAX-1
MAKECH 1
ALUX
ACTIVO LITORAL
DE TABASCO
PECH
CHUC
KAY-1
UECH
KI
ACTIVO
POL-BATAB-CHUK
200 m.
2090
100 m.
CD. DEL CARMEN
50 m.
25 m.
YAXCHE-1
2050
DOS BOCAS
TABASCO
FRONTERA
0
30
Km.
ESCALA GRAFICA
Los servicios de ingeniería se realizaran en Cd. del Carmen Campeche
y en plataformas del Activo Cantarell localizadas en la Sonda de Campeche
CAPITULO 1
DIFERENTES TIPOS DE PLATAFORMAS
1.
DIFERENTES TIPOS DE PLATAFORMAS
El desarrollo de proyectos de plataformas es una problemática que se resuelve en etapas cuya
orientación obedece a varios factores, que ordenados podemos resumir en:
DEFINICIÓN DE FUNCIONES DE LA ESTRUCTURA.plataforma en atención a su objetivo de uso.
Elección
del
tipo
de
MEDIO AMBIENTE DE LOCALIZACIÓN.Oleaje, corrientes, mareas, vientos,
ciclones, evaporación, lluvias, humedad, sismos, suelos y subsuelos marinos,
características geológicas y mecánicas, tirantes de agua, etc.
FUNCIONES DE OPERACIÓN.-
Cargas estáticas, vivas y accidentales, riesgos
potenciales de operación, su interrelaciòn con otras instalaciones, operación de barcos, etc.
DISPONIBILIDAD DE TECNOLOGÍA Y ECONOMÍA NACIONAL.- Infraestructura
de
construcción, disponibilidad de materiales en la zona, equipo de transporte, capacidad de
mantenimiento y reposición, etc.
Del análisis de los factores anteriores se toma la decisión del tipo de plataforma así como su
estructuración, distribución, arquitectónica, dimensiones, capacidad, protección, etc., que
constituye en sí el proyecto de la plataforma.
Las técnicas y procedimientos de diseño de plataformas marinas han evolucionado en función a
las necesidades de exploración y explotación de yacimientos en áreas fuera de ésta y a las
condiciones dinámicas y estáticas del medio ambiente. La primera plataforma fuera de la ésta
fue construida por Estados Unidos en Vermilion, Florida en 1947. En está se utilizaron por
primera vez miembros tubulares para las columnas de soporte; su instalación se efectuó con
una barcaza de 75 toneladas y el tirante de agua era de 6 metros.
La experiencia anterior definió un sistema de diseño que aun se manifiesta en proyectos
recientes, en las cuales las plataformas están construidas por superestructuras y subestructuras
tubulares. En los últimos quince años la tecnología de desplante en aguas cada vez más
profundas ha progresado en forma importante, siendo ya comunes las plataformas con tirantes
de agua de 150 a 300 metros, como las de Murchison de 150 metros y Magnus de 185 metros
en el Mar del Norte; la de Hondo en California de 260 metros y Cognac en el Golfo de México
30
de 310 metros en Estados Unidos. Incluir informacion sobre las plataformas de Shell
(Auger,Popeye etc.)
Está tecnología ha dado lugar al diseño de diferentes tipos de plataformas, dependiendo del
tirante y el uso a que se destine, siendo las más comunes las que a continuación se describen.
1.1. PLATAFORMAS MÓVILES PARA EXPLORACIÓN
Para trabajos de exploración existen varios tipos de "plataformas móviles" entre las que se
pueden mencionar las siguientes:
PLATAFORMAS LASTRABLES ó SUMERGIBLES.- Este tipo de plataformas se utiliza
para tirantes de agua hasta de 50 metros, se instalan mediante la inundación de sus depósitos
flotadores ó pontones, los cuales quedan apoyadas directamente sobre el piso marino. De está
manera se crean condiciones de trabajo semejantes a las que se tienen en tierra firme, esto es,
la unidad no altera su posición con respecto al pozo por efecto del oleaje.
Una vez terminados los trabajos, la plataforma es puesta a flote evacuando el agua de lastre,
con lo que puede ser trasladada a otro sitio de trabajo.
Las unidades totalmente sumergibles han demostrado ser adecuadas para su utilización en
aguas bajas y especialmente en zonas pantanosas. Sin embargo, muestran aspectos
desventajosos en cuanto a problemas de estabilidad durante el transporte y, además, porque
las erosiones en el lecho marino producen daños en los puntos de apoyo de los flotadores. No
obstante, comparadas con los otros tipos, las unidades totalmente sumergibles registran menor
cantidad de daños. Ver lámina No. 15.
1.2. PLATAFORMAS AUTOELEVABLES (JACK-UP)
Las "plataformas autoelevables" son moviles y son usadas comunmente para trabajos en
tirantes de agua hasta de 100 metros. Hoy en día, de las instalaciones moviles de perforación el
mayor número corresponde a las unidades autoelevables. La plataforma sobre la que se
encuentra montada la torre de perforación, es construida en
31
32
forma de balsa y contenida en varias cubiertas, dispuestás una encima de otra con todo el
equipo necesario para la perforación, así como, la planta de fuerza, almacenes, campamentos,
etc.
Las patas sobre las que se apoya la unidad y cuyo numero llega a ser hasta de 12, están
dispuestas en su perímetro. Estás patas están hechas a base de cilindros huecos ó armaduras
de acero, su longitud depende de la profundidad de operación prevista.
Cuando la unidad se encuentra sobre el punto de operación, las patas son bajadas al fondo
marino, inmediatamente después la plataforma es levantada hasta una altura suficiente sobre el
nivel del mar, para que el oleaje no pueda alcanzar la superestructura.
Una vez que la unidad "autoelevable" ha sido apoyada, puede ser operada con bastante
independencia de las condiciones climatológicas que imperan en el sitio y emplear
prácticamente la misma técnica de perforación que en tierra firme. No se tiene, como en el caso
de las unidades semisumergibles y de los barcos de perforación, los problemas de
emplazamiento y estabilización. El cabezal del pozo y el preventor pueden ser instalados
directamente por debajo de la plataforma de trabajo sobre el agua. Con esto se reduce el
peligro de contaminación del agua y aumenta la seguridad en la perforación.
Dado que las unidades "autoelevables" combinan la movilidad con las ventajas de operación
de las estructuras fijas de acero, se procura emplearlas siempre que las condiciones del fondo
marino lo permitan. Su desventaja es su vulnerabilidad durante el remolque e instalación. La
mayor parte de los daños y perdidas totales se originan cuando las patas se encuentran
levantadas y sobresalen de la superficie del mar. También corren graves peligros cuando se
presentan erupciones incontrolables de gas ó petróleo. Ver lámina No. 16.
1.3. PLATAFORMAS SEMISUMERGIBLES
Durante los últimos años ha sido este el tipo favorito de construcción para ser operado en
condiciones especialmente adversas, el objetivo que se persigue en el diseño de las unidades
"semisumergibles" es el de reducir a un mínimo posible los efectos del oleaje en el trabajo de
perforación. Actualmente gozan de gran demanda estás unidades, especialmente las grandes
de 30,000 y hasta de 50,000 toneladas. La plataforma de trabajo y demás instalaciones
repartidas en varias cubiertas, se encuentran ligadas a los flotadores de diversas formas,
generalmente mediante columnas huecas de entre 30 y 45 metros de longitud.
33
Antes de iniciar la perforación, los flotadores son estabilizados a una profundidad de entre 15 y
25 metros inundando los tanques de lastre. De está manera los flotadores se mantienen en una
zona relativamente tranquila y que no está sujeta a los efectos del oleaje en la superficie.
Las grandes unidades semisumergibles pueden trabajar aun en presencia de olas hasta de 10
metros de altura. Al ser operadas en el Mar del Norte, pudieron en algunos casos, reducir a un
5% las interrupciones por mal tiempo.
34
35
Existe pues, una tendencia a emplear cada vez más unidades semisumergibles en zonas con
peligro de mal tiempo, ya sea para el tendido de tuberías, como grúas flotantes, habitacionales,
ó bien como plataformas de perforación y producción. Las unidades flotantes modernas se
encuentran equipadas con motores diesel eléctricos para su autopropulsión, haciéndose así
innecesario su remolque. En posición emergida la unidad alcanza una velocidad de crucero
superior a 15 kilómetros por hora.
La operación de las unidades semisumergibles de perforación, requiere en comparación con las
torres de perforación fijas, una técnica diferente y más complicada porque el cabezal del pozo y
el preventor deben ser instalados en el fondo del mar, ya que la larga tubería de ascensión no
podría soportar las grandes presiones que eventualmente provienen del yacimiento. Asimismo,
su suspensión deberá ser muy flexible y basándose en conexiones universales a fin de poder
absorber los inevitables cambios de posición entre el pozo y la plataforma de perforación.
Especialmente por lo que se refiere a movimientos verticales, la tubería de perforación y la
tubería de ascensión deberán ser capaces de absorber desplazamientos en dicha dirección
para compensar los movimientos de la plataforma. Ver. Lámina No. 17.
1.4. BARCOS DE PERFORACIÓN
Estos barcos entran dentro del tipo de unidades móviles, siendo los primeros adaptados de
buques mercantes ó de barcos sobrantes de las marinas de guerra de Estados Unidos. A pesar
de que su gran superficie de contacto con el agua hace a estos buques sumamente sensibles al
oleaje, resultan aprovechables y baratos en su adquisición.
36
37
Algunos de estos equipos siguen operándose hasta la fecha; la instalación sobre el buque de la
torre de perforación, la mesa rotaria y la apertura de perforación no presentan mayores
dificultades.
Debido a su condición de naves pueden soportar el más fuerte oleaje y de acuerdo con
informaciones coincidentes de los aseguradores de transporte, los barcos de perforación gozan
del más bajo porcentaje de daños totales entre todas las instalaciones móviles.
La mayor desventaja de los barcos de perforación sigue siendo su inmediata reacción ante el
viento y el oleaje, a pesar que se introdujo un sistema de anclaje que permite al buque
colocarse en el Angulo más favorable con respecto al viento y al oleaje, es decir, rotar alrededor
del eje de perforación y aun así no es posible efectuar trabajos de perforación en presencia de
olas con alturas superiores a 4 ó 5 metros, debido a que no ha sido posible reducir
apreciablemente los desplazamientos verticales del buque.
Este problema pudo eliminarse parcialmente mediante el desarrollo computarizado del sistema,
actualmente casi perfecto de marcación dinámicas, que permite eliminar totalmente el anclaje
pero que aun resulta excesivamente caro. Ver lámina No. 18.
1.5. PLATAFORMAS FIJAS DE PERFORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Dentro del grupo de las plataformas fijas de perforación y producción se encuentra la de
gravedad, la de torre de desplante, la de columnas a tensión por medio de cables y la de
empotramiento de plataformas que a continuación se describen en forma resumida.
38
39
1.6. PLATAFORMAS DE GRAVEDAD DE CONCRETO
La característica principal de estás plataformas es su enorme peso, que por sí solas son
suficientes para resistir el ataque de los elementos del medio. Las fuerzas ascensionales
producidas por su volumen son reducidas mediante lastrado. A la fecha existe gran variedad de
estás, principalmente en el Mar del Norte. De acuerdo con el tipo elegido de entre 5 hasta 100
celdas cilíndricas ó rectangulares, ocupando un área de apoyo que por lo general abarca unos
10,000 m2, de forma circular ó poligonal. La altura de la sección de fondo es de 40 a 65 metros,
sobre está base se levantan, como prolongación de las celdas, de 2 a 4 torres ó columnas cuya
sección se reduce hacia la punta superior, con una altura de 100 a 140 metros y sobre las
cuales descansa la cubierta.
Por considerar este tema de suma importancia para el Supervisor a capacitarse, se describirá a
continuación el procedimiento de Fabricación, así como, los componentes principales de una
estructura "condeep", en este caso la "statfjord A”, plataforma de concreto localizada
actualmente en la zona del mismo nombre en el Mar del Norte.
A continuación y a través de la lámina No. 19 se ilustra la fabricación, el transporte y la
colocación de una plataforma de gravedad de concreto.
Al igual que ocurre en la construcción de una superplataforma de acero, los trabajos comienzan
en un dique seco. Se empieza por colocar el concreto de la sección inferior de las celdas. Una
vez que las paredes han alcanzado la altura necesaria para poder flotar, se abren las
compuertas, llenándose el dique de agua para que posteriormente está primera sección se
ponga a flote y se remolque a aguas más profundas para proseguir su construcción. De las 19
celdas, 16 son tapadas por la parte superior, una vez que han alcanzado aproximadamente 65
metros de altura.
Se forma así una batería de tanques de almacenamiento con una capacidad de
aproximadamente 160,000 m 3. Los cilindros restantes son prolongados hacia arriba, estos
representan los apoyos para la cubierta de trabajo, la batería de recipientes es sumergida
paulatinamente mediante la introducción de agua y arena de lastre, a fin de evitar él tener que
trabajar a una altura demasiado grande sobre la superficie del agua una vez que las últimas
celdas, que posteriormente habrán de soportar la cubierta de trabajo han alcanzado la altura
prevista, el grupo de fondo se deslastra parcialmente. La estructura vuelve a flotar y es
remolcada nuevamente hacia zonas más profundas. Ahí vuelve a sumergirse la batería de
40
recipientes, llenando las diferentes celdas con agua hasta una profundidad tal que sea posible
colocar la cubierta de trabajo. Una vez terminadas estás operaciones se vacía parcialmente la
batería de recipientes, de tal forma que solo emerja sobre el agua la parte superior de la misma.
Entonces toda la unidad es remolcada hasta el sitio en donde se colocara definitivamente la
cubierta ó superestructura. Nuevamente ahí vuelven a llenarse los recipientes con agua a fin de
que la plataforma quede apoyada en el suelo marino.
El suelo en dicha zona deberá ser absolutamente plano y no presentar ninguna depresión ó
prominencia, ya que de otra manera podrán desarrollarse sobrecargas y esfuerzos locales en la
sección de fondo de la plataforma, que a su vez podría producir fisuramiento.
41
42
La escasez de sitios para la construcción de plataformas de gravedad a base de concreto que
se encuentran en lugares protegidos y que además tengan la profundidad necesaria para la
construcción, representa una grave desventaja, este es el caso en la región costera del Mar del
Norte. Precisamente cuando sé trata de plataformas de gravedad, la importancia de un corto
trayecto entre el sitio de construcción y el de instalación es decisiva, ya que el remolque por si
solo representa una operación náutica de primer grado, se desplaza a muy baja velocidad, y
con la probabilidad de ser sorprendido por mal tiempo es sumamente grande.
1.7. COMPONENTES PRINCIPALES DE LA ESTRUCTURA
“CONDEEP”
Los principales componentes y las dimensiones aproximadas de la estructura “condeep" son
como sigue:
La base consta de dieciséis células cilíndricas de 66 pies de diámetro por 213 pies de altura
cada una. Tres células adiciónales se levantan sobre el nivel del mar a modo de columnas de
apoyo para la cubierta y el equipo. Todas las células y columnas de apoyo son hechas de
hormigón y constituyen una estructura de gravedad. El hormigón tiene un espesor de 31.5
pulgadas en las paredes de las células y 24 pulgadas en las columnas de apoyo al nivel del
mar.
Las tres columnas de apoyo son de construcción cónica, disminuyendo de diámetro desde 66
pies en la base hasta 42 pies a una altura de 420 pies sobre el fondo marino. A partir de este
nivel, las columnas son cilíndricas y en su parte superior sostienen la estructura de cubierta a
95 pies sobre el nivel del mar.
Como referencia está la plataforma "statfjord A”, que tiene una profundidad de agua en el
lugar de emplazamiento de 476 pies aproximadamente. El peso de la estructura de concreto y
acero es de 225,000 toneladas. La plataforma ha sido diseñada para una producción de
300,000 barriles diarios, con una capacidad de almacenamiento de 1’300,000 barriles de
petróleo.
44
CUBIERTA ó SUPERESTRUCTURA.-
La superestructura consiste en una estructura de
acero con tres niveles de cubierta, estando la planta superior a 72 pies de la cubierta inferior. La
cubierta inferior está a 580 pies sobre el fondo del mar y desde la cubierta inferior hasta la parte
superior de la cubierta de helicópteros hay una altura de 141 pies.
La cubierta tiene 286 pies de largo y 178 pies de ancho, en la cubierta del sótano e intermedia
contiene la mayoría del equipo de proceso llevando la cubierta superior el equipo de
perforación, talleres, sala de control, viviendas y la pista de helicópteros. La estructura de la
cubierta está fabricada con 9,714 toneladas de acero en planchas.
(48,32'(352'8&&,Ï1
Cuenta con una capacidad de 300,000 barriles diarios de petróleo.
Asimismo, diariamente comprime 340 millones de pies cúbicos de gas, producido a 3,100
lbs/pulg2 durante cuatro fases de separación, mediante tres compresores centrífugos "elliot"
de acoplamiento directo, impulsados por tres turbinas de combustión General Electric LM-2500
de 32,500 caballos de vapor. Inicialmente, este gas será comprimido aun más, ó sea, a 600
lbs/pulg2, mediante cinco compresores de pistón "ingersoll rand" impulsados cada uno por
motores de 400 caballos de vapor.
El diseño incluye instalaciones para inyección de agua con capacidad de 300,000 barriles
diarios.
También hay instalaciones para tratamiento de agua potable, agua de lastre almacenada, así
como, del agua separada del propio crudo.
La capacidad de bombeo del crudo para cargar los buquetánques petroleros es de 60,000
barriles por hora. El peso total de la superestructura incluyendo todos los equipos, es de 50,000
toneladas aproximadamente.
*5832(/(&75Ï*(12
Este grupo cuenta con 3 generadores de turbina de combustión
General Electric LM-2500 de 19 mega watts cada uno; 3 generadores de turbina de combustión
“kangsbert viking" de 1.8 mega watts cada uno; 2 generadores propulsados por motores
diesel "mercedes" de 0.5.mega watts cada uno. Potencia de construcción: 4 generadores
propulsados por motores diesel Cartepillar de 0.9 mega watts cada uno. Potencia de
perforación: 4 generadores propulsados por motores diesel Cartepillar de 1.5 mega watts cada
uno. Capacidad eléctrica total: 68 mega watts.
45
6,67(0$'(&$/()$&&,Ï1<9(17,/$&,Ï1La sexta parte aproximadamente de la cubierta del
sótano está ocupada por el equipo de calefacción y ventilación central. Hay 22 ventiladores
centrífugos que proporcionan ventilación a todas las áreas de la cubierta y pozo de servicio;
estás áreas están conectadas con las salas de ventiladores centrales mediante un sistema de
canalización de 450 toneladas aproximadamente.
3527(&&,Ï1&2175$,1&(1',2
En el diseño de la plataforma "statfjord A” se incluyeron
cinco tipos diferentes de sistemas automáticos de protección contra incendio.
-
Rociado de agua.
-
Rociado de agua de espuma.
-
Sistemas de rociadores de tubería húmeda.
-
Sistema de gas halón.
-
Sistema de polvo seco.
Para activar estos sistemas y avisar de la presencia del fuego ó acumulación excesiva de gases
se incluye un extenso sistema de detección de incendio, humos y gases de sensores
distribuidos estratégicamente por todas las zonas modulares.
,*1,)8*$&,Ï1
Además de los sistemas de protección contra incendio anteriormente
mencionados, la estructura contiene protección pasiva en forma de unas 1,300 toneladas de
material ignífugo aplicado al acero utilizado en la plataforma. El material usado es de un
compuesto vermiculítico denominado “marme mandolite tipo 40”.
9,9,(1'$6
En la fase de construcción inicial se proporcionan instalaciones completas para
alojar hasta 400 personas. La estructura de viviendas está distribuida en seis pisos y
comprende 100 dormitorios, comedor y cocina, salón de recreo, lavandería y una clínica con
servicios completos.
Como podrá observarse la plataforma de gravedad hace las funciones de perforación, enlace,
separación, bombeo, compresión, almacenamiento y vivienda, queriendo decir con esto que en
ella se forma un complejo de servicios y funciones. Ver lámina No. 20.
46
1.8. PLATAFORMAS DE COLUMNAS TENSADAS
Este tipo de plataformas están constituidas esencialmente por una balsa semisumergida, con
nivel de flotación constante y soportada mediante columnas tubulares a tensión, cimentadas en
el fondo marino mediante pilotes.
Muy semejante a ésta, se ha construido una plataforma del tipo semisumergibles, constituida
también por un barco ó balsa asegurada mediante un sistema de tensores anclados en el piso
marino.
El sistema de perforación para estos dos tipos de plataformas implica muchos riesgos, ya que el
cabezal del pozo ó los pozos que se vayan a perforar deberá instalarse en el fondo marino,
incluyendo los preventores. Todo el equipo bajo el agua se opera a control remoto por un
sistema hidráulico.
47
48
1.9. TORRE MARÍTIMA ESTABILIZADA CON CUERDAS
Está plataforma ha sido desarrollada específicamente para la perforación y producción petrolera
a grandes profundidades. La primera plataforma de este tipo fue instalada a 105 kilómetros al
sureste del Grand Isle, estado de Lousiana. El tirante de agua es de 305 metros y la altura total,
incluyendo el equipo de perforación es de 397 metros. Cuenta con tres cubiertas donde se
alojan los equipos de perforación y producción, operando ambos en forma simultánea y el peso
total de la estructura, incluyendo el sistema de estabilización y los pilotes para anclar la torre, se
estima en 43,000 toneladas.
Veinte cuerdas de estabilización de trece centímetros de diámetro, dispuestas simétricamente
alrededor de la torre, añaden estabilidad y le permite un leve movimiento con el viento y la
fuerza de las olas. Ver lámina No. 21.
1.10. PLATAFORMAS TUBULARES FIJAS
Como un diseño más de plataformas marinas fijas se tiene la plataforma fabricada con
elementos tubulares, la cual consta básicamente de 4 partes, siendo éstas las siguientes. Ver
lámina No. 22.
-
Pilotes de sustentación.
-
Subestructura.
-
Superestructura.
-
Equipos ó módulos.
-
DESCRIPCION DE LAS PARTES O MODULOS PRINCIPALES PARA PLATAFORMAS
'(6&5,3&,Ð13$57( ',0(16,21
3,/27(6
&21'8&725(6
68%(6758&785$
683(5(6758&785$
µØ;µ
µØ;µ
07,5$17(
·;·;·
3(62
&$3$&,'$'
3=$6721
3=$6721
721
721
(48,32'(3(5)25$&,21
02'8/26
+$%,7$&,21$/(6
02'8/26'(&2035(6,21
02'8/26
721
·;·;·
721
3(5621$6
·;·;·
721
03&'
02'8/26'(*(1(5$&,21
·;·;·
721
.:
'(6+,'5$7$'25$6
·;·;·
721
03&'
(1'8/=$'25$6
·;·;·
721
03&'
721
%%'
721
0%'
785%2%20%$6
3$48(7(6'(6(3$5$&,21
·;·;·
2%6(59$&,21(6
$17(1$63$5$7(/(&20
9$5,$%/(6
7255(3$5$48(0$'25
9$5,$%/(6
75,32'(6
9$5,$%/(6
721
38(17(6
9$5,$%/(6
721
LAMINA No. 22
127$
/$6 ',0(16,21(6 '(
/$6
',)(5(17(6
(6758&785$6 621
9$5,$%/(6 6(*Ó1 (/
7,32 < &$3$&,'$' '(
/$3/$7$)250$
Este tipo de plataformas fijas son las más usuales en el mundo, pudiendo ser de 4, 6 y 8
columnas, dependiendo el servicio para lo que se destine. Además estás plataformas son
diseñadas para tirantes de agua desde 20 metros hasta el orden de 310 metros, como es el
caso de la plataforma "Cognac", localizada a 160 kilómetros al sureste de New Orleáns,
Estados Unidos.
3,/27(6'(6867(17$&,Ï1Los
pilotes
están
formados
por
elementos
tubulares
y
básicamente es la cimentación de la plataforma. Estos se alojan en cada una de las piernas ó
columnas de la subestructura, fijándose a ésta en la parte superior de las mismas, en donde
reciben la descarga de la superestructura y los equipos, determinando la longitud de
penetración a partir del lecho marino en función de la capacidad del suelo.
Para plataformas con profundidades hasta de 150 metros es posible diseñar la cimentación por
medio de pilotes alojados en las piernas y adicionalmente algunos llamados de faldón y para
profundidades superiores a 150 metros se requerirán de grupos de pilotes en cada pierna.
68%(6758&785$
La subestructura en este tipo de plataformas es de forma piramidal,
construida totalmente basándose en elementos tubulares. Se forma por cuatro marcos
trapezoidales en el sentido transversal y por dos ejes longitudinales. La separación de sus ejes
y marcos va desde 7.5 metros hasta 20 metros, además, cuenta con diferentes niveles de
arrostramiento horizontal, dependiendo de su tirante, unidos éstos a las columnas con
diagonales ó crucetas tubulares. La subestructura se fija al lecho marino por medio de pilotes
que serán insertados a través de las columnas y se soldaran en su extremo superior a la
columna correspondiente.
Unidos a la subestructura se tienen dos embarcaderos de emergencia, los cuales auxiliarán en
el embarco y desembarco de personal. A su vez, estos atracaderos están protegidos con cuatro
u ocho defensas para barcazas.
683(5(6758&785$ La superestructura cuenta básicamente con 2 cubiertas, las cuales son
soportadas por columnas y que a su vez se apoyan sobre los pilotes.
La estructuración de las cubiertas es a base de vigas longitudinales, apoyadas éstas en trabes
de acero las cuales con las columnas forman marcos principales transversales. En la cubierta
inferior se alojan los equipos y tuberías de servicio y proceso de la plataforma según el tipo.
52
Sobre la cubierta superior, se instalan los equipos principales de producción ó módulos de
perforación, según sea el tipo de uso de la plataforma.
(48,326y0Ï'8/26
Dependiendo del uso de la plataforma, sobre la cubierta se puede
instalar un equipo de perforación en forma modular ó equipos tipo paquete de producción,
generación eléctrica, habitacionales, etc.
Para ilustrar las partes principales que integran una plataforma, se relacionan en forma tabular
la parte, su uso, dimensión, peso, capacidad, etc. Ver lámina No. 23.
Es común instalar una plataforma de este tipo según el uso que se le destine. En el caso de la
Sonda de Campeche la mayoría de los campos que se están desarrollando
53
54
actualmente han dado lugar a la instalación de un complejo de estás estructuras. Tal es el caso
de los campos "Akal", "Nohoch", "Abkatun", "Pol”, “Ku”, etc., en los cuales ya se cuenta
con el siguiente tipo de plataformas:
-
De perforación.
-
De producción.
-
De enlace.
-
De compresión.
-
De trípodes a quemador.
-
De habitaciones.
Las anteriores plataformas están unidas entre sí por medio de puentes de 100 metros de
longitud.
Además, los complejos anteriores han dado lugar a las siguientes plataformas, las cuales se
encuentran retiradas a estos complejos en lugares estratégicos como son:
-
Plataforma de rebombeo.
-
Plataforma de almacenamiento diesel.
-
Plataforma de telecomunicaciones.
-
Plataforma de control y servicios.
-
Plataforma de tratamiento y bombeo de agua para inyección.
-
Plataforma de estabilizadora de crudo.
-
Plataforma de trípodes.
-
Plataforma de perforación para inyección de agua.
-
Plataformas de Inyeccion de Nitrogeno.
PLATAFORMA DE REBOMEO.
Esta plataforma se encuentra instalada en el punto medio entre el Puerto Petrolero de Dos
Bocas, Tabasco y el Campo Akal. Tiene la función de rebombear el crudo de los tres oleoductos
de 36” que van a tierra. Este bombeo se realiza con ocho turbobombas con motores de
combustión interna con cien mil barriles de capacidad cada una, lo que incrementa a
ochocientos mil barriles la capacidad de transporte de aceite crudo de estas tres líneas. Esta
plataforma dispone de todos los servicios que tiene una habitacional por lo que se considera
una instalación autosuficiente.
55
PLATAFORMA DE ALMACENAMIENTO DE DIESEL.
Esta plataforma se encuentra ubicada anexa a la plataforma de rebombeo y es la encargada de
suministrar el combustible diesel para el consumo de los motores de combustión interna de las
turbobombas. Cuenta con 5 tanques de almacenamiento de diesel con una capacidad próxima
a los 500,000 litros cada uno, lo que en conjunto suma un total de 2’500,000 litros.
PLATAFORMA DE TELECOMUNICACIONES
Este tipo de plataforma por lo regular son de tres patas, exceptuando la de Ixtoc que es de
ocho patas. Se encuentran instaladas en diferentes puntos de la Sonda de Campeche y están
entrelazadas entre sí a una central, la cual se encuentra colocada en la plataforma de Ixtoc.
Desde todas estas plataformas se controla el sistema de comunicaciones telefónicas que,
basándose en microondas, es el que se utiliza en todas las instalaciones petroleras. Además
de lo anterior, las plataformas de telecomunicaciones también están provistas de sistemas de
radar que manda sus señales a una pantalla maestra que se encuentra colocada en la
plataforma de Ixtoc; Con esto se permite tener un control de todas las embarcaciones que
salen o llegan a la Sonda de Campeche y evitar colisiones con plataformas o ruptura en los
ductos submarinos por mal anclaje de las mismas.
PLATAFORMA DE CONTROL Y SERVICIOS.
PLATAFORMA DE TRATAMIENTO Y BOMBEO DE AGUA PARA INYECCIÓN.
PLATAFORMA ESTABILIZADORA DE CRUDO
Esta plataforma tenia como función principal quitar los últimos residuos de gas con que llega el
crudo al cargadero de buquetánques en Cayo Arcas, así como también quitar algunas
impurezas que desprende el aceite crudo al ser sometidos a un proceso de enfriamiento por ser
conducidos por las tuberías submarinas; una vez procesado el aceite crudo se rebombea a los
módulos de medición para su envío a los barcos ya sea para almacenamiento o envío al
exterior. Actualmente se utiliza como plataforma de apoyo y medición en la estación de carga
para buquetánques en Cayo Arcas.
PLATAFORMA DE TRÍPODES
56
PLATAFORMA DE PERFORACIÓN PARA INYECCIÓN DE AGUA.
3527(&&,Ï1$17,&25526,9$.La protección anticorrosiva representa
un
papel
importantísimo en la fabricación de plataformas marinas, ya que es bien sabido que el lugar
donde finalmente se instalan es un ambiente húmedo salmo altamente corrosivo.
Existen básicamente tres zonas en una plataforma donde la corrosión se presenta sobre la
superficie de acero en forma diferente.
-
Zona sumergida.
-
Zona de marea y oleajes.
-
Zona atmosférica.
En la zona sumergida se encuentra la mayor parte de la subestructura, la cual es atacada por él
oxigeno que se encuentra en suspensión bajo el agua.
Debido a que el ataque es un efecto electroquímico, se han diseñado unos elementos de
aluminio - zinc denominadas ánodos, los cuales por su diferencia de potencial para drenar
corriente comparado con el acero, éstos protegen catódicamente a la superficie de acero,
sacrificándose a su vez por el efecto electroquímico que le imprime el oxígeno. En otras
palabras, la estructura de acero (cátodo), el agua salada (electrolito) y el ánodo de aluminio,
forman una celda galvánica.
La cantidad y la ubicación de los ánodos en una plataforma, son instaladas en base al resultado
que el diseño requiera, dependiendo básicamente de la superficie a proteger, la concentración
de sales en el agua marinas, la temperatura del agua y finalmente la corriente requerida y el
equivalente electroquímico de material seleccionado así como la cantidad requerida de éste
para la protección en años deseada.
Las zonas de mareas y oleajes comúnmente son donde se presenta la mayor corrosión, por tal
motivo ésta se protege con una resina epoxi de 100% de sólidos. Está resina se aplica a un
espesor de 6 mm (1/4”) en toda la superficie de los elementos estructurales que se encuentran
expuestos al baño de agua y del aire, evitando así la agresión del oxigeno sobre estás
superficies.
En la zona atmosférica se encuentra un porcentaje de humedad muy alto de origen salmo, que
aunado al intemperisimo, el aire, sol y en ocasiones gases, provoca una corrosión en los
57
materiales expuestos en las instalaciones de las plataformas. Derivado de lo anterior, es
necesario que todas las partes de los equipos, tuberías, acero estructural se protejan con algún
recubrimiento protector a tales ataques.
Comúnmente para este tipo de protección el material se limpia por medio de chorro de arena a
presión (sand - blast) hasta dejar el material completamente libre de óxido a un color blanco
metálico, para después aplicarle una pintura primaria del tipo inorgánico de zinc a un espesor
de 0.003" y sobre de éste se aplica un recubrimiento epoxi de altos sólidos con un espesor de
0.010 a 0.012 de pulgada.
Las tres zonas de corrosión en una plataforma anteriormente descritas, así como, el tipo de
protección utilizada, tiene una, durabilidad del orden de 20 años, dependiendo necesariamente
del mantenimiento que se tenga.
CAPITULO 2
SELECCIÓN DE ZONAS PROPICIAS PARA LA FABRICACIÓN DE
PLATAFORMAS MARINAS
2.
SELECCIÓN DE ZONAS PROPICIAS PARA LA FABRICACIÓN DE
PLATAFORMAS MARINAS
Petróleos Mexicanos dentro de la planeación global implementará efectuar estudios de
exploración, perforación, producción, transporte, embarques y, además, aunada a ésta los
estudios oceanográficos, geotécnicos y meteorológicos del área de Campeche, para lo cual
selecciono fueran las plataformas tubulares apoyadas en pilotes las que se fabricaran para
desarrollar los campos petroleros en está zona.
La anterior decisión tuvo que estar íntimamente ligada con la disponibilidad de tecnología así
como la economía nacional. Se llevo a cabo un estudio y verificación de áreas propicias para
construir el tipo de estructuras en toda la costa del Golfo de México. Se requería que estás
áreas cumplieran con infraestructura como vías de comunicación marítima, férrea, terrestre,
aérea, así como, energía eléctrica, disponibilidad de personal técnico especializado, y el
desarrollo urbano necesario para alojar a toda está fuerza humana de trabajo.
Era necesario que las áreas de trabajo seleccionadas cumplieran con la mayoría de los
requisitos anteriormente mencionados, ya que de tenerse que contemplar por primera vez, esto
encarecería finalmente el costo de las estructuras.
Los resultados que finalmente se obtuvieron del estudio llevan a PEMEX a decidir asentarse en
las áreas de Tampico y Túxpan. Las porciones de terreno que desde su origen se seleccionaron
se les llaman Patios de Fabricación mismos que quedaron ubicados en las márgenes izquierda
y derecha del Río Pánuco, río que limita los estados de Tamaulipas con el de Veracruz. En
Túxpan, Ver en la margen derecha del Río Pantepec.
El costo de los terrenos así como el acondicionamiento de los patios con toda la infraestructura
requerida, fue costeada por Petróleos Mexicanos.
Lo anterior tiene actualmente una gran importancia, ya que a la fecha es cuando más se están
reflejando los beneficios de contar siempre con la disponibilidad de áreas para el
almacenamiento de materiales y estructuras. El propio desarrollo que PEMEX ha imprimido a
estos campos, motivado a su vez por la economía de nuestro país, ha sido necesario llevar a
cabo cambios en los programas de fabricación, adecuación y mantenimiento de estructuras,
cambios que de realizarse en patios ajenos a los de la institución resultarían altamente
onerosos.
62
Como un beneficio adicional se puede mencionar que la inversión de origen continuará
usufructuándose hasta que los trabajos de producción de crudo, fuera de costa estén presentes
en el Golfo de México.
2.1. INFRAESTRUCTURA DE UN PATIO PARA FABRICAR
PLATAFORMAS MARINAS
Determinado el tipo de plataforma a fabricarse para los trabajos de producción de crudo, así
como, los terrenos seleccionados para su fabricación, armado, etc., se obtienen la información
necesaria para elaborar los proyectos de ingeniería que contemplarán la obra civil y
electromecánica de la infraestructura de cada patio.
Estos patios desde su origen fueron proyectados para fabricar 2 plataformas en forma
simultánea durante doce meses en condiciones normales. Lo anterior no quiere decir que no se
pudieran fabricar hasta cuatro plataformas al año, como sucedió en el lapso de 1979 a 1981, en
el que se trabajo en forma continua durante las 24 horas del día, con los resultados conocidos
por todos.
Inicialmente se acondicionaron 3 patios en el área de Tampico, siendo éstos: “Fimsa”, “Lassa”
y “Bosnor”, y dos años después se sumaron a la fabricación de plataformas los patios de
"Sociedad Civil”, "C.E.L.A.S.A." y “C.C.C.”, al presente se cuenta con diez patios para
fabricar estructuras ó módulos para plataformas, ocho ubicados en el área de Tampico y dos en
el área de Túxpan.
Derivado de que todos estos centros de trabajo cuentan con una infraestructura civil y
electromecánica muy similar, así como, el equipo mecánico requerido y personal especializado,
se relacionará en forma gráfica las áreas y obras más significativas de un patio, así como, el
equipo y sus características principales y por último el personal, su especialidad y el número
requerido para desarrollar los trabajos de dos plataformas en un lapso de doce meses y en
condiciones normales. Ver láminas Nos. 24, 25, 26, y 27.
63
5(/$&,21'((48,32'(&216758&&, Ð11(&(6$5,23$5$)$%5,&$53/$7$)250$60$5,1$6
PTDA.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
*58$62%5(258*$6
*58$62%5(258*$6
*58$62%5(//$17$6
3(77,%21(
&$0,21*58$7,32+,$%
&$0,21:,1&+(
75$&72&$0,12&213/$7$)250$
&2035(625'($,5(
0$48,1$3$5$62/'$5$8720$7,&$'(
$5&2680(5*,'2
0$48,1$3$5$62/'$56(0,$8720$7,&$
0$48,1$3$5$62/'$5(/(&75,&$
0$48,1$5(/(9$'25$'((6)8(5=26
&$0,21'(5(',/$6
326,&,21$'25(60275,&(6
326,&,21$'25(6/2&26
(48,326'(2;,$&(7,/(12
%,6(/$'25$6(0,$8720É7,&$
(48,326'(623/(7(2&203/(726
(48,3263$5$$3/,&$&,Ð13,1785$
CAPACIDAD CANTIDAD
OBSERVACIONES
7216
7216
7216
7216
7216
7216
7216
3&0
,5$1'&+1(80$7,&$7/$6²
&232.2+/(5
$$036
/,1&21/
$036
$036
7216
µ‘$µ‘
LAMINA No. 22
LAMINA No. 25
$0(5,&$1/,1.²%(/70$1,72:
$0(5,&$1/,1.²%(/70$1,72:
3\+/,1.²%(/70$1,72:
3\+/,1.²%(/7*529(
0,//(5/,1&2/1
&223(5+($7
5$1620(
5$1620(
60,7+9,&725
60,7+
'(9,/%,6
'(9,/%,6
5(/$&,21'(3(5621$/(63(&,$/,=$'23$5$)$%5,&$53/$7$)250$60$5,1$6
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
CANTIDAD
,1*(1,(526'(&$032
0$<25'2026
&$%2'(2),&,26
3$,/(526
78%(526
62/'$'25(6
(/(&75,&,67$6
0217$'25(6
23(5$'25'(*58$6
0$17(1,0,(172
3,1725(6
0$1,2%5,67$6
23(5$5,26
$<8'$17(6
727$/
LAMINA No. 26
OBSERVACIONES
3(5621$/'(&2175$7,67$$381(&(6$5,2
3$5$ )$%5,&$5 '26 3/$7$)250$6 '(
3(5)25$&,Ð1(181/$362'(81$f2
,167$/$&,21(67,32'(813$7,23$5$)$%5,&$53/$7$)250$60$5,1$6
PTDA.
DESCRIPCIÓN OBRA
7(55(120$5*,1$/$815,22&$1$/1$9(*$%/(
+$67$·352)81'2
DIMENSIONES
'($+$6
OBSERVACIONES
$/785$'(/1$0($/137$0
&$3&$5*$+$67$72160
6(3$5$&,Ï1
¶$¶ $0
6(&&,2175$169(56$/
-*275$%(6'(&21&5(722$&(523$5$)$%5,&$5
0;0
68%(6758&785$6
/21*,78'±¶
6(3$5$&,Ï1(175((/1$0(
<(/1,9(/'(63/$17(¶´
0 6(3$5$&,Ï1
¶$¶ $0
6(&&,2175$169(56$/
-*275$%(6'(&21&5(722$&(523$5$)$%5,&$5
0;0
683(5(6758&785$602'8/26+$%,7$&,21$/(6<'(
/21*,78'±¶
352'8&&,Ð1
6(3$5$&,Ï1(175((/1$0(
<(/1,9(/'(63/$17(¶´
0 7,326867(17$&,Ð1
D 3,/27(6
E /26$'(&,0(17$&,Ð1
F 3,('5$3/(1
G '$'26'(&21&5(72
&$3&$5*$+$67$72163250(752
/,1($/
08(//(0$5*,1$/3$5$&$5*$'(
68%(6758&785$6
&216758,'2&2178%(5Ì$<3/$&$'(
5(&83(5$&,Ð1$81$352)81','$''(
0
/21*,78'±076
&$/$'2±¶ 0
LAMINA No. 27
1 DE 4
7,326867(17$&,Ð1
D 3,/27(6
E /26$'(&,0(17$&,Ð1
F 3,('5$3/(1
G '$'26'(&21&5(72
&$3&$5*$+$67$72163250(752
/,1($/+$67$72163250(752/,1($/
5(/$&,21'((48,32'(&216758&&, Ð11(&(6$5,23$5$)$%5,&$53/$7$)250$60$5,1$6
PTDA
.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
08(//(
0$5*,1$/
683(5(6758&785$6
'(
/21*,78'±076
&$/$'2±¶ 0
&216758,'2&2178%(5Ì$<3/$&$'(
5(&83(5$&,Ð1$81$352)81','$''(
0
08(//( 0$5*,1$/ 3$5$ &$5*$ '( 3,/27(6
75Ì32'(638(17(6(7&
/21*,78'±076
&$/$'2±¶ 0
$5($ 2 0(6$6 '( 75$%$-2 3$5$ (/ $50$'2 <
62/'$'85$ '( &2/801$6 3,/27(6 &21'8&725(6
3('(67$/(6 (7& &21 0$48,1$6 $8720$7,&$6 '(
$5&2680(5*,'2$$036
$5($ '( '(63,(&( <
$50$'2 02&+(7$6 0
3250 5(4 0(6$'(
32&,6,21$'25(6 0 ;
0 5(4
&216758,'2&2178%(5Ì$<3/$&$'(
5(&83(5$&,Ð1$81$352)81','$''(
0
&$5*$
OBSERVACIONES
3$5$
CANTIDAD
$/0$&(1 &(55$'2 3$5$ +(55$0,(17$ < 0$7(5,$/
(/(&7520(&É1,&2
0
$/0$&(1&8%,(5723$5$0$7(5,$/(60(125(6
0(6$'(75$%$-23$5$35()$%5,&$&,21'(78%(5,$
(6758&785$/
0(6$'(75$%$-23$5$35()$%5,&$&,21'(78%(5,$
'(352&(62<6(59,&,26
0;0²0
0(6$'(75$%$-23$5$3$,/(5,$
/26$6'(&21&5(72
0;0²0
0;0²0
0;0²0
LAMINA No. 27
2 DE 4
$'<$&(17(6$/$6$5($6'(0$17$-(
5(/$&,21'((48,32'(&216758&&, Ð11(&(6$5,23$5$)$%5,&$53/$7$)250$60$5,1$6
PTDA
.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
CANTIDAD
$5($6',6321,%/(63$5$/,03,(=$&21&+2552'(
$5(1$ 6$1'%/$67 (1/8*$5(6(675$7e*,&26
0;0²0
,167$/$&,21(6'(78%(5Ì$61(80É7,&$&21
35(6,21$/%638/*
08/7,3/(6'(',675,%8&,Ð18%,&$'26&(5&$'(/$6
$5($6'(75$%$-2
,167$/$&,Ð1'(81$5('(/(&75,&$'(%$-$
7(16,2192/76(675$7e*,&$0(17(8%,&$'$
<&(5&$'(/$6$5($6'(75$%$-26
,167$/$&,Ð1'(5('(/(&75,&$3$5$$/80%5$'2
3(50$1(17(<3257É7,/(675$7e*,&$0(17(
8%,&$'2
,167$/$&,21(6'(%$f26<&20('25(63$5$
3(5621$/'(&$032
:::
%$f260;0
&20('250;0
0
7$//(5(/(&75,&2
0
7$//(50(&$1,&2
LAMINA No. 27
3 DE 4
OBSERVACIONES
5(/$&,21'((48,32'(&216758&&, Ð11(&(6$5,23$5$)$%5,&$53/$7$)250$60$5,1$6
PTDA
.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
CANTIDAD
0
2),&,1$6'(&$032
0
2),&,1$6$'0,1,675$7,9$6
',6321,%,/,'$''($*8$327$%/(3$5$6(59,&,26
5,(*2<358(%$+,'5267$7,&$
LAMINA No. 27
4 DE 4
OBSERVACIONES
CAPITULO 3
INFORMACIÓN BÁSICA PARA EL DISEÑO DE PLATAFORMAS
MARINAS
3.
INFORMACIÓN BÁSICA PARA EL DISEÑO DE PLATAFORMAS MARINAS
3.1. BASES DE DISEÑO, ESPECIFICACIONES, CÓDIGOS Y NORMAS QUE
RIGEN EL DISEÑO DE PLATAFORMAS MARINAS.
En este apartado se realiza una breve descripción de los aspectos relevantes de las bases de
diseño, códigos y normas, cuya aplicación en el diseño y construcción de plataformas marinas
en México es fundamental e indispensable, ya que constituyen en conjunto la base y marco de
referencia requeridos para el desarrollo de la ingeniería estructural especializada para este
efecto.
Cabe mencionar que se trata de códigos y normas reconocidos internacionalmente, y de los
cuales se ha comprobado su gran aplicabilidad a las condiciones existentes para el diseño y
construcción de plataformas para la Sonda de Campeche.
BASES DE DISEÑO
Petróleos Mexicanos proporciona a las firmas de ingeniería, bases de diseño para la
elaboración de un proyecto de una plataforma, información que incluye el tipo de plataforma que
se requiere, los volúmenes y características del producto que se manejarán, los servicios
requeridos para el proceso y operación de la misma, la flexibilidad en cuanto a sus funciones,
que deberán tener las subpartes de la plataforma así como los equipos que la integren.
Como ya se dijo con anterioridad, la gran cantidad de disciplinas que intervienen y que se van
desarrollando a través de la participación de los ingenieros especialistas, apegados siempre a
las prácticas recomendadas por los estándares, especificaciones, normas, códigos, etc.,
preestablecidas para este tipo de obras.
Con los estudios físicos del lugar como son: el medio ambiente, requerimientos de operación,
servicio y proceso, Petróleos Mexicanos proporciona a las firmas de ingeniería las bases de
diseño, así los especialistas de cada disciplina, apoyados en estándares de ingeniería, elaboran
anteproyectos de los diferentes sistemas para que posteriormente y en forma coordinada se
integren entre si por áreas, por niveles o módulos debidamente dimensionados.
Es responsabilidad del supervisor verificar que los especialistas elaboren listas de materiales,
documentos (requisiciones) donde se indique al detalle el material o equipo contemplado en sus
72
diseños, respaldados estos documentos con las especificaciones e información necesaria para
su fabricación, pruebas, protección, transporte e instalación, etc.
Criterio Transitorio para Diseño y Evaluación de Plataformas Merinas Fijas en la Sonda de
Campeche.
La evaluación de las plataformas marinas instaladas en la Sonda de Campeche, realizada con
base en los resultados de inspección llevada a cabo después de los efectos ocasionados por
los huracanes Opal y Roxane en 1995, significó el inicio de los trabajos encaminados a obtener
una norma de PEP para el Diseño y Evaluación de Plataformas Marinas; esto debido a que los
resultados obtenidos en los Análisis de las evaluaciones no reflejaban la realidad del estado
Estructural de las plataformas (las consideraciones de los análisis para Evaluación se basaron
en lo señalado por el API RP 2 A).
El Criterio Transitorio es el resultado de aplicar los conocimientos adquiridos por años en
México así como encausar las investigaciones y registros acumulados durante el desarrollo de
la Sonda de Campeche para definir condiciones de carga, datos hidrodinámicos y condiciones
ambientales con aplicación particular a esta zona geográfica.
El Criterio Transitorio señala lineamientos fundamentales para el Diseño y Evaluación de las
Plataformas, tales como su categorización
basada en la producción, parámetros
oceanográficos, parámetros hidrodinámicos, crecimiento marino y elevación mínima de la
cubierta.
Señala los parámetros a utilizar para las siguientes condiciones:
Operación
Tormenta
Estabilidad durante instalación
Fatiga
Sismo
Factor de reserva de resistencia para Análisis de Colapso por Tormenta
Factor de reserva de resistencia para Análisis Sísmico a nivel de Ductilidad.
API-RP2A
73
Prácticas Recomendadas para la Planeación, Diseño y Construcción de Plataformas Marinas
Fijas.
Este documento constituye un marco de referencia necesario durante la concepción y desarrollo
del proyecto.
Su contenido cubre la mayoría de los conceptos y problemas específicos del diseño de
plataformas. En lo relativo al diseño de elementos estructurales, se aboca con gran énfasis en
el
establecimiento de procedimientos de diseño de tubos de sección circular, tales como
punzonamiento, colapso hidrostático, fatiga y flexocompresión; por ser este tipo de elementos
los idóneos para integrar la subestructura y cimentación de la plataforma.
En lo relativo a las cargas que actúan sobre la plataforma, destaca aquellas cuya importancia es
determinante para el diseño de la estructura, como son las cargas ambientales (oleaje, viento y
sismo), estableciendo recomendaciones y parámetros que deben ser considerados.
Dedica particular atención a la cimentación de la plataforma, en el análisis de las características
del suelo y la determinación de la capacidad de carga de este en combinación con los pilotes,
así como el diseño de éstos, considerando aspectos de fabricación, manejo e instalación.
Establece recomendaciones relativas a cada una de las diferentes etapas del diseño,
construcción, transporte e instalación de las partes principales constitutivas de la estructura
(superestructura, subestructura y cimentación).
En general, las recomendaciones que establece tienen aplicación directa en los diseños
realizados en el país, ya que el modelo de plataforma al que otorga atención, corresponde al
modelo de plataforma empleado para la Bahía de Campeche.
Su contenido contempla la utilización de otros reglamentos y normas con aplicación en el
diseño y fabricación de estructuras metálicas, tales como el manual AISC, las normas ASTM y
el código ANSI/AWS D1.1
API-SPEC-2B
ESTRUCTURAS
ESPECIFICACIONES PARA FABRICACIÓN DE TUBOS PARA
74
Estas especificaciones comprenden la fabricación de tubos para estructuras, formados a partir
de placa de acero rolada, con soldadura longitudinal y circunferencial, para diámetros mayores
que 16 pulgadas, con espesores de 0.375 pulgadas en adelante, y hasta 40 pies de longitud,
destinados a formas parte de la estructura de una plataforma fija; tanto en pilotes, como en
elementos principales.
Establece lineamientos relativos a los procedimientos
de rolado para formar los tubos,
considerando que el material que constituye a la placa, cumple con las normas ASTM,
respectivas.
Especifica los procedimientos de soldadura aplicable, así como las pruebas de calidad a que
deben sujetarse los cordones de soldadura longitudinal y circunferencial respectivamente, de
acuerdo con el código ANSI/AWS D1.1.
Marca las tolerancias aplicables en las dimensiones de los tubos fabricados a partir de placa
rolada, en lo relativo al diámetro, longitudinal, espesor, redondez, perímetro y rectitud: así como
en la preparación de los extremos.
Gran cantidad de los elementos tubulares que forman parte de la estructura de una plataforma,
requieren ser fabricados a partir de placa rolada, tomando en cuenta las grandes dimensiones
que deben satisfacer; pudiendo observarse la importancia y extensa aplicación de las presentes
especificaciones.
AISC MANUAL PARA CONSTRUCCIÓN DE ACERO
El contenido de este manual comprende la definición detallada de las propiedades geométricas
y estructurales de las diversas secciones laminadas que existen en el mercado estadounidense,
así como la identificación de cada una de ellas en base a las características estructurales que
dieron origen a su manufactura.
Lo más sobresaliente de su contenido lo integran las especificaciones de diseño, fabricación y
construcción; las cuales representan una ayuda extraordinaria para el cálculo estructural y el
desarrollo de la ingeniería de detalle.
75
Considera los diseños plásticos y elásticos, aunque abunda sobre todo en este último,
especificando esfuerzos permisibles para el diseño de elementos sujetos a tensión, compresión,
flexión y cortante, así como fórmulas de interacción para la acción combinada de tales
esfuerzos.
Establece recomendaciones para el dimensionamiento de elementos fabricados con placas,
prestando especial atención a los perfiles tipo I y tipo H, ya que la aplicación de este manual
está orientada al diseño y construcción de edificios. Contiene especificaciones relacionadas
con el diseño de conexiones soldadas y atornilladas, así como limitaciones en cuanto a
dimensiones de agujeros, gramiles, tamaños de filetes de soldadura, etc. La utilización principal
de este manual se lleva a cabo durante el diseño de superestructura de la plataforma.
Su contenido incluye gráficas y tablas cuyo empleo agiliza los cálculos para el diseño.
Adicionalmente incluye un resumen de las principales propiedades mecánicas de los aceros
estructurales contenidos en ASTM, así como las recomendaciones y especificaciones
principales sobre soldaduras del código ANSI/AWS D1.1.
Dada la importancia del contenido de este manual, las especificaciones y procedimientos de
diseño que establece se hayan vertidas en programas para diseño por computadora de
plataformas marinas.
ANSI/AWS
CÓDIGOS DE SOLDADURA PARA ESTRUCTURAS DE ACERO.
Este código contiene la descripción de los conceptos involucrados en los procesos de soldadura
estructural, así como la simbología de los diversos tipos de soldadura para su representación en
los planos de proyecto.
Establece los diferentes procedimientos de soldadura estructural, tales como arco metálico
protegido, arco sumergido, arco metálico en gas inerte y arco con fúndente en el núcleo.
Contiene los procedimientos para el diseño de conexiones de soldadura de filete, limitaciones y
recomendaciones en la aplicación de este tipo de soldadura.
Así mismo, establece los
76
requerimientos de las soldaduras de penetración completa, indicando los diversos tipos de
preparaciones para los elementos por conectar y los márgenes de aplicación de éstos.
En relación a los materiales, indica las características de los aceros estructurales susceptibles
de ser conectados mediante soldadura, así como las características propias y denominación de
los diversos electrodos.
Incluye las técnicas de aplicación de la soldadura y las pruebas a que deber ser sometida para
su inspección y calificación.
La aplicación de éste código en el diseño y construcción de las estructuras de plataforma es
fundamental, ya que el 100 % de las conexiones que en ellas se verifican son soldadas.
ASTM
SECCIÓN ACERO ESTRUCTURAL
Este grupo de normas contiene especificaciones, métodos de prueba, definiciones y
clasificaciones, relacionados con los aceros estructurales utilizados en la fabricación de
plataformas marinas.
En lo concerniente a la manufactura de los aceros estructurales limita su producción a los
procesos de hogar abierto, oxígeno básico y horno eléctrico. Especifica de igual forma los
tratamientos térmicos que deberán aplicarse.
Establece la composición química y estructural metalúrgica de los aceros estructurales, así
como sus propiedades mecánicas.
Especifica las pruebas a que deben sujetarse los diversos aceros y los rangos de valores en
que deben satisfacerlas, de acuerdo con su clasificación. Así mimo, especifica las aplicaciones
de cada uno de los aceros en el mercado.
Otras normas y especificaciones.
Como es bien sabido la ingeniería de Petróleos Mexicanos está sustentada en su mayoría en
estándares americanos, por tal motivo a continuación se relacionan los principales códigos y
77
normas más utilizados en las diferentes disciplinas que comprenden la fabricación de
plataformas marinas.
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO DE PROCESO
API AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API RP 2L
Planning designing and constructing heliports for fixed offshore
platforms. (1978)
API RP 14C
Analysis, design, installation and testing of basic surface safety
systems on offshore production plataforms. (Enero 1978)
API RP 520
Design and installation of pressure relieving (noviembre 1967)
API RP 521
Guide
for
pressure
relief
and
depresuring
systems.
(septiembre-1969)
API RP 530
Calculation of heater-tube thickness for petroleum refineries.
API RP 540
Electrical installations for general refinery services. (Febrero-1974)
API RP 630
Tube a header dimensions for fired heaters for refinery services.
API RP 2001
Fire protection in refineries. (Marzo-1974).
API SPEC 2C
Specification for offshore cranes. (Febrero-1972).
API STD SL
Pipe Line. (Marzo-1978).
API STD 610
Centrifugal pumps for general refinery services. (Marzo-1971).
API STD 615
Sound control of mechanical equipment for refinery services.
(Enero-1975).
API STD 617
Centrifugal compressors for general refinery services.
API STD 618
Reciprocating
compressors
for
general
refinery
service.
(Julio-197/4)
API STD 619
Rotary-type positive displacement compressors for general refinery
services. (Septiembre-1975)
API STD 660
Heat exchanger for general refinery service.
API STD 661
Air
cooled
heat
exchanger
for
general
refinery
services.
(Enero-1978)
API STD 2000
Venting atmospheric and low-pressure storage tanks. (Enero-1982)
78
ASTM - AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS.
ASTM A-480
General requirements for flafrolled stainless and heat resisting steel
plates. (1977).
ASTM A-578
Straight-beam ultrasonic examination of plane clad steel plate.
(1977).
ASTM C-64
Fireclay brick refractories for heaw duty stationary boiler. (1977).
ASTM C-125
Insulating fire brick. (1977).
ASTM C-262
Mineral fiber batt insulation. (1977).
ASTM C-449
Mineral fiber hydraulic-setting thermal insulating (1977).
ASTM C-450
Prefabrication and field fabrication of thermal insulating (1977).
ASTM C-533
Calcium silicate block and pipe thermal insulation. (1977).
ASTM C-550
Trueness and squareness of block thermal insulation. (1977).
ASTM C-585
Mineral and cuter diameters of rigid thermal insulation. (1977) ll,lll
ASTM C-610
Expanded perlite block and pipe thermal insulation. (1977)
ASTM E-94
Recommended practice for radiographic testing (1977)
ASTM E-109
Dry powder magnetic particle inspection. (1977)
ASTM A-123
Zinc coatings. (1977)
ASTM E-138
Wet magnetic particle inspection. (1977)
ASTM E-165
Liquid penetrated inspection. (1977)
ASME - AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS
ASME I
Section power boilers. (1980)
ASME V
Section no destructive examination. (1980)
ASME VIII
Section pressure vessels, division. (1980)
ASME IX
Section welding qualifications. (1980)
ANSI - AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE
ANSI B-16.5
Steel pipe flange fittings. (Agosto-1977)
ANSI B-31.1
Power piping (1978)
ANSI B-31.3
Petroleum refinery piping (1978)
ANSI B-31.4
Oil transportation piping (marzo 1979)
ANSI B-31.8
Gas transmission and distribution systems. (junio 1975)
79
HI - HIDRAULIC INSTITUTE
Hydraulic institute standard, reciprocating pumps metering
(1975)
AISC - AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION
AISC
Specifications for design fabrication and erection of structural steel for
buildings. (1980)
AISC
Code of standard practice for steel buildings and bridges. (1980)
MSS - MANUFACTURERS STANDARDIZATION SOCIETY
MSS SP-44
Steel pipeline flanges. (1981)
GPSA - GAS PROCESSORS SUPPLIERS ASSOCIATION
NACE - NATIONAL ASSOCIATION OF CORROSION ENGINEERS
NACE STD MR-01-75
Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oil field
equipment. (1978)
AWS - AMERICAN WELDING SOCIETY
AWS SPEC D1.1
Structural welding code. (1975)
SSPC - STEEL STRUCTURES PAMTING COUNCIL
SSPC PA-1
Shop field and maintenance painting (junio 1964)
SSPC SP-1
Solvent cleaning (marzo 1972)
SSPC SP-5
White metal blast cleaning (marzo 1972)
SSPC SP-6
Commercial, blast cleaning (marzo 1972)
S5PC SP-8
Pickling (marzo 1972)
SSPC SP-10
Wear white blast cleaning (marzo 1972)
80
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO DE SEGURIDAD Y
PROTECCIÓN CONTRAINCENDIO
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API RP 2G
Recommended practice for production facilities on offshore
plataforms. (feberero 1975).
API RP 14C
Recommended practice for analysis, design, installation, and testing
of basic surface safety system on offshorp production plataforms.
(enero 1978).
API RP 49
Recommended practice for safe drilling of ewlls contaming hydrogen
sulfide. (mayo 1975).
API RP 500B
Recommended practice for classification of areas for electrical
installations at drilling rigs and production facilities on marine fixed
and mobile plataforms (Julio 1973).
NFPA - NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION
No. 10
Portable fire extinguishers. (1980)
No. 11
Foam extinguishing systems. (1980)
No. 12
Carbon dioxide extinguishing systems. (1980)
No. 12-A
Halogented fire extinguishing systems-halon 1301. (1980)
No. 13
Installation of sprinkler system.
No. 15
Water spray fixed system for fire protection.
No. 16
Foam-water sprinkler system and foam-water spray system.
No. 17
Dry chemical extinguishing systems.
No. 20
installation of centrifugal fire pumps.
No. 30
Flamable and combustible liquids code.
No. 37
Installation and use of stationary combustion engines and gas
turbines.
No. 69
Explosion prevention systems.
No. 70
National electrical code.
No. 72-A
Installation, maintenance and use of local protective signaling
systems.
No. 72-E
Automatic fire detectors.
81
No. 101
Code for safety to life from fire in buildings and structures.
No. 194
Screm threads and gaskets for fire hose connections.
No. 196
Fire hose.
No. 403
Aircraft rescue and fire fighting services at airport and heliports.
No. 407
Aircraft fuel servicing
No. 418
Roof-top heliport construction and protection.
No. 496
Pursed and pressurized enclosures for electrical equipment m
hazardous locations.
USCG - U. S. COAST GUARD
OG-320
Rules and regulations for artificial islands and fixed structures on the
outer continental shelf. (1972)
DEPARTAMENT OF THE INTERIOR
Offshore continental shelf orders. (enero 1980)
No. 5
Production safety system.
DTFAA - DEPARTAMENT OF TRANSPORTATION, FEDERAL AVIATION
ADMINISTRATION
Heliport design guide (agesto 22 1977)
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO MECANICO - SECCIÓN
RECIPIENTE
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API SPEC 12 B
Bolted tanks for storage of production liquids. (12a. edición,
enero-1977)
API SPEC 12 D
Field welded tanks for storage of production liquids. (8a. edición).
API SPEC 12 F
Shop welded tanks for storage of production liquids. (7a. edición).
API STD 620
Recommended rules for design and construction of large, welded,
low pressure Storage tanks. (6ª. Edición, Julio 15 1977)
API STD 650
Welded Steen tanks for oil storage. (6a. edicion Rev. 3, octubre 15
1979).
82
ASME – AMERICAN SOCIETY OF MACHANICAL ENGINEERS
$60( BOILER AND PRESSURE VESSEL Rules for construction of pressure
CODE SECTION VII, DIVISION 1
vessel. (Julio 1°, 1980)
ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL Pressure vessels alternative rules.
CODE SECTION II, DIVISION 2
(Julio 1°, 1977)
ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL Material specifications part. A ferrous
CODE SECTION II, PART. A.
(Julio 1°, 1977)
ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL Material specifications part. Edición II
CODE SECTION II, PART. B
Nonferrous.. (Julio 1°, 1977)
TEMA – TUBULAR EXCHANGERS MANUFACTURERS ASSOCIATION
TEMA
Standards of tubular exchanger manufacturers association (6a.
edición, 1978).
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO MECANICO – SECCIÓN
EQUIPO ROTATIVO
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API RP 540
Electrical installations for general refinery services. (febrero 1974)
API STD 610
Centrífuga pumps for general refinery services. (marzo 1971)
API STD 611
General-purpose steam turbines for refinery services.
API STD 617
Centrifugal compressors for general refinery. (October 1973)
API STD 618
Reciprocating compressors for general refinery services. (Julio
1974)
API STD 619
Rotary-type positive displacement compressors for general refinery
services. (septiembre 1975)
ANSI - AMERICAN STANDARDS INSTITUTE
ANSI B.2.1.
Pipe threads.
ANSI B.1.1.
Unified sorew threads.
ANSI B.1.4.
Screw threads for high-strength bolting
ANSI B.16.5.
Steel pipe flanges and flanged fittings.
ANSI B.31.3.
Petroleum refinery piping
83
AFBMA - ANTI-FRICTION BEARING MANUFACTURERS ASSOCIATION
Standards for ball and roller bearings and stell balls:
-
Sect. No. 3 Standard for bearing tolerances.
-
Sect. No. 4 Standard for gagging practices.
ASME - AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS
SECCTION VIII
Pressure vessels. (1980)
SECCTION IX
Welding qualifications. (1980)
HI - HIDRAULIC INSTITUTE
Hydraulic institute standard reciprocating pumps metering (1975)
ASTM - AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS
ASTM A-48
Gray iron castings.
ASTM A-181
Forged or rolled steel pipe flanges, forged fittings, and valves parts
for general service.
ASTM A-182
Forged or rolled alloy steel pipe flanges, forged fittings, and valves
and parts for general service.
ASTM A-193
Alloy steel bolting materials for high temperature service.
ASTM A-276
Stainless and heat-resisting steel bars and shapes.
ASTM A-296
Corrosion-resistant iron chromium and iron-chromium nickel
ASTM B-124
Cooper and cooper alloy forging rod, bar and shapes.
ASTM B-139
Phosphor bronze rod, bar and shape.
ASTM B-143
Tm bronze and leaded tm bronze sand castings.
ASTM E-23
Motched bar impact testing of metallic materials.
NFPA - NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION
No. 20
Installation of centrifugal fire pumps.
No. 37
Installation and use of stationary combustion engines and gas
turbines.
84
UL - UNDERMRITERS LABORATORIES
IEEE - INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERS
IEEE STD112
Test procedure for induction machines.
IEEE STD114
Test procedure for single-phase induction motors.
IEEE STD115
Test procedure for synchronous machines.
NEMA - NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURERS ASSOCIATION
NEMA ICS-2-322
Motor control centers.
NEMA MGI, 2
Motors and generator (ANSI C52.1, C51.1).
NEMA WC-3, 5,7,8 Wire and cable.
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO DE ANÁLISIS DE
ESFUERZOS SECCIÓN TUBERÍAS SUBMARINAS
DNV - DET NORKSKE VERITAS
Rules for submarine pipeline systems. (1981)
Technical note, fixed offshore installations. (1981)
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API RP SL
Railroad transportation of line pipe. (1972)
API SPEC SLX
High-test line pipe. (1977)
API STD 1104
Standard for welding pipelines and related facilities. (1973)
API RP 1111
Recommended practice for design, construction operation and
maintenance of offshore hydrocarbon pipeline. (1976)
NACE - NATIONAL ASSOCIATION OF CORROSION ENGINEERS
NACE STANDARD MR-01-75
Sulfide stress cracking resistant material for oil field
equipment.0978)
14ACE STANDARD RP-01-69
Control of external corrosion on under ground or
submerged metallic piping systems.
NACE STANDARD RP-01-75
Control of internal corrosion in steel pipeline and
piping systems.
85
NACE STANDARD RP-01-76
Control of corrosion on steel fixed offshore platforms
associated with petroleum production. (1976)
NACE STANDARD RP-06-75
Control of corrosion of offshore steel pipeline. (1975)
ANSI - AMERCICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
ANSI B31.1
Power piping (1978)
ANSI B31.4
Liquid petroleum transportation piping systems. (1979)
ANSI B31.8
Gas transmission and distribution piping systems. (1975)
ANSI B.16.9.
Factory made wrought steel buttwelding fittings.
ANSI B16.5
Steel pipe flanges and flange fitting (1977)
ANSI B16.20
Ring joint gaskets grooves for steel pipe flanges. (1975)
MSS - MANUFACTURES STANDARDIZATION SOCIETY
MSS SP-74
Steel pipeline flanges. (1975)
MSS SP-75
Specification for bight test wrought welding fittings. (1976)
PFI - PIPE FABRICATION INSTITUTE
PFI STANDARD ES-24
Pipe bending tolerances-minimum tangents. (1975)
CFR - CODE OF FEDERAL REGULATIONS
Minimum federal safety standards for liquid pipe lines handbook
buyers guide issues. (1982)
Minimum federal safety standards for gas lines handbook buyers
guide issues. (1980)
Leak reporting requirements for gas lines handbook buyer’s guides
issues. (1980)
AWS - AMERICAN WELDING SOCIETY
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO DE ANÁLISIS DE
ESFUERZOS - SECCIÓN FLEXIBILIDAD DE TUBERÍAS
ANSI - AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
ANSI B.31.1c
Power piping (1978)
ANSI B.31.3a
Chemical plant and petroleum refinery systems. (1978)
ANSI B.31.4
Liquid petroleum transportation piping systems. (1979)
ANSI 8.31.8
Gas transmission and distribution piping systems. (1975)
86
ANSI B.16.5
Steel pipe flanges and flanged fitting (1977)
ANSI B.16.9
Factory-made wrought steel butt-welding fittings.
MSS - FACTURERS STANDARIZATION SOCIETY
MSS SP 58 Pipe hanger and support -materials, design and manufacture. (1975)
MSS SP 69 Pipe hanger and supports-selection and application. (1976)
MSS SP 89 Pipe hangers and supports-fabrication and installation practices. (1978)
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API STD-610
Centrifugal pumps for general refinery services. (1981)
API STO-617
Centrifugal compressors for general refinery services. (1973)
API STD-RP2A
Recommended practice for planning, and constructing fixed offshore
platforms. (1977)
NEMA - NATIONAL ELECTRICIA MANUFACTURERS ASSOCIATION
NEMA SM-21
Multistage steam turbines for mechanical drive service. (1975)
NEMA SM-22
Single stage steam turbines for mechanical drive service. (1975)
WRC - WELDING RESEARCH COUNCIL
Bulletin 107 rev. 3. (1972)
AISC - AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION
Manual of steel construction. (1980)
AWWA - AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION
Steel pipe manual - supports for pipe chapter 9.
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API RP 2A
Recommended practice for planning, designing and constructing
fixed offshore platforms. (1981)
87
API RP 2G
Recommended practice for production facilities on offshore
structures (1977)
API RP 2L
Recommended practice for planning, designing, and constructing
heliports for fixed offshore platforms.
API RP 2X
Recommended practice for planning, designing, and guidelines for
qualification of ultrasonic technicians. (1980)
API SPEC 2B
Specification for fabricated structural steel pipe. (1977)
API SPEC 2E
Specification for drilling rig packaging for minimum self-contained
platforms. (1973)
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS
ESPECIFICACIONES Y CARACTERISTICAS DE LOS ACEROS
ANSI - AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
ANSI/AWS D1.1
Structural welding code (steel) (1981)
AISC - AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION
AISC
Specification for the design, fabrication and erection of structural
steel for buildings. (1980)
88
NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DEPARTAMENTO ELÉCTRICO
AISC - AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION
Design, fabrication and erection of structural steel for buildings.
(1980)
ANSI - AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
ANSI C2
National electric safety code.
ANSI C37, 13,16,50Low voltage air circuit beakers.
ANSI C37, 20
Switchgear and bus.
ANSI C68.1
Dielectric testing
ANSI D178.24
Rubber floor netting
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
API RP 2A
Planning, designing and constructing fixed offshore platforms.
API RP 14 F
Design and installation of electrical systems for offshore production
platforms.
API RP 14 C
Fire prevention and control on open type offshore production
platforms.
API 500B
Classification of areas for electrical installations at drilling rigs and
production facilities (Julio 1979)
AWS - AMERICAN WELDING SOCIETY
AWS D1.1
Structural welding code. (1975)
HEE INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERS
IEEE STD.45
(ANSI Cl10.l) Electric installations on shipboard.
IEEE STD.74
Industrial control test code.
IEEE STD.112A
Test procedure for induction machines.
IEEE STD.114
Test procedure for single-phase induction motors.
IEEEE STD.115
Test procedure for synchronous machines.
IEEE STD.126
Speed converting of engine-generator units.
IEEE STD.141
Electric power distribution.
89
lEEE STD.142
Grounding of power systems (ANSI Cl14.l).
IEEE STD.242
Protection and coordination of power systems.
IEEE STD.399
Power systems analysis.
IEEE STD.446
Emergency and standby power systems.
IEEE STD.484
Storage batteries.
IES - ILLUMINATING ENGMEERING SOCIETY
IES
Lighting handbook.
NEMA - NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURERS ASSOCIATION
NEMA ICS-1-110
Electrical enclosures.
NEMA ICS-2-322
Motor control centers.
NEMA MGl, 2
Motors and generators (ANSI C52.l, C51.l).
NEMA VEl
Cable tray systems.
NEMA WC-3,5,7,8 Wire and cable.
NFPA - NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION
NFPA 10
Fire extinguishers.
NFPA 70-1981
National electrical code.
NFPA 72F-1978
Local protective signaling systems.
NFPA 101-5,8,9
Emergency lighting
NFPA 496-1974
Purged and pressurized enclosures.
UL - UNDERMRITES LABORATORIES MC.
UL 698
Industrial control equipment.
UL 845
Motor control centers.
UL 891
Siwtchboards.
USCG - UNITED STATES COAST GUARD
USCG - 33CFR67 Aids to navigation on artificial islands and fixed structures
90
3.2.
DISEÑO DE PILOTES
Los pilotes se instalan a partir de la elevación +24' (7.3 m), ahí se inicia el contacto con las
columnas de la superestructura, bajando las cargas correspondientes por la parte interna de las
columnas de la subestructura, penetrando en el suelo marino hasta una profundidad de 360'
(120 m) según de la plataforma que se trate.
La sustentación de la plataforma y la estabilidad de la misma se logra a base de un buen diseño
de los pilotes. Para ello es necesario conocer, además de la carga axial, las fuerzas
horizontales, corrientes, oleajes, vientos, sismos, etc., así como, las características físicas y
mecánicas del suelo, las cuales se obtienen al efectuar sondeos de penetración estándar, de
está forma se tienen muestras inalterables para que posteriormente en el laboratorio se
efectúen pruebas de compresión, triaxiales, ensayos de clasificación, etc. y así obtener los
límites plásticos, contenido de agua, peso volumétrico, resistencia al corte, cohesividad, ángulo
de fricción interna, capacidad de carga por fricción, capacidad de carga por punta; estos dos
valores últimos se obtienen para suelos arenosos y arcillosos, y finalmente una descripción
litológica del suelo en estudio.
En las cementaciones para este tipo de plataformas, en la Sonda de Campeche se debe
considerar además de la carga axial, las debidas al oleaje, las producidas por la tormenta
máxima de diseño, que se transforman en fuerzas horizontales actuando contra la
superestructura y la cimentación. Estás fuerzas son equilibradas con la resistencia generada
por el suelo en el área lateral del pilote.
En los procedimientos de cálculo usados para determinar la capacidad de carga lateral, el
criterio usual es la norma A.P.I., la cual está basada en los criterios de "matlock" utilizada en
suelos cohesivos y el de "reese" para depósitos friccionantes.
Los anteriores criterios son ligados íntimamente con los resultados obtenidos del laboratorio raíz
del muestreo del suelo, dando como resultado la relación deformación suelo - pilote a la
resistencia del suelo, está relación se resuelve empleando las curvas esfuerzo - deformación
lateral del sistema suelo - pilote denominadas curvas (P-Y). Ver lámina No. 28.
91
Hasta este momento solo hemos descrito en forma esbozada los diferentes ensayos
geotécnicos y geofísicos que se llevan a cabo en los suelos marinos, así como pruebas de
laboratorio con los resultados que en el párrafo anterior se describieron. Con está información y
siguiendo las recomendaciones y procedimientos de algunas normas se elaboran los perfiles de
valores de resistencia por fricción y por corte. En base a estos valores se calcula la capacidad
de carga unitaria par fricción y por punta, y con la conjunción de ambas, se obtienen los valores
de capacidad de carga total acumulada. Ver lámina No. 29
Considerando las valores de las gráficas anteriores, se tiene la posibilidad, de diseñar la
longitud del pilote hasta la profundidad de desplante, con suficiente capacidad de carga que
resista a equilibre los esfuerzos axiales debidos tanto a su propio peso como a las cargas
accidentales que soportaría la estructura.
Para el diseño del espesor de los pilotes es necesario contar con las herramientas que permita
entrar con valores conocidos, dadas las características del suelo así como de los esfuerzos por
carga axial, lateral y deformación, para obtener resultados que satisfagan la estabilidad de la
estructura.
En este caso, el análisis de pilotes es un modelo muy elemental que consiste en montar
resortes independientes en diferentes puntos de la longitud hincada. Ver lámina No. 30. En la
mayoría de los suelos, ya sean granulares a cohesivos, las curvas esfuerzo - deformación (P-Y)
son curvas de segundo grado, en el mejor de los casos, de ahí que la interacción estructura suelo solo puede ser representada por modelos de suelo no - lineales acoplados a estructuras
que pueden a no ser lineales. Ver lámina No. 31.
92
93
94
El programa mediante la computadora permite describir el comportamiento en su conjunto
estructura - suelo y analizar los esfuerzos y deformaciones causadas por costos en cada
miembro de la estructura y de los pilotes.
El programa a través de la matriz de rigidez, soluciona el comportamiento suelo - estructura por
medio de dos ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden, una de equilibrio y otra de
compatibilidad.
Este sistema incluye así, el apoyo elástico del suelo y tiene la ventaja de poder considerar el
pilote en el número de tramos que se desee, e incluir las propiedades del suelo por estratos.
La matriz de rigidez se acopla en cualquier número de tramos y puede resolver con un
programa estándar la solución de sistemas de ecuaciones y así localizar las deformaciones y
esfuerzos en cualquier punto de los pilotes.
La solución estructural anterior permite, para un diámetro fijo de pilote, calcular el espesor de
las paredes así como la resistencia del acero de la tubería por tramos que se requieren para
soportar los esfuerzos y deformaciones a que estarán sometidos dentro de los límites de
trabajo.
95
96
97
A diferencia de la mayoría de estructuras de plataformas marinas, la subestructura se apoya
sobre los pilotes en la parte superior, por lo que ésta cuelga de los pilotes mismos. En cambio la
superestructura se apoya directamente sobre los pilotes. Al realizar el análisis estructural del
pilote, se comprueba la existencia de fuerzas cortantes y momentos flexionantes relativamente
grandes en el tramo donde el pilote penetra en el lecho marino. Debido a lo anterior resultan
con mayor espesor las paredes del pilote en la zona de lodos, hasta una profundidad en la cual
los esfuerzos se disipan.
HINCADO DE PILOTES
El procedimiento de hincado de pilotes en la cimentación de las estructuras marinas, requiere
de un estudio adecuado para evitar fracasos que puedan llegar a provocar daños ó perdidas
totales de una estructura.
Se cuenta con gran experiencia en el hincado de pilotes en tierra; sin embargo, no se puede
hacer uso total de ese acervo, porque en el medio marino se presentan otros tipos de
problemas como son:
a)
Manejo de pilotes de mayores dimensiones (150 m de longitud por l.58 m de
diámetro) y con un peso de 150 toneladas para los que se necesitan equipos de hincado
mucho más grandes y pesados.
b)
Dadas las longitudes de los pilotes, se requieren uniones de soldadura, cuya
ejecución representa períodos de suspensión en el hincado.
c)
Grandes tirantes de agua así como los cambios meteorológicos extremos en el
sitio de hincado del medio marino.
d)
La tecnología de construcción nacional se encuentra limitada en está
especialidad, por lo que se recurre a compañías internacionales especializadas con
estos recursos.
e)
El costo de alquiler de estos equipos es del orden de los 100,000 dólares diarios,
que obliga a una planeación más estricta procurando evitar pérdidas económicas y de
tiempo.
98
Las experiencias de hincado que se describen a continuación fueron adquiridas en la Sonda de
Campeche, por el personal de supervisión de construcción y de operación.
El primer pilote es considerado como de prueba y se ubica en una de las patas interiores de la
subestructura, con la finalidad de proporcionar estabilidad y seguridad en el período de hincado.
Su función es la de verificar si el comportamiento del suelo es el previsto con base en el estudio
geotécnico. Al terminar el hincado de este pilote se hacen todos los que sean necesarios, para
después continuar con el hincado del resto de pilotes.
La instalación de pilotes se inicia dejándolos caer desde la parte superior de la subestructura.
Así en su caída, rompen los tapones y penetran en el suelo blando. Posteriormente, con martillo
de compresión de vapor con un peso menor de 130 toneladas y calibrado con un martinete de
180,000 lb-pie de energía, se van hincando los pilotes hasta un nivel en el que es accesible
soldar el siguiente tramo. La suspensión del hincado para la soldadura es del orden de 8 horas;
esto provoca un efecto de endurecimiento (fenómeno de sensitividad y tixotropía).
Existen periodos de interrupción del hincado, debido al cambio de martillo, que debe ser
reempaquetado después de cierto número de golpes, así como por mal tiempo. Para despegar
el tramo de pilote se usa un martillo de mayor energía, (300,000 lb-pie) y en caso extremo se
perfora a través del pilote restituyendo el volumen de material en el interior del mismo mediante
inyecciones de concreto masivo. Está operación se repite a lo largo de todo el hincado hasta
llegar a la profundidad de desplante que se haya señalado y se cumpla con el rechazo; para
esto el rechazo se define según el A.P.I. como la resistencia que opone un pilote a ser hincado
mediante 300 golpes por pie en un tramo de 5 pies (1.50 m). Para el hincado de pilotes se lleva
un registro así como su respectiva gráfica. Ver lámina No. 32.
Dado que los pilotes son prefabricados en secciones y en forma integrada deberán hincarse
según lo especificado en el proyecto, a fin de que los espesores previstos en sus paredes
queden en los niveles de los estratos correspondientes, lo cual se explica en la forma siguiente:
+,1&$'2(168(/260$5,126&2+(6,926- Cuando se hincan pilotes en arcillas blandas, el
suelo situado alrededor es desplazado y severamente deformado, dando lugar a una capa
cilíndrica de suelo premoldeado de pocos centímetros de espesor, limitada hacia el exterior por
una zona donde la alternación se disipa gradualmente.
99
100
La experiencia indica que la zona de arcilla premoldeada se consolida y se vuelve generalmente
más compacta que la arcilla inalterada, como ha podido observarse al extraer pilotes los cuales
presentan una capa adherida de suelo endurecido.
Los fenómenos anterior tiene explicación en las ya conocidas propiedades denominadas
sensitividad y tixotropía de las arcillas. La sensitividad como se conoce, es la susceptibilidad
que tienen los suelos de sufrir una drástica reducción de su resistencia al corte bajo la acción de
esfuerzos múltiples de torsión y la tixotropía es la propiedad por la que a través de la
reordenación y consolidación de las partículas provoca una disminución de los vacíos y un
incremento de la resistencia al corte en las arcillas.
En el medio marino es común encontrar arcillas blandas que pueden ser muy sensitivas,
principalmente si la salinidad ha disminuido por alguna causa, en estás condiciones él deposito
puede ser consolidado ó subconsolidado con humedad natural del orden del límite liquido ó
mayor. En algunos depósitos arcillosos de la Sonda de Campeche las condiciones
mencionadas se extienden hasta los 20 metros de profundidad.
Por las razones antes señaladas, durante el hincado de pilotes en la Sonda de Campeche,
estos suelos se comportan como líquidos ó semilíquidos y no presentan resistencia significativa
al paso de los mismos, logrando alcanzar grandes profundidades únicamente con su peso
propio ó mediante un reducido número, de golpes.
De lo anterior se deduce que los Supervisores de Obra deben ser muy cuidadosos al formular
conclusiones con relación a la pérdida de resistencia que se observa durante el hincado.
+,1&$'2 (1 68(/26 0$5,126 *5$18/$5(6 La complacida relativa de los depósitos
arenosos ejerce una influencia decisiva en el Angulo de fricción interna de esos suelos, y esto
se refleja en la resistencia a la penetración estándar (parámetro “N”).
La penetración estándar se considera entre 30 y 50 golpes y esto representa la frontera desde
la cual un suelo granular puede aumentar ó disminuir de volumen bajo solidificaciones
dinámicas, según se encuentre el valor de “N”' arriba ó abajo de dicha frontera. Cuando los
suelos se encuentran saturados, como los suelos marinos, originan incrementos de presión de
poro, negativos ó positivos, que se disipan con una rapidez que van en función directa del
diámetro efectivo de las partículas del suelo, toda vez que las presiones de poro duran más
tiempo en suelos de menor permeabilidad.
101
Por lo anterior, debe tomarse en cuenta que durante el hincado de pilotes en los estratos
arenosos ó de suelos finos muy arenosos del subsuelo marino de baja compacidad, la
resistencia al corte disminuye con la reducción de los esfuerzos efectivos, condición que ayuda
considerablemente a la penetración de los pilotes. Por el contrario, si él deposito granular es
denso ó muy denso, la presión de poro resulta negativa, con lo que la resistencia al corte
aumenta y con ella la resistencia a la penetración de los pilotes. Estos efectos son temporales y
pueden conducir al observador a subestimar ó sobrestimar la compacidad relativa real de los
suelos.
Cuando las arenas no son tan finas y se encuentran en estado suelto, se produce durante el
hincado un mejoramiento de la fricción lateral al reacomodarse los granos alrededor del pilote,
aumentado en forme duradera la compacidad del suelo dentro de una zona adyacente así como
el coeficiente de presión lateral (“K”). Este efecto es de poca importancia si los suelos se
presentan en capas muy delgadas.
Finalmente, otro fenómeno que provoca un importante incremento en la resistencia a la
penetración de los pilotes y cuyos efectos son también duraderos, es la reestructuración de los
suelos granulares cementados que al ser distorsionados hasta su estado plástico, provocan la
rotura de sus ligas cementadas durante el hincado, por está razón se detiene el proceso dando
el tiempo necesario de que se incremente significativamente la reacción lateral sobre los pilotes.
Si la detención del hincado se prolonga, las partículas cementantes en suspensión se precipitan
sobre la estructura gruesa, ligando fuertemente los contactos intergranulares de la estructura
mejorada del suelo. Estos efectos sobre la resistencia al corte pueden ser muy grandes
obligando al constructor a aumentar considerablemente la energía de hincado para reiniciar el
proceso.
3.3. DISEÑO DE SUBESTRUCTURA ó JACKET
Para el análisis y diseño de una subestructura realmente es difícil describir un determinado
procedimiento en este trabajo, por tal motivo, solo para fines comparativos respecto a lo
complejo de este problema, mencionaremos referencia para ubicar al supervisor.
Los esfuerzos a los que podrá estar sujeto un elemento estructural de la subestructura, son
semejantes a los que podría estar un elemento estructural de un edificio, un puente, un
almacén, un marco ó un pórtico, etc., estos esfuerzos son de flexión, tensión, compresión,
102
torsión y cortante ó penetración. El hecho de que se presenten ó no estos esfuerzos en
cualquier estructura y sus elementos, dependerá del grado de restricción que se tenga al
movimiento entre un elemento y otro, además de las características geométricas y mecánicas
de cada unión.
En otras palabras, analizar un solo elemento que estará sometido a ciertas acciones de carga,
podría resultar muy sencillo para un especialista calcular los esfuerzos por métodos sencillos.
De la misma manera, analizar una estructura compuesta de tres elementos unidos entre sí y
sujetos a ciertas condiciones de carga y que por su mismo tipo de conexión de sus elementos
se les restrinja el movimiento, podría inclusive ser hasta cierto punto fácil de resolver, solo se
deberá de seguir el procedimiento matemático que nos permita encontrar los esfuerzos
actuantes en los puntos de unión y en sus puntos ó regiones más esforzadas.
Como podrá observarse, este segundo ejemplo requiere de un procedimiento matemático más
complejo, debido a los factores que intervienen como: tipo de unión, rigidez de cada elemento,
geometría, características mecánicas, esbeltez, etc.
Para el caso de una subestructura, en la que está compuesta del orden de 150 a 250 elementos
tubulares, dependiendo este número del tirante ó profundidad en la que se ubicará y unidos
todos estos elementos entre sí a través de soldadura y que debido a las acciones a la que
estará sujeta, se comportará en forma dinámicas y permanente con una diversidad de
movimientos y esfuerzos, resultando finalmente que los procedimientos matemáticos para el
análisis y diseño son realmente complejos y que tratar de resolverlos con una sola calculadora
resultaría tardado, antieconómico y no recomendable.
Cuando se trata de diseñar grandes estructuras, como son las plataformas marinas, se tienen
cientos de elementos interactuando entre sí, y más de quince condiciones de carga criticas, que
para determinado grupo de elementos y condiciones especiales en la interacción
suelo-estructura, así como, el manejo de datos que intervienen en el ciclo de diseño, requiere
de complicados sistemas de computo y costos a su vez de modelos matemáticos que ayuden a
proporcionar los resultados de una manera eficiente y rápida.
El desarrollo de la teoría matricial de estructuras se logro como se sabe, con el auxilio de la
computadora, que permite la solución eficiente de grandes sistemas algebraicos; no obstante, a
corto tiempo se planteo el problema de solución de sistemas algebraicos mayores, como por
ejemplo, las plataformas marinas con tirantes de agua de 90 metros con la que se obtuvieron
103
aproximadamente 600 nodos, que en 3 dimensiones generan 3,600 grados de libertad y, por
consiguiente, una matriz de rigidez de 12'960,000 términos que ninguna computadora moderna
es capaz de almacenar en su memoria central.
El Instituto Mexicano del Petróleo, empleando artificios matemáticos ha elaborado un programa
que mediante la división de la estructura en secciones encadenadas, y haciendo uso del
almacenamiento en una memoria periférica como estrategia de solución, permite realizar
cálculos de plataformas de 40 metros de tirante y pilotes hincados a 60 metros de profundidad.
3.4. DISEÑO DE SUPERESTRUCTURA ó DECK
Como ya se describió la superestructura se encuentra ubicada por encima del nivel de agua, en
la zona llamada atmosférica y puede estar diseñada con una ó dos cubiertas, siendo en la
superior donde se apoyan los equipos de perforación, módulos habitacionales, de producción, ó
simplemente equipos de proceso y servicio.
La distribución y bajado de cargas se realiza por el método de piso, donde todas las cargas son
recibidas por unos largueros longitudinales separados entre sí, formando la propia cubierta.
Estás cargas son transmitidas por elementos estructurales más reforzados ubicados
transversalmente, los que a su vez se unen a unas trabes todavía más robustas ubicadas en los
ejes longitudinales principales “A” y "B" que finalmente le transiten toda la carga a las columnas
para conectarse con los pilotes de sustentación.
El diseño de la superestructura da lugar a que se formen marcos en ambos sentidos, cuatro en
forma transversal y dos longitudinales que necesariamente deberán de analizarse para soportar
fuerzas horizontales provocadas por corrientes, mareas, oleaje, viento y tormentas, etc.,
realizado todo esto con el auxilio de la computadora.
Como es bien sabido nuestra ingeniería está sustentada en su mayoría en estándares
americanos, por tal motivo a continuación se relacionan los principales códigos y normas más
utilizados en las diferentes disciplinas que comprenden la fabricación de plataformas marinas.
CAPITULO 4
ACCIONES A QUE ESTARA SUJETA LA ESTRUCTURA DURANTE
SU VIDA UTIL
4.
ACCIONES A LAS QUE ESTARÁ SUJETA LA ESTRUCTURA
DURANTE SU VIDA UTIL
No obstante el adelanto que se tiene en el desarrollo de la ingeniería para diseñar y mantener
una plataforma marinas en condiciones de operación durante un determinado tiempo, es difícil
predecir su duración con cierta exactitud dado que siempre estará sujeta a un sinnúmero de
condiciones y variaciones del medio ambiente, ligadas con las de operación durante el proceso
y toda la vida útil.
A continuación sé mencionan algunas de las condiciones y el tiempo por las que atraviesa una
estructura durante su vida útil.
- Construcción
180 días.
- Carga y amarre
100 horas.
- Transportación
72 horas.
- Lanzamiento
6 horas.
- Instalación
45 días.
- Operación
20 años.
108
109
&216758&&,Ï1.- El tiempo promedio en condiciones normales en que se construye una
plataforma (subestructura, pilotes, conductores, superestructura y obra electromecánica) es del
orden de 180 días (6 meses), siempre y cuando se cuente con el 100% de ingeniería, así como
el total de materiales.
Durante la fase de construcción y debido a las dimensiones de la propia geometría de pilotes,
conductores y subestructura, no siendo el caso de la superestructura, es necesario fabricarlos
en posiciones y condiciones muy diferentes a las que físicamente va a trabajar, dando como
resultado que dentro del análisis se consideren los diferentes eventos a los que estar sujeta
cada estructura.
3,/27(6 Las camisas de los pilotes pueden ser desde 36” hasta 60” ø según sea el tipo de
plataforma. Los espesores más comunes de la pared de las camisas son de 1.25M hasta 2.56M
y finalmente la longitud es de 240' (73.0 metros) para la primera sección; 90' ó 100' (27.5 a 30.5
metros) para la segunda y tercera sección y de 30' ó 50' (9.1 a 15.2 metros) la tercera ó cuarta
sección.
Lo anterior nos permite el manejo de estructuras con pesos que van de 100 a 140 toneladas,
como son las primeras secciones. Es importante mencionar lo anterior ya que durante las
maniobras de fabricación, carga a chalán ó hincado, estás secciones se manejan en solo dos
puntos, esfuerzos flexionantes de consideración, que necesariamente se tienen que tomar en
cuenta para el diseño de los mismos.
68%(6758&785$ Está parte de la plataforma, es la que por más variadas condiciones de
esfuerzos pasa durante toda su vida útil como son, su fabricación, transporte, lanzamiento, izaje
y el propio tiempo de operación.
La estructura se construye sobre alguno de sus ejes longitudinales, (A ó B) debiendo quedar
libres los marcos 1 y 4 durante la carga y transporte, de ahí la gran rigidez con la que deberá de
estructurarse entre los marcos 1 y 2 y entre 3 y 4, siendo necesario analizar y diseñar
elementos estructurales específicos para resistir los esfuerzos que se presentan durante las
maniobras.
110
De la misma manera, durante su lanzamiento e izaje son otros los esfuerzos a los que se
someten sus componentes estructurales, debiéndose de analizar y rediseñar si es necesario
para mantenerlos dentro de los 15mites de esfuerzo permisible.
683(5(6758&785$ Aunque está estructura se fabrica y se iza en la misma posición con la
que finalmente trabajará, es necesario diseñar obras falsas temporales para su fabricación,
arrastre a chalán y finalmente izaje.
Ésta obra falsa consiste en proporcionarle a la superestructura, una estructura temporal que,
sirve para deslizarla de la posición sobre traces de concreto en patio hacia la posición final
sobre chalán, debiendo ser resistente para soportar la propia carga de la superestructura y la
fuerza de fricción que se requiere para deslizarla. Además, deberá ser lo suficientemente rígida
entre sus puntos para no provocarle esfuerzos adiciónales a la misma.
Por último es conveniente mencionar, que tanto la subestructura como la superestructura, se
fijan sobre el chalán a través de elementos tubulares soldados con el fin de que exista una
interacción conjunta y única del chalán-estructura durante su transportación.
Las dimensiones de estos elementos de amarre son del orden de 10 ¾” Ø X 0.500” de espesor
a 16” Ø x 0.375" espesor y longitudes hasta de 15’ (4.6 metros).Ver lámina No. 63
4.1. ETAPAS DE LA PERFORACIÓN, SEPARACIÓN DE CRUDO,
BOMBEO, COMPRESIÓN Y EQUIPOS UTILIZADOS
Este tema tiene la finalidad dar a conocer al Supervisor en forma muy somera, las diferentes
etapas por las que atraviesa el crudo durante su explotación, las funciones básicas de cada
plataforma y los equipos utilizados para al proceso así como los servicios requeridos en cada
una de ellas.
Tomando en consideración que la dimensión de los yacimientos de crudo llegan a tener
dimensiones hasta de varios cientos de kilómetros cuadrados y de acuerdo con las técnicas de
desarrollo de campos es necesario explotarlos en forma racional, uniforme y sistemática, se
requiere instalar diferentes plataformas de perforación, estratégicamente ubicadas para que a
través de sus 12 pozos direccionales que puede perforar cada plataforma se cubra el total de
los puntos de explotación planeados.
111
De acuerdo con las características de los yacimientos marinos, así como de la eficiencia en la
perforación, se instalan equipos y tuberías de proceso en plataformas de perforación para
extraer y manejar crudo de hasta 120 mil barriles por día, variando está cantidad en función,
como ya se dijo, en el acierto que se tenga tanto en los estudios como en la perforación.
Estás plataformas son utilizadas en dos etapas, siendo las de perforación y de producción. La
primera etapa termina cuando se perfora la cantidad de pozos programados, pudiendo remover
el equipo de perforación y montarlo a otra plataforma para iniciar una primera tapa.
La segunda etapa es la de aprovechar la misma estructura (superestructura, subestructura y
pilotes) para instalar equipos y tuberías para hacer producir a los pozos e inducir está
producción a una plataforma receptora a través de ductos marinos. En la lámina No. 33 se
enlistan los equipos principales utilizados en una plataforma de perforación.
Cuando la producción de crudo de un determinado campo, a través de ciertas perforaciones
resulta, técnica y económicamente factible, se decide como anteriormente se dijo, instalar un
complejo de plataformas, el cual se ubicara estratégicamente para posteriormente distribuir el
producto.
Este complejo se compone comúnmente por una plataforma de perforación, una de enlace, una
de producción, una de compresión ó una habitacional para dar servicio a todo el personal. Ver
lámina No. 34.
112
113
114
3/$7$)250$ '( (1/$&( La plataforma de enlace tiene la función de recibir toda la
producción de crudo ó gas de un determinado número de plataformas de perforación y enviarlo
a la de producción. Una vez procesado en está última, regresa separado el crudo y el gas a la
plataforma de enlace para que finalmente se envié a tierra ó a una embarcación para su
almacenamiento.
Toda está recepción, derivación y envió se hace a través de ductos marinos, así cómo tubería,
cabezales de distribución y algunos equipos especializados ubicados en este tipo de
plataformas. Ver lámina No. 35.
3/$7$)250$6 '( 352'8&&,Ï1 Las plataformas de producción instaladas en la Sonda de
Campeche están diseñadas para procesar una cantidad del orden de 160 mil barriles por día,
producción que se recibe de la plataforma de enlace a través de tubería. El crudo extraído del
yacimiento es común que venga acompañado de agua y gases en proporciones a veces muy
altas, los cuales es recomendable separarlos cercanos al área de producción con el fin de
distribuirlos para su comercialización ó refinación con el menor de los riesgos.
Estás plataformas cuentan con equipos de separación de tres fases ó sea, separan el gas, el
crudo y el agua. Dependiendo del tipo y la cantidad de crudo se hace intervenir un segundo
separador de 2a. etapa. La separación del crudo, gas y agua se efectúa por medio de golpeo
del fluido. Durante el proceso se inyectan productos químicos en el flujo de crudo para evitar la
espuma, así como, la corrosión y fácil separación.
115
116
117
La plataforma de producción tiene la flexibilidad de enviar el gas separado a una plataforma de
compresión ó al propio quemador. Parte del gas separado se toma para deshidratarlo,
endulzarlo y usarlo como combustible de sus propios turbogeneradores y turbó bombas.
El crudo una vez separado es transportado por un conjunto de motobombas (ya sea eléctricas,
diesel ó turbinas) que lo bombearan a alta presión hacia la plataforma de enlace y que por
medio de ductos marinos finalmente se enviará a buqué tanques para su exportación ó a
instalaciones en tierra para su refinación. En la lámina No. 36 se describe el equipo principal de
proceso y servicio de una plataforma de producción.
3/$7$)250$6'(&2035(16,Ï1 Las plataformas que se tienen actualmente en la Sonda de
Campeche cuentan con cuatro módulos de compresión de gas con una capacidad de 90
millones de pies cúbicos diarios, de los cuales tres trabajan permanentemente y uno permanece
en espera ó mantenimiento, así tenemos que la capacidad de una plataforma de compresión es
de 270 millones de pies cúbicos diarios.
De la misma manera, está plataforma tiene la flexibilidad dado que si recibe mas gas del que
pudiera manejar, este es enviado al quemador el cual se ubica separado en un trípode a 200
metros de distancia. Además del equipo ó módulos de compresión, la plataforma cuenta con
una planta deshidratadora y tres endulzadoras para convertir, en cierta parte, el gas amargo en
dulce y así de está forma aprovecharlo como combustible en el equipo de generación y
compresión el cual cuenta con motores tipo turbina. Ver lámina No. 37, describe el equipo
principal de una plataforma de compresión, así como, sus características.
118
119
120
3/$7$)250$6+$%,7$&,Ï1$/(6 Todas las plataformas anteriores necesariamente tienen que
estar operadas por técnicos y personal especializado, llegando en ocasiones a ser tan grande el
número de trabajadores encargados de la operación, mantenimiento y construcción, que hay
que instalar una plataforma especialmente para dar alojo y servicio a este personal.
En el caso de los complejos ubicados en la Sonda de Campeche, estos cuentan con
plataformas habitacionales con capacidad de hasta 130 camas y proporciona servicio de cocina
en condiciones normales, sin embargo, hay momentos que la capacidad es mayor debido al
personal técnico que arriba en forma transitoria a desarrollar determinados trabajos.
Los servicios principales con los que cuenta está plataforma son: helipuerto, sala para el control
de vuelos y embarque, dormitorios, baños, cocina, comedor, consultorio, sala de estancia, sala
de televisión, gimnasio, oficinas administrativas, cuartos fríos, cuarto de telecomunicaciones,
sala de maquinas, talleres, etc. Ver lámina No. 38
RELACION DE EQUIPO Y SUS CARACTERÍSTICAS PARA UNA PLATAFORMA DE COMPRESION
LÁMINA No. 37
PTDA
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
CAPACIDAD
CANTIDAD
OBSERVACIONES
1
TQ DE INHIBIDOR DE CORROSIÓN P/CRUDO
2’-0” x 8’-0” H”
200
140 GALONES
2
TQ. DE INHIBIDOR DE CORROSION P/GASES
2’-0” x 12’-0”
350
200 GALONES
3
BOMBA DE INHIBIDOR DE CORROSIÓN
50
10 G.E.M.
4
BOMBA DE INHIBIDOR DE CORROSIÓN P/GASODUCTO
100
5
POTABILIZADORA
6000
10,000 G.P.D. 2 PZS.
6
HIPOCLORADOR ELECTRICO
7
TQ. DE ALMACENAMIENTO DE AGUA POTABLE
7000
28,000 GALONES
8
BOMBA DE AGUA POTABLE (HORIZONTAL)
120
35 G.P.M.
9
ACUMULADOR DE GAS INERTE
10
PLANTA GENERADORA DE GAS INERTE
11
ACUMULADOR DE AIRE DE INSTRUMENTOS
12
SECADOR DE AIRE DE INSTRUMENTOS
13
ACUMULADOR DE AIRE DE PLANTA
14
BOMBA DE AGUA CONTRA INCENDIO
15
COMPRESOR DE AIRE DE INSTRUMENTOS
16
COMPRESOR AIRE DE PLANTA
17
BOMBA REFORZADA
18
20’-0” Ø x 12’-0” H
10’-0” x 22’-0” x 8’-0”
10614
2’-0” Ø x 12’-0” H
750
2’-0” x 6’-0” x 8’-0”
1585
3’-0” Ø x 19’-0” H
1200
4’-0” x 12’-0” x 8’-0”
7000
3500 G.P.M.
200
50 C.F.P.M.
1500
350 C.F.P.M.
REPOSICIÓN DE D.E.A.
150
25 G.P.M.
19
REPOSICIÓN DE T.E.G.
150
25 G.P.M.
20
BOMBA DE REPOSICION DE ACEITE
3’-0” x 8’-0” x 4’-0”
122
21
FOSA DE D.E.A.
750
22
FOSA DE T.E.G.
750
23
SUMIDERO DE DRENAJES
24
TQ. ALMACENAMIENTO DE ACEITES CALENTAMIENTO
3400
25
TQ. ALMACENAMIENTO DE D.E.A.
2870
26
TQ. ALMACENAMIENTO DE T.E.G.
2870
27
TQ. DE BALANCE DE AGUA ACEITOSA
28
BOMBA DE AGUA ACIDA
29
SEPARADOR TRIFÁSICO
30
TQ. PRESURIZADO DE AGUA DE MAR
1250
31
FILTRO DE AGUA DE MAR
420
32
RECTIFICADOR GAS DE BAJA
12321
33
RECTIFICADOR GAS DE ALTA
13727
34
DESFOGUE GAS DE BAJA
24970
35
DESFOGUE GAS DE ALTA
24970
36
FILTRO DE AGUA ACIDA
37
BOMBA DE DESFOGUE
429
38
BOMBA DE ACEITE MINERAL
420
39
BOMBA DE ACEITE SINTETICO
40
TANQUE DE ACEITE MINERAL
2300
41
TANQUE DE ACEITE SINTETICO
530
42
TANQUE DE RECEPCIÓN DE DIESEL
16’-0” Ø x 22’-0” H
4930
4000 GALONES
43
TANQUE DE ALMACENAMIENTO DIESEL
16’-0” Ø x 22’-0” H
4930
4000 GALONES
44
TQ. PARA CALENTAMIENTO TAMBORES D.E.A.
684
123
45
RECIBIDOR Y LANZADOR 36” Ø X 42” 600#
42,000
46
BOMBA DE TRANSFERENCIA DE DIESEL
47
CENTRIFUGADORA DE DIESEL
48
BOMBA DE AGUA CONTRA INCENDIO (ELECTRICA)
49
BOMBA DOSIFICADORA DE INHIBIDOR DE CORROSIÓN
50
SOLAIRE ENFRIADOR DE GAS AMARGO
51
A ENDULZAMIENTO
52
CAPSULA DE SALVAMENTO
53
SEPARADOR DE GAS COMBUSTIBLE
54
GENERADOR DE GAS INERTE
55
MALACATE PARA ESCALERA RETRACTIL
150
2 PZS.
56
BOMBA PARA MANEJO DE CONDENSADOS
120
25 G.P.M
57
TQ. DE AROMÁTICOS DE GAS DE BAJA
58
BOMBA DE AROMÁTICOS DE BAJA
59
TQ. DE AROMÁTICOS DE GAS DE ALTA
60
BOMBA DE AROMINA
61
PQTE. P/ TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS
62
BAÑOS
63
POLIPASTO NEUMÁTICO
120
35 G.P.M
2’-0” x 4’-0” x 4’-0”
500
25 G.P.M
4’-0” x 12’-0” x 6’-0”
5000
3500 G.P.M
60
5 G.P.M.
9’-0” x 22’-0” x 10’-0”
6185
28 PERSONAS
10’-0” x 18’-0” x 6’-0”
12500
4’-0” x 6’-0” x 8’-0”
1500
2 TONELADAS
LÁMINA 37
3 DE 3
124
RELACIÓN DE EQUIPO Y SUS CARACTERÍSTICAS PARA UNA PLATAFORMA DE HABITACIONAL
PTDA
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
CAPACIDAD
CANTIDAD
OBSERVACIONES
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
5,500
1500 G.P.M. (2 PZS)
70
35 G.P.M.
200
40 G.P.M.
1
BOMBA AGUA CONTRA INCENDIO
2
BOMBA AGUA POTABLE (HORIZONTAL)
3
BOMBA JOCKEY (HORIZONTAL)
4
BOMBA AGUA DE MAR (VERTICAL)
500
75 G.P.M.
5
BOMBA REFORZADA DE AGUA DE MAR (HORIZONTAL)
70
35 G.P.M.
6
TABLERO DE CONTROL
7
BATERIA C.O.
8
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES
90,000
2,150 KW
9
CARGADOR DE BATERIA
10
PAQUETE DE GENERACIÓN Y CONTROL
11
LUZ AUXILIAR DE NAVEGACIÓN
12
GRUA GIRATORIA
35,000
36.5 TON.
13
TQ. HIDRONEUMÁTICO DE AGUA POTABLE
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
2,409
1441.5 GAL.
14
RECIBIDOR DE AIRE DE SERVICIO
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
385
449 GAL.
15
RECIBIDOR DE AIRE DE INSTRUMENTO
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
907
449 GAL.
16
TQ. HIDRONEUMÁTICO DE AGUA DE MAR
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
2404
1441 GAL.
17
CENTRÍFUGA DE DIESEL (HORIZONTAL)
80
5 G.P.M.
18
PAQUETE DE AGUA CALIENTE
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
19
UNIDAD TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
25000
52 G.P.M.
20
UNIDAD DESALADORA “A”
7900
7200 G.P.D.
21
UNIDAD DESALADORA “B”
7900
7200 G.P.D.
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
3’-6” x 8’-0” x 6’-0”
125
22
INCINERADOR
7’-10 ½” X 3’-7 5/16” X 7’-8 ½”
3600 OPERACIÓN
23
PAQUETE DOSIFICADOR DE HIPOCLORITO
24
TANQUE ALMACENAMIENTO DIESEL
8’-0” D.I. x 24’-0” T.T.
5715
9658 GALONES
25
TANQUE ALMACENAMIENTO DE AGUA POTABLE
12’-0” D.I. x 36’-0” T.T.
13154
32596 GALONES
26
BOTE DE SALVAMENTO PARA PERSONAL
10’-0” x 25’-0” x 12’-0”
8000
44 PERSONAS (3 PZS.)
27
COMPACTADOR DE DESECHOS SÓLIDOS
2’-6” x 3’-0” x 4’-0”
900
28
FILTRO DE TQ. DE ALMACENAMIENTO DE DIESEL
29
FILTRO DIESEL
30
TANQUE DE HIPOCLORITO
31
FILTRO DE AGUA DE MAR
50 G.P.M
32
BOMBA DE DESTILADO
15 G.P.M
33
BOMBA DE PURGAS DEL DESALADOR
24 G.P.M
34
BOMBA DE ALIMENTACIÓN DEL DESALADOR
30 G.P.M
35
BOMBA DE INYECCIÓN DE ACIDO
31 G.P.D
150 G.P.M
5 G.P.M
LÁMINA 38
2 DE 2
CAPITULO 5
INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES
ESTRUCTURALES UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE
PLATAFORMAS MARINAS
5.
INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES
ESTRUCTURALES UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE
PLATAFORMAS MARINAS Y SU ACEPTACIÓN EN CAMPO
Hablar de plataformas marinas para la explotación de yacimientos de crudo es tan amplio e
impresionante que podríamos escribir libros, tesis, estudios y no se agotaría el tema, toda vez
que la tecnología para este tipo de obras avanza día a día a pasos agigantados, englobando
una gran gama de especialidades de la ingeniería.
La elaboración del manual de "Fabricación de Plataformas”, está encaminada a ofrecer al
Supervisor un bosquejo del contexto general de lo que son las actividades principales que
intervienen en las magnas obras fuera de ésta, motivo por el cual en los primeros temas se hizo
hincapié en describir las generalidades más importantes de las estructuras y obras accesorias
así como la interrelaciòn de especialidades y funciones que intervienen y los equipos
principales de cada una de ellas.
Antes de iniciar este tema queremos mencionar que los trabajos de fabricación de plataformas
se consideran la mayor parte como obra metal-mecánica y un mínimo de trabajo de obra
electromecánica. Es de aceptar que nuestra supervisión dedicará mas tiempo y esfuerzos en
prepararse y abocarse a todos aquellos trabajos ó problemas que presenten los materiales,
despieces, soldadura y montajes participando plenamente para lograr mejores resultados. De lo
anterior se nace una breve descripción de la clasificación de los materiales y sus propiedades.
0(7$/ Es un elemento sólido a la temperatura ordinaria, conductor de calor y de la
electricidad, regularmente puede ser dúctil, maleable ó ambas cosas a la vez; de un color opaco
característico conocido con el nombre de metálico y sometido a la electrólisis desprende iones
positivos, ante está acción produce óxidos de carácter básico.
5.1. PROPIEDADES DE LOS METALES
(/$67,&,'$' Es la propiedad que tienen ciertos metales de recobrar su forma y dimensiones
primitivas cuando cesa la causa que los ha deformado.
128
3/$67,&,'$' Este termino cuando se aplica a los metales, señala la habilidad que tienen estos
para deformarse sin romperse después de rebasar su limite elástico, presentando
deformaciones permanentes.
'8&7,/,'$'.- Es la propiedad que permite a un material sufrir grandes alargamientos y
reducción de su área transversal por tracción (tensión) ofreciendo una resistencia considerable
a la ruptura.
0$/($%,/,'$' Es la propiedad que permite a los materiales estirarse en todas direcciones sin
romperse, ya sea por laminado de rodillo ó por forjado.
7(1$&,'$' Es la propiedad que tienen los materiales de absorber energía de deformación
(trabajo) sin romperse.
129
)5$*,/,'$' Es la propiedad que tienen los materiales de romperse al ser sometidos a un
cambio de temperatura brusco. En otras palabras no tienen capacidad de absorber energía de
deformación.
&21'8&7,9,'$'7e50,&$ Se denomina así a la facilidad que presentan los materiales para
que por su interior circule el calor, ó sea, que se tenga un flujo de calor.
&21'8&7,9,'$'(/e&75,&$ Se denomina así a la facilidad que presentan los materiales para
que por su interior circule una corriente eléctrica.
5(6,67,9,'$'(/e&75,&$ Es la medida de oposición que presenta un material a que por su
interior circule una corriente eléctrica.
&2/25 Los colores más comunes en los metales son: blanco como la plata, ejemplo: platino,
aluminio, mercurio, estaño, blanco azulado como el antimonio, zinc, plomo, cromo, blanco
rozado como el bismuto, gris, el hierro, arsénico, amarillo como oro y como el rojo cobre.
2/25 Por lo general los metales no tienen olor, sin embargo, el cobre y el estaño al frotarlos
con las manos desprenden un olor característico y desagradable.
3(62 (63(&,),&2 El peso especifico de los metales se encuentra comúnmente arriba de
6,000 kg/m3, exceptuando el aluminio cuyo peso específico es de 2,700 kg/m3.
',/$7$&,Ï1 Es la propiedad que tienen los cuerpos de aumentar de volumen al calentarse y
se tienen tres tipos de dilatación: lineal, de superficie y de volumen.
5(6,67(1&,$ 0(&È1,&$ Se llama así, a la capacidad que tiene un material de soportar la
acción de fuerzas exteriores sin romperse. Se tienen varias formas de resistencia mecánica,
entre las cuales encontramos la resistencia a la tensión, compresión y al corte.
-
Se producen esfuerzos de tensión cuando en un cuerpo actúan fuerzas que tienden a
separar entre sí a las moléculas del cuerpo.
-
Se producen esfuerzos de compresión cuando las fuerzas que actúan en un cuerpo
tienden a juntar las moléculas del mismo.
130
-
Se producen esfuerzos de corte, cuando las fuerzas que actúan en un cuerpo tienden a
separar las moléculas, haciéndolas deslizar unas con respecto a otras. La resistencia
mecánica se expresa en kg/cm2 ó lbs/pulg2.
'85(=$ La dureza es una de las propiedades más importantes de los metales, y se define
como la resistencia que ofrece un material a la separación de sus partículas por la penetración
de otro material, ya sea por rozamiento ó por penetración directa sobre la superficie, en cuyos
casos se conoce como dureza al rallado y dureza a la penetración.
Existen varios aparatos para medir la dureza en los materiales, siendo los más utilizados el
"brinel", "rocwell" y "vickers", además, se conoce el escleroscopio de "shore", "monotron", etc.,
no muy usuales.
5.2. METALES
Por conveniencia los metales y aleaciones más usuales en el taller y en ingeniería se dividen en
tres grupos.
PRIMER GRUPO
0(7$/(6 )(552626 Es un elemento que al fundirse puede ser obtenido en su forma más
pura como es el acero, ó bien, mezclarse con otros elementos como, el carbón, zinc, etc.
SEGUNDO GRUPO
METALES NO FERROSOS.- Integran este grupo los metales de gran importancia comercial
como son el cobre, aluminio, zinc, plomo, estaño, níquel, etc., y entre los menos importantes se
encuentra el antimonio, magnesio, cadmio, bismuto, mercurio, etc., estos últimos se aplican en
la manufactura de ligas ó aleaciones, usándose en estado puro.
TERCER GRUPO
$/($&,21(6 Se llama aleación ó liga a la solución de dos ó más metales ó con algunos no
metales que se han solidificado. La aplicación comercial de las aleaciones es de los más
variados, teniéndose que las hay de antifricción, resistentes a la corrosión y resistentes
131
mecánicamente, etc. industrialmente se utiliza elementos no metálicos como el cromo, cobalto,
tungsteno, titanio, vanadio, molibdeno, cuya aplicación especifica es la de formar aleaciones y
solo excepcionalmente se usan puros.
6,'(585*,$ Se llama siderurgia a la extracción del hierro de las minas y su proceso de trabajo
para la obtención de diversas clases de aceros.
La manufactura del hierro y del acero es uno de los procesos industriales más importantes del
mundo, por su uso como materiales de construcción.
+,(552 El hierro es un metal que en estado de pureza casi no tiene utilidad comercial, pero
que agregándole algunos elementos químicos cambia radicalmente sus propiedades,
resultando incontables variedades de hierros fundidos, hierros dulces y aceros.
El hierro se obtiene del alto horno, fundiéndolo y reduciéndolo por la combinación de oxigeno
con el carbón coque; separando las impurezas llamadas escoria, que se forman por la fusión de
la piedra de cal, usada como fúndente.
El producto del alto horno es el hierro colado de primera fusión ó arrabio, el cual contiene de 3 a
4% de carbono, de 1 a 3% de silicio, de 0.3% a 1.5% de fósforo, de 0.1 a 1.0% de magnesio y
menos de 1% de azufre.
BALANCE DEL ALTO HORNO
MATERIAL REQUERIDO
2 toneladas de mineral
1 tonelada de coque
4 toneladas de aire
0.4 toneladas de piedra cal
MATERIAL PRODUCIDO
1 tonelada de hierro colado
5.5 toneladas de gas de alto horno
0.6 toneladas de escoria de 35 a 175 Kg
de hollín
Se requieren de 24,000 a 40,000 m3 de agua por día, para el enfriamiento del horno.
El producto del alto horno, que es el hierro colado de primera fusión ó arrabio, se refina
posteriormente por diferentes procesos, dependiendo de los cuales se obtienen variedades de
hierro y aceros, los que en forma general se indican en la tabla siguiente:
132
PROCESO DE REFINACIÓN
MATERIA
PRIMA
PROCESO
HIERRO COLADO ó
ARRABIO + CHATARRA
DE FUNDICIÓN
HORNO DE HORNO DE REVERBER CUBILOTE O DE AIRE
0 SOLERA
-
HIERRO COLADO ó
HIERRO COLADO ó
ARRABIO +
ARRABIO + CHATARRA
CHATARRA DE
DE FUNDICIÓN
ACERO
SIEMENS MARTÍN
BESSEMER
ASTON
HORNO DE
PUDELADO
HOGAR ABIERTO BESSEMER
HORNO
ELÉCTRICO
PRODUCTO
OBTENIDO
FUNDICIÓN
HIERRO
GRIS
FUNDIDO ó
BLANCA ó
MALEABLE
MIXTA
CONTENIDO
DE CARBON
2.5 A 3.75% 1.75 A 2.5% 0.1 A 1.7%
ACEROS COMUNES Y HIERRO
DE ALEACIÓN
FORJADO
HIERRO
FORJAD0
MENOS DE MENOS
0.1%
0.1%
DE
0,1(5$/(6 '( +,(552 Los principales minerales de hierro que se conocen son la hematita
roja y la magnetita.
La hematita roja es un oxido de hierro anhidro que contiene alrededor de 70% de hierro y que
abunda en la República Mexicana como son: El Cerro del Mercado de Durango; Las Truchas en
Michoacán, con una reserva aproximada de 60 millones de toneladas; Peña Colorada en
Colima, con una reserva de 100 millones de toneladas, además, existen yacimientos en los
estados de Veracruz, Guerrero, Oaxaca y Chihuahua.
La magnetita es un oxido ferroso que contiene aproximadamente 74% de hierro, no se cuenta
con yacimientos de este mineral en México.
Existen hematitas negra, parda, gris y son óxidos de hierro con agua en combinación,
alcanzando un contenido de 34% de hierro, siendo los minerales más pobres.
$&(526 El hierro forjado y otras formas comerciales de hierro puro, son bastante suaves y
dúctiles para que puedan servir cuando se requiere de materiales ferrosos de alta resistencia ó
con dureza superficial elevada, en cuyos casos se emplea el material conocido como acero.
133
El acero es una aleación cristalina de hierro, carbón y otros elementos que no contienen escoria
y que pueden vaciares, laminarse ó forjarse. Para obtener las propiedades deseadas (dureza,
resistencia, etc.), es necesario agregar cantidades adecuadas de elementos de aleación sujetos
a tratamiento térmico para elevar su resistencia para el trabajo mecánico requerido.
El carbón es un constituyente importante debido a su propiedad de aumentar la dureza y la
resistencia del acero. En términos generales, no se le considera al carbón como elemento de
aleación, ya que el conjunto de hierro carbón dentro de porcentajes determinados constituye lo
que se conoce como acero. Los aceros se clasifican por su composición de la siguiente
manera:
ACEROS
BAJO
CARBÓN
MEDIO
CARBÓN
CON MENOS
DE 0.3% DE DE 0.3 A 0.6%
CARBON
DE CARBON
ALTO
CARBÓN
CON MAS DE
0.6% HASTA
1.7% DE
CARBON
BAJA ALEACIÓN
ALTA ALEACIÓN
CON MENOS DE
8% DEL TOTAL DE
ELEMENTOS DE
ALEACION
LOS ACEROS DE ALEACIÓN SON
AQUELLOS
CUYAS
PROPIEDADES
LOS ACERO AL CARBON SON AQUELLOS
FÍSICAS Y MECÁNICAS SE HAN
CUYAS
PROPIEDADES
FÍSICAS
Y
MEJORADO
AÑADIENDO
OTROS
MECANICAS SE DEBEN PRINCIPALMENTE AL
ELEMENTOS DISTINTOS AL CARBONO,
CARBÓN
ADEMÁS DE ESTE MISMO QUE QUEDA
INCLUIDO EN ÉL TERMINO ACERO
5.3. TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS ACEROS
Se define como tratamiento térmico de los aceros a la operación de calentar y enfriar un metal
en su estado sólido, para cambiar sus propiedades físicas obteniéndose lo siguiente:
a)
Endurecimiento del acero para resistir la abrasión y los esfuerzos de corte.
b)
Suavizado del acero para permitir su maquinado.
c)
Aumento de la dureza y resistencia al choque.
d)
Aumento de la ductibilidad.
e)
Aumento de la tenacidad.
f)
Aumento de la resistencia al calor y a la corrosión.
g)
Produciendo una superficie dura en un material de característica dúctil.
134
h)
Eliminando gases, esfuerzos internos, etc., que quedan después del trabajo en frió ó en
caliente del material.
El tratamiento térmico es esencialmente aplicable a los aceros al carbón, pues los aceros
aleados deben fundamentalmente sus propiedades físicas a los elementos de aleación.
El tratamiento térmico se basa en la variación de la estructura cristalina del acero, la cual hace
que aún cuando la composición química de éste, permanece constante, la conformación
atómica se modifica (cambios en la forma y tamaño de los cristales), originando cambios y
mejoras en las características físicas del acero.
TRATAMIENTO TERMICO DE LOS ACEROS
I
PROCESOS DE
ABLANDAMIENTO
NORMALIZADO
RECOCIDO
GLOBULIZADO O
ESFEROIDIZADO
II
PROCESOS
DE
ENDURECIMIENTO
TEMPLADO TOTAL
TEMPLADO PARCIAL
O SUPERFICIAL
III
REVENIDO
PROCESO DE ABLANDAMIENTO
El tratamiento térmico que se da a un acero para producirle ablandamiento, consiste en general,
en calentarlo arriba de sus temperaturas criticas para luego enfríalo lentamente.
1250$/,=$'2 El proceso de normalización consiste en calentar el acero entre 30 y 60º C
arriba de la línea de temperatura critica superior (E, D, C,) ver lámina No. 39, dejándolo enfriar
lentamente en el aire, hasta alcanzar la temperatura ambiente.
135
Este proceso se emplea principalmente para los aceros de bajo y medio carbón; en los aceros
de aleación para lograr una estructura granular uniforme y eliminar los esfuerzos internos. La
mayor parte de los aceros comerciales se normalizan después que se han laminado ó vaciado.
5(&2&,'2 El recocido consiste en calentar el acero a una temperatura ligeramente superior
(11º C) a las líneas de temperatura critica superior e inferior (E, D, G,) sosteniendo la
temperatura hasta que se uniformice ésta en la pieza tratada (se requieren aproximadamente
20 minutos por cada centímetro de espesor de la pieza de mayor tamaño), procediendo luego a
enfriarla lentamente. A mayor contenido de carbón en un acero, más lento debe ser el ritmo de
enfriamiento; en este caso, la pieza se deja enfriar dentro del horno de tratamiento.
Con el recocido se eliminan los esfuerzos internos del acero, logrando mayor suavidad, menor
dureza y resistencia a la ruptura; aumentando la ductibilidad se obtiene una estructura granular
refinada.
*/2%8/,=$'2 y (6)(52,',=$'2 Este proceso consiste en calentar el acero hasta una
temperatura un poco menor (30°C) durante un tiempo grande. Este procedimiento produce en
los aceros unión entre las partículas de carburo para formar pequeñas esferas.
La estructura globular mejora el maquinado del acero. También puede acelerarse la
globulización por medio de calentamiento y enfriamiento alternados, a temperaturas que oscilan
alrededor de los 1,333º F (723º C).
136
137
PROCESOS DE ENDURECIMIENTO
Se denomina templado ó endurecido de un acero al proceso de calentarlo a una temperatura un
poco superior a su temperatura critica para luego enfriarlo rápidamente.
7(03/$'2727$/ Consiste en calentar el acero a una temperatura critica E, D, del diagrama
hierro carburo de hierro (ver lámina No. 40), en los aceros que tienen hasta 0.85 de carbono y
en los de mayor contenido calentarlos Únicamente arriba de 723º C (1,333º F), sosteniendo la
temperatura hasta que la pieza se caliente totalmente, es decir, que su temperatura sea
uniforme en toda la pieza; esto se obtiene calentando gradualmente la pieza con una duración
de 5 a 10 minutos por cada centímetro de espesor de la pieza.
Una vez caliente la pieza de acero, se somete a un enfriamiento rápido ya sea al aire, en aceite,
agua corriente, agua con hielo ó en salmuera. cuando menos hasta que la temperatura baje de
723º C.
En general, el endurecimiento de un acero depende exclusivamente de la velocidad de
enfriamiento, obteniéndose mayor dureza y resistencia a la ruptura con una disminución de la
ductibilidad mientras más rápido sea el enfriamiento.
7(03/$'2 3$5&,$/ y 683(5),&,$/ Este proceso se utiliza para lograr superficies duras en
aceros de bajo carbón. Para el endurecimiento superficial, se conocen tres procesos llamados
"cementación", "nitruración" y "cianuración".
138
139
&(0(17$&,Ï1 El método de cementación consiste en calentar el acero al rojo, manteniéndolo
en contacto con un material carbonoso. El hierro y el acero, a temperatura cercana a la critica
superior, (línea E, D) tiene gran afinidad por el carbono, y este penetra al metal formando una
solución sólida y convirtiendo la superficie exterior de metal en un acero de alto carbono.
Los aceros que pueden cementarse son los que tienen hasta 0.15% de carbono, cuya superficie
después de cementada, alcanza de 0.9 a 1.2% de contenido de carbono. El espesor de la capa
cementada puede variar desde unas cuantas milésimas hasta 1/8". Esto depende
principalmente del tiempo que dure el proceso así como la velocidad de absorción del carbono
en el acero, por ejemplo, calentando el acero a 1,700º F durante 9 horas, se puede obtener
capas cementadas de 40 a 50 milésimas de pulgada de espesor.
1,7585$&,Ï1 Este proceso semejante al de cimentación, consiste en radiar la pieza con
amoniaco gaseoso, manteniéndolo a una temperatura medía de 510°C, hasta que la capa
endurecida alcance el espesor requerido, donde regularmente se requiere de 48 a 90 horas
para obtener capas endurecidas de 0.20 a 0.040 milésimas de pulgada de espesor.
En este proceso, el nitrógeno del amoniaco se absorbe en el acero formando nitruros
sumamente duros (900 a 1,100 brinell), los que quedan distribuidos superficialmente.
La nitruración requiere más tiempo que la cementación y la cianuración, pero tiene la ventaja de
poder producir superficies endurecidas en aceros templados de antemano, lográndose una
buena combinación de altas propiedades mecánicas.
Las piezas nitruradas no requieren templarse, dado que los nitruros tienen durezas por sí
mismos. Así tenemos, que la nitruración se aplica en piezas de engrane, cojinetes antifricción,
partes de armas de fuego, etc.
&,$185$&,Ï1 El proceso de cianuración combina la absorción del carbono y del nitrógeno
para obtener una dureza superficial en aceros de bajo carbono.
En la fabricación actual se emplean sales fundidas, tales como el cianuro de sodio, cianuro de
calcio y cianamida de calcio, que junto con el carbono de calcio se calientan a temperaturas de
870° C.
140
El factor principal del que depende el espesor de la capa cianurada, es el tiempo que
permanece el acero en el baño de sales, como ya se dijo, los nitruros no necesitan enfriamiento
para dar la dureza máxima, sin embargo, para obtener mayores durezas de las piezas
cianuradas rápidamente con objeto de producir un templado en el acero debido a la absorción
de carbono. Este proceso tiene la desventaja de que las sales usadas son tóxicas y sumamente
venenosas.
Se alcanzan espesores endurecidos de 0.005 a 0.020 milésimas de pulgada.
REVENIDO
En general, los aceros templados que presentan durezas elevadas, son frágiles y poco
resistentes al choque, así cuando se requiere que tengan alguna resistencia al impacto, debe
sacrificarse en parte la dureza. El proceso para reducir en la cantidad deseada la fragilidad y la
dureza de los aceros se conoce como revenido.
El revenido es el proceso que consiste en calentar el acero ya endurecido hasta una
temperatura inferior a la critica (723º C) dejándolo enfriar después a cualquier velocidad. Así
aumenta la tenacidad y la ductibilidad, reduciendo la dureza y la resistencia del acero en
proporción a la temperatura alcanzada, cuyo rango de variación se considera a partir de 410º F
hasta 1,225º F, pues el calentamiento de un acero a una temperatura inferior a 410º F, no
produce revenido, aunque si mejora las propiedades generales, al eliminar los esfuerzos
internos que requieran de un enfriamiento desigual durante el templado.
Tiempos mínimos requeridos para el revenido de los aceros a diferentes temperaturas, por cada
centímetro de espesor de la dureza.
TEMPERATURAS
HORAS
410 A 575º F
575 A 850º F
850 A 1,225º F
1
¾
½
141
5.4. MORFOLOGÍA DE LOS METALES
Como tema a tratar, dado que está ligado a las características físicas y mecánicas de los
metales, así como, preámbulo al siguiente tema, el procedimiento de soldadura, se abordara en
forma muy somera, las características de como esta formado un metal.
En las diferentes materias que durante nuestra carrera hemos cursado, se nos hablo de que
toda materia de origen orgánico ó inorgánico está formada de átomos, moléculas y que unidas
entre sí forman un todo.
Los átomos son tan pequeños como sus distancias entre sí que sus dimensiones se miden en
unidades "amstrongs", que equivalen a 10-8 cm, así existen diferentes tipos de arreglos
atómicos, siendo de química orgánica los que están formados por cadenas que se conocen con
el nombre de monómeros y polímeros.
Como nuestro tema a tratar son los materiales, describiremos lo siguiente encaminado hacia
estos.
Se conocen tres tipos de enlace entre los Átomos de un material siendo estos: "ionización” ó
unidades ionicas, "covalencia" y "enlace metálic6”.
,21,=$&,Ï1y81,'$'(6,21,&$6 Este tipo de unión entre átomos, es el de ceder ó ganar uno
ó más electrones de la ultima órbita electrónica. Si algún átomo cede electrones, este se
cargara positivamente y si gana uno ó más electrones se cargara negativamente.
142
&29$/(1&,$ En este tipo de unión los electrones de la ultima órbita no pasan de un átomo a
otro, si no que estos electrones son compartidos por átomos vecinos.
(1/$&( 0(7È/,&2 En este tipo de unión, los electrones de la ultima órbita de todos los
átomos andan sueltos ó difusos por todo el espacio orbital.
La unión de átomos dan lugar a algunos arreglos atómicos, siendo estos de tipo geométrico.
Existen del orden de 14 formas de arreglo atómico, de las cuales en la lámina No. 39 se
aprecian los arreglos más comunes, cuyas figuras se les llama celdas básicas ó redes
espaciales.
Las estructuras submicroscópicas de los materiales, se determinan por medio de la difracción
de los rayos X, lo que ha demostrado que tanto los cristales metálicos como los no metálicos,
están compuestos por unidades ó celdas básicas, siendo ésta la subdivisión más pequeña de
un cristal y tienen una disposición geométrica ordenada de todos los átomos que la componen.
Las celdas básicas ó unitarias, a su vez se agrupan en una forma ordenada (estructura
tridimensional) que viene a dar lugar a la formación del cristal.
143
Los cristales de metal tienen una unión muy estrecha y le da ciertas características mecánicas,
como resistencia a la tracción, elasticidad, etc. En un metal, los Átomos de los diferentes
cristales se encuentran a distancias tan pequeñas unos de otros, que se hallan dentro de su
esfera de atracción, predominando las fuerzas de atracción a distancias mayores y de repulsión
cuando las distancias son menores. Lo anterior ocasiona no obstante que el átomo se
encuentra en equilibrio, este no se encuentra en reposo, sino vibrando alrededor de su posición
de equilibrio.
El procedimiento más sencillo para aumentar los movimientos de los átomos en la unión de
placas es la aplicación de calor. En soldadura con arco eléctrico, el calor que proporciona en
forma local, hace que se aceleren los movimientos de los átomos que llegan en su órbita de
atracción reciproca, quedando consolidada la soldadura que puede ser con ó sin metal de
aporte, analógicamente en la soldadura oxiacetilénica el calor lo procura la llama del soplete.
La soldadura caliente a presión se consigue mediante la combinación de calentamiento menor
que en los casos anteriores, ejerciendo presión exterior, siendo este ultimo el agente que
aumenta el movimiento de los átomos.
En la soldadura en frió a presión, se consigue por la combinación de un acabado sumamente
fino de los metales a unir y presión exterior. Tomando en consideración lo anterior, podríamos
relacionar el calor y la presión, efectos que motivan la alteración tanto de los átomos como de
los cristales de un material. De la misma manera los tratamientos térmicos, tanto para
endurecer los materiales como para ablandarlos, así como, los esfuerzos de tensión,
compresión, torsión cortante, etc., que pudiera estar sujeto a un material, ambos podrían alterar
su estructura molecular, provocando a su vez alteración en las características físicas y
mecánicas de estos y por ende fallas en las secciones ó puntos de una estructura metálica.
144
CAPITULO 6
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA USADOS EN LA FABRICACIÓN
DE PLATAFORMAS MARINAS
6.
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA USADOS EN LA
FABRICACIÓN DE PLATAFORMAS MARINAS
Este tema no trata de ser un curso para soldadores, menos un tratado de soldadura, lo que se
pretende es resumir los aspectos técnicos necesarios que el Supervisor debe tener presente
siempre y que están relacionados con el equipo de soldar, accesorios y algunos procedimientos
de soldadura usados en el proceso de Fabricación de plataformas marinas.
DESARROLLO HISTÓRICO DE LA SOLDADURA
El proceso más antiguo de soldadura es el forjado, que consiste en calentar en una fragua los
metales a soldar y colocándolos uno encima de otro, siendo necesaria la aplicación de un
fúndente llamado altincar, cuya función es limpiar químicamente las superficies de contacto. La
presión requerida para la unión se proporciona colocando las piezas sobre un yunque donde se
golpean hasta que quedan unidas, después se dejaban enfriar lentamente.
Este tipo de soldadura no ofrece seguridad en cuanto a resistencia, siendo su aplicación
limitada y costosa. Actualmente la soldadura de forjar, solo se usa para trabajos de artesanía.
Los principios fundamentales que dieron origen a los métodos actuales de soldadura, tuvieron
su aparición en el año de 1891, en el cual se logro establecer por primera vez un arco eléctrico
entre electrodos de carbón con el propósito de soldar bornes de plomo de baterías de
acumulador.
Una de las aportaciones más importantes lo fue el método desarrollado por los alemanes “N de
Berardos” y "S. Ozczewky", quienes utilizaron el arco de carbón para la fusión local de aceros
en el año de 1885.
En 1891 se logro la primera soldadura de dos placas mediante un alambre de acero desnudo a
través del cual se estableció el arco eléctrico.
Durante los años de 1880 a 1900, en forma paralela se desarrollo la utilización de los sopletes
de corte y soldadura por medio de oxigeno e hidrogeno, siendo a partir de 1900 cuando en
forma industrial se utilizo el soplete oxiacetilénico, de vital importancia para el desarrollo de los
procesos de soldadura actuales.
146
En 1908 se dio uno de los principales pasos para el desarrollo de la soldadura de arco eléctrico,
el cual consistió en agregar un revestimiento a los electrodos metálicos usados para soldar,
este descubrimiento fue realizado por el sueco "0. Kjellberg".
A principios de este siglo se inicia la fabricación masiva de maquinas de soldar por resistencia
eléctrica, dando lugar a constantes innovaciones, como fue la alta frecuencia que mejoro la
estabilización de arco eléctrico, sin necesidad de establecer contacto entre los electrodos,
siendo a la fecha el fundamento principal del proceso "TIG" (eléctrico de tungsteno con gas
inerte), en el cual el electrodo de tungsteno nunca toca el metal base.
En 1938 las compañías "General Electric" y ”Westinghouse" de los Estados Unidos,
construyen las primeras maquinas automáticas de soldadura, utilizando electrodos de flujo
continuo y controles electrónicos con una mayor precisión, tanto en temperatura como en la
velocidad de soldeo. Este método es el más utilizado actualmente y durante su desarrollo a
alcanzado gran variedad de formas, las cuales dependen principalmente del diámetro del
electrodo ó del tipo de medio de protección de la zona de fusión y de arco eléctrico, pudiendo
ser éstos de protección como fúndente en polvo, fúndente de pasta en el interior del electrodo
hueco ó gases inertes como argón, hidrogeno, helio, etc., fluyendo alrededor del electrodo.
Finalmente el proceso de mayor aplicación es de arco eléctrico manual con electrodos
revestidos, proceso que más adelante se dará a conocer ampliamente.
PROCESO DE SOLDADURA
Se entiende como proceso de soldadura la unión de metales en donde la coalición se produce
por medio de calentamiento a temperaturas adecuadas, con ó sin aplicación de presión ó por
medio de presión solamente y sin calentamiento, en ambos casos, como sin metal de aporte.
De acuerdo con la definición anterior, los procesos de soldadura se pueden clasificar en dos
grupos principales:
-
Soldadura de presión.
-
Soldadura de fusión.
En la práctica, en el primer grupo se emplea presión y calor (resistencia eléctrica), y en el
segundo solamente calor (arco eléctrico).
147
En ambos grupos se han desarrollado varios métodos de soldadura, los cuales se muestran en
la lámina No. 41, llamada carta maestra de los procesos de soldadura, preparada por la
Sociedad Americana de Soldadura (A.W.S.) donde aparece con línea más intensa los procesos
más usuales en los trabajos de fabricación de plataformas marinas, y que serian abordados en
este manual.
Los procedimientos de soldadura mas utilizados en la Fabricación de plataformas son los de
soldadura por arco eléctrico, pudiendo ser en grado de importancia los que a continuación se
describen:
-
Arco abierto.
-
Automático por arco sumergido.
-
Semiautomático manual.
$5&2 $%,(572 Para soldar bajo este procedimiento, se utilizan transformadores eléctricos ó
máquinas de soldar de combustión interna, los cuales en ambos casos tienen la flexibilidad de
proporcionar corriente alterna ó continua con variables de 100 a 450 amperes.
Los electrodos que se utilizan son los del tipo varilla, revestidos con un recubrimiento que puede
ser de alguna celulosa sódica ó potásica, óxidos de hierro, polvos de hierro ácido, etc. La
velocidad de deposito ó de salida del electrodo utilizado va de acuerdo al
148
149
tipo de acero así como también del electrodo, siendo él E-6010 el más utilizado, dado que
permite hacer fondeos en las soldaduras logrado esto, por su alta temperatura y fácil fusión en
las raíces be los biseles; y el electrodo E-7018 para aplicaciones en rellenos y depósitos con
rendimientos altos en soldadura, con la característica de provocar bajo hidrogeno, tanto en la
soldadura como en la escoria. Estos electrodos tienen la característica de usarse en todas las
posiciones y con ambas polaridades.
$8720È7,&2325$5&2680(5*,'2 Normalmente este procedimiento de soldadura se utiliza
para altos rendimientos como es el de soldar, en nuestro caso, tuberías de diámetros desde 30"
hasta 62" y con espesores de 1" hasta 2 1/2", como son las columnas de subestructura, pilotes
y conductores.
El equipo consiste en una fuente de energía eléctrica, que puede ser un transformador de
corriente con capacidad de 1,500 amperes, además, existe un cabezal electrónico y
computarizado que es el que suministra el electrodo tipo alambre de acuerdo a una velocidad
determinada. Hay otro dispositivo que suministra el fúndente en forma de polvo el cual cubre
totalmente el arco eléctrico, que una vez depositado el cordón de soldadura, este continua
cubriendo para su protección la soldadura y el metal base mientras se enfría.
El equipo anteriormente mencionado permanece en forma estática, lo que se encuentra en
movimiento es la propia tubería, la cual a la velocidad que se requiere se le proporciona un
posicionador motriz, siendo el resto de los posicionadores de apoyo y giro. Ver lámina No. 42.
150
151
SEMI-AUTOMÁTICO MANUAL (INNERSHIELD). - En este procedimiento, también se
requiere de una fuente de energía eléctrica, siendo la única variable con respecto al descrito en
primer termino; el de contar con un cabezal menor, donde se inserta el electrodo tipo alambre,
que se presenta en un carrete y que dependiendo del soldador y de lo que se está soldando, se
le puede imprimir velocidad de salida al electrodo por medio del cabezal. Este procedimiento ha
incrementado su uso ya que es de un rendimiento mucho mayor que el de arco abierto, siendo
ambos manuales. Como ya se menciono el electrodo es del tipo alambre con presentación en
forma de carrete y cuyo fúndente se encuentra en la parte central del mismo. Ver lámina No. 43.
6.l.
DESCRIPCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL PERSONAL,
EQUIPO Y ACCESORIOS PARA SOLDAR
Es de suma importancia que el Supervisor, quien está a cargo de estos trabajos, conozca las
características principales de diseño, operación del equipo y accesorios ó herramienta utilizados
por el operario así como los conocimientos técnicos y prácticos que este ultimo debe de tener y
que a continuación se enlistan para una posterior aplicación.
-
Personal calificado.
-
Maquina de soldar.
-
Cables eléctricos.
-
Porta electrodo.
-
Máscara ó Careta.
-
Ropa y equipo de protección.
-
Herramienta.
-
Electrodos.
-
Metal base.
-
Símbolos de soldadura.
-
Métodos de inspección.
152
PERSONAL CALIFICADO
Antes de iniciar la descripción de los conocimientos y cualidades de un soldador, es necesario
mencionar que los trabajos de soldadura tienen su aplicación básicamente en los siguientes
campos.
-
Soldadura artesanal, empleada en herrería en general y artística.
-
Soldadura estructural, empleada en la unión de partes metálicas integrantes de
estructuras de puentes, edificios, naves industriales y estructuras fuera de ésta.
CLASIFICACIÓN DE SOLDADORES
-
Aprendiz.
-
Punteador.
-
Soldador de segunda.
-
Soldador de primera.
-
Soldador especialista.
153
154
-
Soldadura de tuberías, empleada en la construcción de ductos para fluidos en la
industria en general y especialmente en la industria petroquímica y alimenticia.
CLASIFICACIÓN DE SOLDADORES
-
Rellenador.
-
Paso caliente.
-
Fondeador.
$35(1',= Es la persona que está aprendiendo el oficio ó el arte de soldar. Es práctica común
en los grandes talleres se motive al personal, que sin descuidar sus actividades de ayudante de
soldador, se les brinde la oportunidad de desarrollarse y así permitir la superación personal.
3817($'25 Es la persona encargada de aplicar pequeños cordones de soldadura, que en
algunos casos son tan pequeños, que quedan en forma de círculos por lo que se les llama
puntos de soldadura.
Estás aplicaciones tienen el fin de sostener momentáneamente las piezas en proceso de
armado con el fin de dar tiempo al soldador para que se acomode correctamente y pueda
efectuar la soldadura completa. Debido a que los puntos se aplican en el fondo de la unión
terminada, es necesario que estén correctamente aplicados, por este motivo los soldadores
punteadores requieren ser calificados.
62/'$'25'(6(*81'$&$7(*25Ë$ Los soldadores de segunda categoría son aquellos que
realizan aplicaciones de soldadura que presenta poco grado de dificultad, ó sea, posición plana
y placas de poco espesor, considerando lugares de fácil acceso que permiten libre movimiento.
El personal deberá ser calificado así como sus aplicaciones de soldadura, pudiendo ser
sometido a los procesos de inspección que sean requeridos.
62/'$'25 '( 35,0(5$ &$7(*25Ë$ El soldador de está categoría, es aquel que realiza
soldaduras que presentan un alto grado de dificultad, como por ejemplo: soldaduras circulares,
en posición vertical, horizontal ó sobre cabeza. También puede haber soldaduras en posición
plana con difícil acceso, rellenar biseles muy profundos y angostos, en general el soldador de
primera tiene mayor control del arco, así como, habilidad en el arte de soldar, por lo que tiene
que ser calificado como tal.
155
62/'$'25(63(&,$/,67$ El soldador especialista es aquel que tiene habilidad, experiencia y
conocimientos tales que le permiten ejecutar soldaduras que requieren de mayor calidad.
Deberá estar capacitado para recomendar el método y equipos que se deben utilizar,
determinar causas y dar posibles soluciones a los defectos de soldaduras. Por lo anterior
necesariamente tendrá que ser calificado.
Para el caso de los soldadores para tuberías como son: rellenador, paso caliente y fondeador,
se recomienda que los tres tipos de soldadores invariablemente sean calificados, siendo de
mayor valor y capacidad el soldador fondeador.
La anterior recomendación se debe a que normalmente las tuberías conducen fluidos altamente
peligrosos a presiones y temperaturas muy altas y los riesgos en una planta desde su origen
deben erradicarse.
&/$6,),&$&,Ï1 '( 62/'$'25(6 No obstante existen especialidades en la inspección y
accesoria en soldadura, por lo que el Supervisor debe conocer los métodos de inspección
destructiva y no destructiva de soldadura, así como, los códigos que se apliquen en la
calificación de soldadores, según al trabajo que se vaya a desarrollar, como son el A.W.S..
capitulo 5 utilizado para soldaduras estructurales en puentes, edificios y perfiles tubulares; el
A.P.I. 1104 sección 3 para tuberías de línea, el A.S.M.E. sección 9 para recipientes, etc.
MÁQUINAS DE SOLDAR
Es conveniente recordar las fuentes de energía eléctrica para poder soldar dos metales por
medio de arco eléctrico, como se genera y se conduce la energía y posteriormente
describiremos las maquinas más usuales para soldar con este procedimiento.
(1(5*Ë$(/e&75,&$ Para soldar se emplean dos fenómenos de la energía eléctrica, llamados
resistencia eléctrica y arco eléctrico, siendo este ultimo el de interés para este tema. En los dos
casos la corriente eléctrica, proporciona la temperatura suficiente para caldear ó fundir los
metales y así poder efectuar la soldadura.
La corriente eléctrica se define como el paso ó flujo de cargas eléctricas a través de un material
conductor. Las cargas eléctricas elementales son los electrones, así podemos decir también
que la corriente eléctrica es el flujo de electrones a través de un material conductor. A la
cantidad de electrones en movimiento le llamamos "amperaje".
156
Para que exista corriente eléctrica es necesario aplicar una fuerza a los electrones, logrando
que estos se muevan a través de la sección del conductor de un punto a otro, a está acción se
le conoce como fuerza electromotriz.
La fuerza electromotriz es también conocida como voltaje, y consiste en excitar ó transmitir
energía a los electrones del metal conductor, de tal manera que éstos se escapan de sus
átomos y avanzan en el sentido de dicha fuerza. Cabe recordar que la energía de origen,
proviene de las grandes caídas de agua, el combustóleo como residuo del petróleo, de
yacimientos geotérmicos, energía nuclear, etc., y por medio de estos tipos de energía se
mueven grandes generadores eléctricos, los cuales producen la fuerza electromotriz (voltaje) y
que a su vez provoca la corriente eléctrica (amperaje). Obviamente estaños hablando de
grandes generadores de corriente, que se utiliza en zonas urbanas, comercios e industrias,
debiendo instalar transformadores que proporcionen el voltaje y el amperaje requerido según
las necesidades del usuario.
Para la soldadura por medio de arco eléctrico, se puede obtener la energía eléctrica por medio
de pequeños transformadores ó generadores movidos por motores eléctricos ó de combustión
interna.
$5&2(/e&75,&2 El arco eléctrico es el salto de corriente eléctrica entre dos electrodos que
tienen una determinada separación, ver lámina No. 44. Para que se pueda establecer el arco
eléctrico, es necesario que nosotros lo provoquemos juntando primero la punta del electrodo
con el metal base y separándolo rápidamente a la distancia adecuada para que arda
satisfactoriamente.
157
158
La distancia de separación entre electrodo y metal base cuando está ardiendo el arco no está
ocupada por aire, el cual es un buen aislante, que no permite un arco estable a menos que se
aplique mucha fuerza electromotriz (voltaje), que seria perjudicial para fines de soldadura. En
realidad es un gas altamente contaminado con partículas metálicas tan pequeñas y abundantes
que harán de la zona del arco, un conductor que al mismo tiempo genera gran cantidad de
calor, en la zona cubierta por el arco.
En electrodos revestidos al quemarse este produce un gas que ayuda a que el arco tenga
mayor estabilidad, evitando que el chisporroteo salga de la zona de fusión, además de las
funciones ya mencionadas, protege el metal fundido contra él oxigeno y nitr69eno que el propio
aire contiene.
Él oxido de la soldadura por arco descansa en el hecho de que una buena soldadura es tanto ó
más fuerte que la pieza en la cual se ejecuta. Esto se ha conseguido al correr de los años con
mejores maquinas de soldar, utilizando accesorios y electrodos que satisfacen los numerosos
requerimientos de la soldadura de arco.
La soldadura por arco exige una entrega constante de corriente eléctrica, (amperios) y de un
voltaje adecuado para mantener el arco. Está corriente puede ser alterna ó continua pero debe
ser provista por una fuente que pueda ser regulada. Existen varios tipos de maquinas de soldar
que producen una corriente de soldadura satisfactoria. La corriente alterna es producida por
transformadores especiales para soldar. La corriente continua es producida por unidades
moto-generador, por rectificadoras ó por unidades impulsadas por motor de combustión interna.
Las unidades combinadas que producen corriente alterna 0 continua son básicamente unidades
con transformador ó rectificador.
La potencia de las maquinas de soldar es indicada por la corriente de salida, tienen rangos
mínimos de 100 amperios que pueden usarse para soldar en casa con la red de alumbrado, ó
de 1,200 amperios ó más, como las máquinas de soldar automáticas industriales. Está potencia
esta indicada por el fabricante, de acuerdo con las normas establecidas por la National Electric
Manufacturers Association" (NEMA). Estás normas son moderadas y establecen una capacidad
muy por debajo de la sobrecarga máxima de la maquina, con el fin de asegurar por largo tiempo
un servicio seguro y eficiente. La potencia se refiere a la duración de carga ó ciclo de servicio, la
duración de carga de una soldadora es el tiempo dentro de un periodo de 10 minutos durante el
que puede operar la maquina a la capacidad indicada. Así, si una maquina tiene una potencia
de 300 amperios con una duración de carga de 60%, significa que puede ser operada sin
peligro alguno a 300 amperios en la corriente de soldadura por 6 minutos de cada 10 y si se
159
reduce está duración, puede aumentarse el amperaje al máximo indicado por el fabricante. Así
con una duración de carga de 35%, un equipo de 300 amperios puede operar con 375 amperios
en menos de 6 minutos. Existen máquinas con transformador para conectarse a líneas de
alimentación monofásica y transformar la corriente de entrada de alto voltaje y bajo amperaje, a
una corriente de soldadura de bajo voltaje y alto amperaje. Los transformadores deben
proveerse de elementos de regulación para poder usarlos para soldar, existen dos tipos
diferentes de reguladores para máquinas soldadoras de transformador, uno de ellos es un
regulador continuo operado por volante manual, otro es un regulador por derivaciones en el cual
los cables del electrodo se enchufan en distintas tomas para obtener diferentes intensidades.
Ambos tipos de reguladores controlan con exactitud la corriente de soldadura, y con ellos el
operador puede elegir el grado de calor que desea en el arco.
Las maquinas con rectificador son básicamente transformadores mono ó trifásicos, que se les
agrega rectificadores de selenio ó de otro tipo, para cambiar la corriente de salida de alterna a
continua. Estás máquinas tienen básicamente los mismos reguladores característicos, y
corriente de salida que los de transformadores.
Los generadores de corriente continua consisten en una armadura que gira en un campo
eléctrico. La corriente es generada en la armadura y recogida por medio de los conmutadores.
La armadura gira impulsada por un motor eléctrico ó por motor de combustión interna, estos
equipos son independientes de la corriente eléctrica de alimentación y son utilizados en zonas
carentes de energía eléctrica.
Los equipos combinados que producen corriente alterna y continua son los que más se adaptan
de todos, y básicamente constan de un transformador monofásico y de un rectificador, de los
cuales pueden obtenerse con solo mover una llave, corriente alterna y continua. Con la
corriente continua, puede cambiarse la polaridad del electrodo de positiva a negativa. El voltaje
de circuito abierto, tanto con corriente alterna como continua, puede fijarse independientemente
de la corriente para variar las características del arco.
Estás máquinas soldadoras pueden adaptarse a trabajos especiales, combinando una gran
capacidad de corriente alterna con una menor de corriente continua ó cualquier otra
combinación que se desee.
160
Deben tenerse en cuenta varios factores, cuando se elija una fuente de corriente para soldar. El
tamaño ó la capacidad de la maquina necesaria para un trabajo determinado, dependerá del
espesor del metal a soldar y de la cantidad de soldadura a efectuar.
Es importante verificar la duración de carga ó capacidad de trabajo con carga máxima. Los
equipos con una duración de carga baja, deben usarse solamente para trabajos de
conservación ó soldaduras intermitentes. Los equipos industriales tienen normalmente una
duración de carga de 60% continua de un equipo, más allá de su capacidad nominal acortara su
vida útil.
Al seleccionar una maquina de soldar, se debe considerar el tipo de corriente de línea que
pueda obtenerse. En general las maquinas de soldar son fabricadas para usarlas con cualquier
tipo de energía, pero algunas solo pueden conseguirse para unas condiciones específicas. Las
unidades motor-generador, se consiguen generalmente para corriente alterna trifásica, pero
pueden obtenerse en diferentes ciclos y voltajes. También pueden conseguirse para corriente
continua. Las soldadoras de corriente alterna, se fabrican generalmente para corriente alterna
monofásica de varios ciclos, con ó sin corrección del factor de potencia en la misma maquina.
La decisión se toma en base a la economía y eficiencia de la maquina para un trabajo
determinado. Sin embargo, cuando se obtiene la energía eléctrica de un transformador de 3 Kva
en redes residenciales ó rurales, no debe usarse un equipo de corriente alterna del tipo
industrial. Será necesario elegir un equipo de transformador con energía de entrada limitada.
Estos equipos son diseñados con una potencia de entrada ó alimentación limitada, de modo
que solo una cantidad máxima especificada de corriente de alimentación (37.5 amperios) es
permitida durante el trabajo.
Debe considerarse que tipo de equipo facilitara el trabajo que permita soldar con bajos costos.
Existe un método optimo de efectuar cada tipo de trabajo de soldadura.
La corriente de alimentación de la maquina de soldar debe ser planeada e instalada por
electricistas calificados donde los cables serán de sección adecuada y con fusibles apropiados,
de acuerdo a los reglamentos locales y normas correctas.
&$%/(6 (/e&75,&26 Los cables eléctricos deberán tener un diámetro de acuerdo a la
capacidad de la maquina soldadora, y la longitud se elegirá de acuerdo al área de influencia,
para así lograr un alto grado de eficiencia en la producción de soldadura.
161
Los cables eléctricos están constituidos por finísimos alambres de cobre ó aluminio, envueltos
en un material aislante que le permitirá flexibilidad y libre movimiento. Estos cables se conectan
al equipo por medio de terminales apropiadas de cobre, las cuales están soldadas ó apernadas
al propio cable.
3257$ (/(&752'2 El porta electrodo se conecta en uno de los extremos del cable de
corriente, siendo a través de unas mordazas tensionadas por un resorte, las que sujetan al
electrodo durante el proceso de soldadura.
Este porta electrodo debe ser razonablemente liviano, bien aislado y fuerte para resistir el uso
rudo y continuo, además, deberá resistir la capacidad máxima de la unidad suministradora de
corriente.
0$6&$5$y3$17$//$ La mascara ó pantalla protectora para la cara del soldador es necesaria
para protegerse del calor, de los rayos emitidos por el arco y de salpicaduras de metal fundido.
Está máscara está provista de un tafilete que permite fijarla a la cabeza y la pantalla puede
detenerse con la mano por medio de un mango, siendo más usada la primera dado que permite
tener las dos manos libres al trabajar. Los dos tipos deben estar provistos de filtro protector
(vidrio) del no. 10 u 11 al efectuar soldaduras corrientes sin riesgo a sufrir daños a los ojos.
Dado que este filtro es costoso, se protege con vidrio traslucido que puede desecharse cuando
se halla cubierto de salpicaduras.
523$<(48,32'(3527(&&,Ï1 Con objeto de evitar quemaduras en el cuerpo del soldador,
se debe usar por norma ropa adecuada de trabajo, así como guantes y delantales de cuero
curtidos al cromo que protegen las manos, la ropa del calor y de salpicaduras del arco. Si se
solda en otra posición que no sea la plana, deberá llevar hombreras y mangas de cuero.
Es recomendable que el soldador utilice lentes de seguridad debajo de la mascara para
proteger los ojos, cuando pica la escoria del cordón, esmerila las piezas para prepararlas y al
limpiar el metal con el cepillo de alambre.
+(55$0,(17$ Como herramienta indispensable del soldador se cuenta el martillo, cincel,
cepillo de alambre, arco de segueta, la cual le sirve para limpiar perfectamente los cordones de
soldadura que va aplicando. En trabajos de alta producción es común utilizar disco, carda con
162
esmeriladora, cepillo eléctrico ó en su defecto una escariadora neumática, que son muy
efectivas para limpiar y rebajar los cordones, sacar la herrumbre y la cascarilla del metal base.
Dentro de la herramienta de trabajo se puede incluir la mesa, que deberá ser de hierro y a
prueba de incendio para facilitar el trabajo y la toma de tierra.
(/(&752'2 En soldadura existen varios tipos de electrodos, donde se distinguen
fundamentalmente dos: los que se funden y los que no. Los electrodos que se funden cumplen
dos funciones al mismo tiempo, sirven para establecer el arco eléctrico y constituyen el metal
depositado. Este tipo de electrodos se divide en dos grupos: para máquinas automáticas y para
soldadura manual.
Los electrodos para máquinas automáticas son fabricados en carretes ó bobinas.
Los electrodos para arco manual, son fabricados en forma de varillas de diámetros y longitudes
diferentes. Este tipo de electrodos está cubierto por una sustancia química que varia según las
características que se le dan al electrodo. El revestimiento de los electrodos representa el
descubrimiento más importante en el desarrollo de la soldadura por arco, dado que de el
dependen los factores más importantes, y consisten en proteger el arco del medio ambiente y
hacerlo más estable, que al quemarse desprende un gas que reduce considerablemente la
resistencia del aire al paso de la corriente eléctrica haciéndola más estable.
Recientemente han aparecido electrodos con hierro en polvo para soldar en todas las
posiciones. Las investigaciones han comprobado que la mayoría de los recubrimientos de
electrodos, permiten el agregado de hierro en polvo y en el futuro se generalizara su uso. El
agregado de hierro en polvo en los revestimientos de los electrodos produce las siguientes
ventajas:
-
Mayor rapidez de deposición.
-
Aspecto liso y uniforme de la soldadura, con cordones bien formados.
-
Muy pocas salpicaduras.
-
Soldaduras de limpieza fácil.
-
Excelente estabilidad y características del Área.
Los electrodos deben almacenarse en lugar seco. Una humedad excesiva puede afectar el
funcionamiento correcto del revestimiento. Es de buena practica almacenar las cajas de
163
electrodos abiertas en un armario cerrado (horno), calentado por medio de una resistencia
eléctrica ó con una lamparilla de luz, debiendo secar los electrodos húmedos antes de usarse.
Para objetivizar los diferentes tipos de recubrimientos y la función de cada uno, se incluyen en
este trabajo la lámina No. 45.
&/$6,),&$&,Ï1'((/(&752'26 Para los trabajos de soldadura en general, es recomendable
contar con catálogos de electrodos y aleaciones en el mayor numero que sea posible, para que
en el momento preciso se elija el electrodo ó aleación más adecuado, de acuerdo al trabajo a
ejecutar. Sin embargo, la A.W.S.. (Sociedad Americana de Soldadura) hizo una clasificación de
electrodos, la cual es aplicable para soldar aceros estructurales de bajo y mediano contenido de
carbono, así como aceros de baja aleación, de acuerdo a las siguientes normas.
164
165
El número de clasificación consta de cuatro ó cinco cifras, de las cuales las dos primeras en
caso de ser un total de cuatro, y las tres primeras en caso de ser de cinco, indican miles de
libras por pulgada cuadrada (Ibs/pulg2) de resistencia a la tensión del metal depositado, la
penúltima cifra significa la posición en las cuales se puede aplicar el electrodo, y la ultima indica
el tipo de revestimiento.
En realidad las dos ultimas cifras indican unidas, tanto de posiciones de aplicación posible para
el electrodo, como del tipo de revestimientos y características del deposito en cuanto a forma y
apariencia, así como también el tipo de corriente que se debe usar y la polaridad para la
clasificación de electrodos. Ver lámina No. 46.
Las dos primeras cifras, ó sea, la resistencia a la tensión, varían de 60 hasta 120, lo que indica
un rango de resistencia a la tensión de 60,000 lbs/pulg 2 mínimo y hasta 120,000 lbs/pulg2, que
es la resistencia del electrodo de vanadio-níquel-molibdeno de la más alta resistencia a la
tensión.
Para la penúltima cifra ó sea la que indica la posición (ver lámina No. 47) solo se tienen tres
clasificaciones, las cuales son:
Para el No. 1 - Todas posiciones.
Para el No. 2 - Posición plana y horizontal.
Para el No. 3 - Solo posición plana.
0(7$/%$6( Metal base se le llama a las piezas ó elementos estructurales, que se van a unir
por medio de soldadura, fundamentalmente el metal es una aleación de hierro y carbono y en
menor grado otros elementos, entre los que figuran el silicio, manganeso, fósforo y azufre. Los
aceros se clasifican en dos grupos: aceros al carbón y aceros aleados.
$&(526$/&$5%Ï1 Los aceros al carbón son aquellos que sus propiedades físicas quedan
definidas en base a la cantidad de carbono que contengan, es decir que aunque contengan
algún otro elemento de aleación, será un porcentaje tan reducido que no influye en sus
propiedades físicas.
Estos aceros se subdividen en tres grupos, clasificados en base al porcentaje de carbono que
contienen:
166
Bajo contenido de carbón
Aceros al carbón
Mediano contenido de carbón
Alto contenido de carbón
El contenido de carbón en los aceros varía de 0.05%' hasta 1.7%, siendo de bajo contenido de
carbón los que tienen como máximo un 0.3%, de mediano contenido los de 0.3% a 0.5% de
carbón, y los de alto contenido contienen hasta 1.7%. Es conveniente mencionar que a mayor
contenido de carbón en los aceros, este aumenta su dureza y a la vez adquiere mayor
fragilidad, reduciéndose la resistencia a la corrosión.
CLASIFICACIÓN DE ELECTRODOS
CLASIFICACIÓN
A.W.S..
CORRIENTE
POLARIDAD
POSICIÓN DE
SOLDADURA
TIPO DE
RECUBRIMIENTO
PENETRACIÓN
TIPO DE ESCORIA
ESCORIA
E-XX10
C.D.
+
TODAS
CELULOSICO
SODICO
ALTA
ORGANICA
DELGADA
E-XX11
C.A.
C.D.
+
TODAS
CELULOSICO
POTASICO
ALTA
ORGANICA
DELGADA
E-XX12
C.D.
-
TODAS
RUTILICO
SODICO
MEDIANA
RUTILICA
GRUESA
E-XX13
C.A.
C.D.
-
TODAS
RUTILICO
POTASICO
SUPERFICIAL
RUTILICA
GRUESA
E-XX14
C.A.
C.D.
±
TODAS
RUTILICO
POTASICO
MEDIANA
RUTILICA
FÁCILMENTE
REMOVIBLE
E-XX15
C.D.
+
TODAS
BASICO
SODICO
MEDIANA
BAJO
HIDROGENO
MEDIA
E-XX16
C.A.
C.D.
+
TODAS
BASICO
POTASICO
MEDIANA
BAJO
HIDROGENO
MEDIA
E-XX18
C.A.
C.D.
+
TODAS Y
FILETE
BASICO
POTASICO
SUPERFICIAL
BAJO
HIDROGENO
MEDIA
E-XX20
C.A.
C.D.
±
PLANA Y
FILETE
ÓXIDOS DE
HIERRO
MEDIANA
MINERAL
GRUESA
E-XX24
C.A.
C.D.
±
PLANA Y
FILETE
POLVOS DE
HIERRO
SUPERFICIAL
RUTILICA
GRUESA
E-XX27
C.A.
C.D.
±
PLANA Y
FILETE
POLVOS DE
HIERRO ACIDOS
MEDIANA
MINERAL
GRUESA
E-XX28
C.A.
C.D.
±
PLANA Y
FILETE
POLVOS DE
HIERRO BASICOS
SUPERFICIAL
BAJO
HIDROGENO
MEDIANA
LAMINA No. 44
169
62/'$'85$(1$&(526'(%$-2&217(1,'2'(&$5%Ï1 En general la soldabilidad de los
aceros de bajo contenido de carbón es muy buena y puede decirse que pueden soldar con
cualquier método de soldadura, sin embargo, hay que tener en cuenta las posibles fallas que
pueden existir y las causas que las originan.
Los aceros de muy bajo contenido de carbón, son aquellos que tienen como máximo 0.12% de
contenido de carbón. A estos aceros es recomendable soldarlos con velocidades relativamente
bajas, dado que experimentalmente se ha demostrado que cuando se soldan a altas
velocidades, sobre todo con equipos automáticos de arco sumergido, la unión queda
aparentemente bien, pero cuando se someten a pruebas de radiografía es muy frecuente
encontrar porosidades
En general todos los aceros al carbón, tienen un pequeño contenido de azufre, elemento que se
agrega con el fin de darle maquinabilidad (cualidad del material de poder ser cortado ó realizar
trabajos con herramienta de corte) al metal y es precisamente el azufre el que mayores
problemas causa en la soldadura. Analicemos por qué:
El punto de fusión de los aceros de bajo contenido de carbón es aproximadamente de 1,530°C,
teniendo pequeñas variaciones que dependen del contenido del carbono, pues es precisamente
a está temperatura, que el azufre se combina con el hierro, dando origen a sulfuros de hierro, y
como los sulfuros de hierro se funden a 212°C, resulta que se mantienen en estado liquido
durante el tiempo en el cual el hierro se solidifica, y este liquido impide que los cristales se unan
completamente originando grietas.
Hay que tomar en cuenta que este problema se origina cuando el acero tiene azufre en exceso.
El modo más eficaz para evitar estás grietas, es aplicando manganeso en el revestimiento del
electrodo. Esto ocasiona que el azufre que se libera en lugar de separarse del hierro se
combina con el manganeso, dando lugar a sulfuros de manganeso que se funden a la misma
temperatura del hierro, evitando completamente el problema.
$&(526(6758&785$/(6 Dentro de la clasificación de aceros al carbón de bajo y mediano
contenido de carbón, se encuentran los aceros estructurales que tienen un contenido
aproximado de 0.3% de carbono.
170
Los aceros estructurales tienen una gran variedad de aplicaciones y para cada una existe un
tipo de acero adecuado, por ejemplo, para estructuras de edificios, oleoductos, tuberías,
calderas, tanques de almacenamiento, puentes, herrerías, etc. Para los trabajos de soldadura
en plataformas marinas, se requiere de un estricto control de calidad del material a usar y con
mayor razón las soldaduras, ya que en estos casos los materiales son sometidos a esfuerzos a
su capacidad de resistencia y si en alguna parte hubiera una reducción en cuanto a estás
propiedades, puede resultar que en una concentración de esfuerzos el material falle (se rompa)
en esa parte, ocasionando daños y pérdidas económicas que no pueden imaginarse para cada
caso.
En general al aplicar un cordón de soldadura, es casi seguro que se forme una socavación a los
lados del cordón, desde luego que una buena manipulación del electrodo, debe hacer la
socavación lo más pequeña posible, sin embargo como no se puede eliminar totalmente, se
acepta que tenga como máximo 0.25 mm de profundidad.
Como puede observarse, se da lugar a posibles fallas de reducción de sección, y para estar
seguros de que no habrá falla por estás causas es recomendable utilizar un electrodo, cuyo
deposito de metal sea de mayor resistencia que el metal base, por ejemplo para soldar material
con resistencia a la tracción de 60,000 lbs/pulg2 (4,218 Kg./cm2), se debe usar un electrodo que
tenga una resistencia de 65,000 lbs/pulg2 (4,569 kg/cm2) como mínimo.
$&(526 $/ &$5%Ï1 '( $/7$ 5(6,67(1&,$ $ /$ 75$&&,Ï1 Los aceros al carbón de alta
resistencia a la tracción, son aquellos que tienen una resistencia mínima de 70,000 lbs/pulg2
(4,921 kg/cm2) y se usan para la fabricación de recipientes que son sometidos a elevadas
presiones, por ejemplo tanques, tuberías, calderas, etc., ó para la Fabricación de barcos.
Para la soldadura de estos aceros es necesario considerar otro factor de posible falla, que
podría ser la molécula de hidrogeno dentro de la zona de fusión al estar aplicando la soldadura.
Cuando él hidrogeno penetra en la fusión y queda atrapado al estar solidificando el metal,
tiende a formar una delgada capa vertical como si quisiera salir a la superficie extendiéndose en
la sección del material, constituyendo por ese motivo una de las más peligrosas fallas en las
soldaduras.
El espesor de la película de hidrogeno es en realidad muy pequeño, del orden de décimas de
milímetro. A este tipo de falla de le denomina ordinariamente ojo de pescado de nitrógeno, y
experimentalmente se ha comprobado que las figuras ó grietas producidas por hidrogeno, son
171
más frecuentes en aceros contaminados de azufre. Es posible que la grieta también aparezca
en la base de la soldadura ó que salga a la superficie.
Para evitar este tipo de fallas es necesario utilizar electrodos de bajo hidrogeno. Estos
electrodos consisten en tener el mínimo contenido de hidrogeno en su revestimiento, y con una
cantidad adecuada de manganeso para reducir los efectos del azufre; para lograr tener un
mínimo de hidrogeno en estos electrodos es necesario sacarlos con cuidado y eficiencia, de tal
manera que no se extraiga él hidrogeno, siendo necesario tenerlos en un borne a 250º C,
cuando no se usen, debiéndose sacar solo los que se consuman en una hora de trabajo para
evitar que absorban humedad del medio ambiente.
El electrodo de bajo hidrogeno mas usado es el AWS E-7018 y en general los fabricantes
recomiendan efectuar la soldadura con arco corto, lo cual dificulta su aplicación, siendo más
estable el arco en corriente continua, pero también puede aplicarse con corriente alterna si se
tiene un potencial elevado en vacío (aproximadamente 75 volts).
6Ë0%2/26'(62/'$'85$ La Sociedad Americana de Soldadura, (A.W.S.) ha establecido un
sistema de símbolos que permiten identificar plenamente las operaciones de soldadura en el
mismo plano de fabricación, sin necesidad de anotar con palabras todos 105 detalles de la
unión.
Es conveniente analizar los detalles que determinan una unión soldada, para que quede bien
establecida la utilidad de los símbolos. Los detalles más importantes que pueden interpretarse
con símbolos son los siguientes:
El tipo de preparación que se le hace al metal base y las dimensiones de cada una de las
partes.
-
En que lugar está aplicada cada soldadura.
-
El acabado de la soldadura.
-
Longitudes de cada soldadura.
-
Dimensiones de la sección transversal de la soldadura.
EXPLICAREMOS A CONTINUACIÓN CADA UNO DE LOS PUNTOS PARA QUE SE
PRUEBE MEJOR
172
a) El tipo de preparación y sus dimensiones, se refiere a que por medio del símbolo de
soldadura se puede especificar si la junta es a tope, con bisel de traslape, en ángulo, en
T, en cruz, etc. y Asimismo se expresan las dimensiones de la junta de que se trate.
b) Es necesario indicar el lugar exacto de la soldadura, dado que una pieza tiene
aplicaciones de la misma en cualquier parte, seria inconveniente tener que dibujar todos
los datos de la pieza solo para indicar una soldadura.
c) El acabado se refiere a como debe quedar la superficie del cordón de soldadura. Por lo
general los acabados pueden reducirse a 3 tipos, reforzada, al ras y aligerada.
d) En ocasiones no se aplica la soldadura en toda la longitud de las juntas, y es necesario
indicar las partes con y sin soldadura.
e) Dimensiones de la sección transversal de la soldadura. Estás se refieren a las
dimensiones propias de las soldadura.
Para ilustrar mejor lo anterior se incluyen las láminas No. 48 y 49 que describen el significado
de cada parte del símbolo utilizado para indicar una soldadura, así como la clasificación de
juntas soldadas a tope más comunes.
0e72'26'(,163(&&,Ï1'(6758&7,9$<12'(6758&7,9$ Este punto tiene como finalidad
dar a conocer los diferentes métodos que existen para inspeccionar soldaduras, tanto
estructurales como en líneas de proceso, que a continuación se mencionan.
-
Visual.
-
Líquidos penetrantes.
-
Magna flux.
-
Luz Negra.
-
Radiografía.
-
Ultrasonido.
173
174
175
,163(&&,Ï19,68$/ En soldaduras de cierta importancia así como en elementos estructurales
de primer orden, las soldaduras así como sus biseles deberán revisarse visualmente por el
supervisor de obra y los rechazos que existan fuera de norma son validos para su reparación.
/Ë48,'263(1(75$17(6 Este método consiste en utilizar en ocasiones dos líquidos, donde el
segundo cataliza al primero, ó uno solamente, que una vez aplicados en la soldadura ó metal
base, tienen alta capacidad de penetración manifestándose de inmediato las fisuras, roturas ó
algún defecto superficial que pudiera tener la soldadura. Su utilización más común se da en
soldaduras con espesores grandes como son orejas de izaje, flechas ó barras para equipos
mecánicos, etc.
0$*1$)/8; El método magna flux consiste en una fuente de energía eléctrica y una bobina,
donde la primera suministra corriente de muy alto voltaje, pero de muy bajo amperaje, al circular
por la bobina genera un campo magnético de muy alta intensidad, que al colocarlo sobre la
soldadura ó pieza que sé esta trabajando, dicho campo provoca una concentración de flujo
magnético en las probables zonas de fisura, roturas ó defectos superficiales y que al ser
bañados éstos con polvo metálico aplicado manualmente, se concentra en la zona de defecto y
así con cierta facilidad detectar fallas en la soldadura ó metal base que se esta soldando y
probando.
Este método es utilizado en herramientas de equipos de perforación, piezas mecánicas de
equipo pesado en soldaduras con formas geométricas caprichosas, difíciles de inspeccionar por
otras formas.
/8=1(*5$ en este método se utiliza una lámpara eléctrica, que genera rayos ultravioleta que
se aplica a la pieza ó soldadura que se está inspeccionando, previamente bañado con un
liquido contrastante a dichos rayos, los cuales al ser aplicados resultan en forma fosforescente
los defectos superficiales que pudieran tener las piezas que se inspeccionen la utilización de
este método es básicamente en piezas de motores y bombas ó en soldaduras de piezas fáciles
de manejar.
5$',2*5$)Ë$ Este método es el más utilizado actualmente, tanto en la construcción como en
aquellas industrias en que la soldadura que se aplica sea posible la utilización de este equipo.
El equipo consiste en una fuente de energía eléctrica, que circula por un tubo de rayos
catódicos generando un as de rayos "x". Este as de rayos "x" se hace incidir sobre la soldadura
176
que se está inspeccionando y en la parte posterior se coloca una película, (negativo) en la que
se plasmaran los posibles defectos tanto interiores como exteriores de la propia soldadura.
Últimamente por mayor facilidad de tiempo y servicio, se usan bombas de cobalto ó iridio,
mismos que generan un as de rayos "gama" que inciden en la película antes descrita, de la
misma forma que los rayos "x". En plataformas marinas el método anterior es él mas utilizado
tanto en las soldaduras estructurales como en las líneas de proceso y servicios que requieren
soldaduras de muy alta calidad.
8/75$621,'2 Como su palabra lo dice, este métodos consiste en imprimir una onda
ultrasónica ó sea una frecuencia muy alta por medio de un transductor mecánico el cual lanza la
onda y la percibe nuevamente cuando ésta tiene alguna reflexión, como es el caso de las
discontinuidades que pudiera presentar una soldadura ó una pieza mecánica cualquiera ya sea
debido a poros, falta de fusión, rotura, escoria, etc.
Este tipo de inspección también es muy utilizado en plataformas marinas, como es en las juntas
llamadas "T", “K” y “Y” mismas que se manifiestan en todas las intersecciones de tubos y en los
puntos llamados nodos ó canes. Además de los puntos anteriores, la inspección ultrasónica se
aplica al 100% en todas las orejas de izaje de estructuras que se transportan en chalán desde
los patios de fabricación a la Sonda de Campeche, así como, en juntas de pilotes que se llevan
a cabo directamente en el mar durante su hincado.
A continuación describiremos los métodos de inspección destructivas.
358(%$6 )Ë6,&$6 '( 7(16,Ï1 como su nombre lo dice, para hacer estás pruebas a los
materiales ó a las soldaduras que se están aplicando es necesario seccionar ó cortar partes de
este material, para que de acuerdo a cierto procedimiento se hagan tensionar hasta su ruptura y
asta poder evaluar la capacidad de resistencia de la soldadura.
358(%$6 )Ë6,&$6 '( '2%/(= Este tipo de prueba igual que la anterior, es necesario cortar
una parte del material base y de la misma soldadura para que de acuerdo a cierto
procedimiento, se esfuerce al doblarlo en varias ocasiones y así evaluar la resistencia y la
ductilidad del material de aporte y el material base que se está soldando.
177
0(7$/2*5$)Ë$ Este método consiste en sacar una porción del material que se está
inspeccionando, para posteriormente sacar una fotografía a nivel macro, en la que se contemple
la estructura cristalina del metal, así como, su propio arreglo estructural, donde se compara con
algunos arreglos de estructuras policristalizadas metálicas bien definidas, todo esto
dependiendo del tipo de material que se trate y así de está manera determinar algún defecto en
el material inspeccionado.
$7$48( 0$&52 &21 È&,'26 Consiste en cortar una porción del material a inspeccionar, el
cual se deja reposar por un determinado tiempo en una solución ácida, como puede ser el ácido
sulfhídrico, manifestándose así una probable modificación a la estructura molecular del material
de que se trate y en caso de que así fuera, determinar posibles desviaciones en cuanto a la
calidad de dicho material.
CAPITULO 7
PROTECCION ANTICORROSIVA
7.
PROTECCIÓN ANTICORROSIVA
Dentro de este manual pudiera haber temas que para ciertos lectores fueran de mayor interés
que para otros. Sin embargo por ser de suma importancia, dado que está en juego la vida útil de
la plataforma con todas las consecuencias económicas que representa, se considera que el
tema de protección anticorrosiva es de los más importantes, por tal motivo será presentado en
una forma amplia, objetiva y encaminada a la aplicación en estructuras ubicadas fuera de costa,
como son las plataformas marinas.
En temas anteriores se ha descrito algunas partes de una plataformas marinas en cuanto a su
peso y dimensiones, aquí complementaremos alguna información en cuanto a zonas de
corrosión, cantidades de superficie a proteger y por ultimo los tipos ó sistemas de protección
aplicados a dichas zonas.
En una plataforma del tipo fija, como las que actualmente se encuentran en el Golfo de México
y que están fabricadas con material de hierro, se consideran 3 zonas de influencia en cuanto a
corrosión se refiere:
-
Zona sumergida.
-
Zona de mareas, oleajes y salpicaduras.
-
Zona atmosférica.
A continuación se delimitan las anteriores zonas en cuanto a su ubicación, mencionando
superficies y pesos aproximados a proteger en una plataforma de perforación, los cuales son
las más comunes en nuestro caso.
=21$ 680(5*,'$ En está zona es donde se encuentra inmersa la mayor parte de la
subestructura, y se ubica desde el fondo marino (profundidad variable) hasta la elevación -10' (
3.05 m). Los tirantes de agua en los campos petroleros de la Sonda de Campeche, actualmente
andan alrededor de 100' a 260' de altura. También el peso y la superficie expuesta de la
subestructura es variable y son del orden de 500 a 1,200 tc en peso, y de 5,000 a 7,000 m 2,
esto en cuanto a la superficie ó área de acero sumergida, la cual está protegida catódicamente
y que más adelante se ampliara este método.
180
=21$ '( 0$5($6 2/($-(6 < 6$/3,&$'85$6 Está es la superficie comprendida entre la
elevación -10' (3.05 m) y el nivel +15' (4.57 m), con esto decimos que 25' (7.62 m) de la parte
superior de la subestructura es la que se encuentra expuesta a estás condiciones.
Las porciones en peso y superficie de está parte de la estructura es del orden de 80 tc y de 600
m2 respectivamente.
La superficie se prepara limpiándola con chorro de arena a presión a metal comercial,
especificación Pemex L.CH.A.C., protegiéndola posteriormente con un recubrimiento epóxico
100% sólido, especificaciones Pemex RE-32-74, a un espesor mínimo de 200 milésimas de
pulgada, reforzada con tela de plástico tipo mosquitero en el centro.
=21$$7026)e5,&$ Comprende la parte superior de la estructura, por encima de la zona de
mareas y oleajes, partiendo desde el nivel +15 (4.57 m) hasta la parte más alta de la
plataforma.
En está zona es donde se encuentra expuesta la mayor parte de la plataforma, tanto en peso
como en superficie siendo del orden de 2,450 tc para el primero y de 21,500 m2 para el
segundo, además de estar expuesta al intemperismo, humedad por brisa marina, salinidad,
variación de temperatura, rayos solares ultravioleta, escurrimiento de sustancias ácidas y
aceitosas, producto de la misma operación, se encuentra atacada por una atmósfera rica en gas
sulfhídrico, el cual proviene del aceite crudo que se maneja en estás áreas.
Toda está superficie se debe de preparar limpiándola con chorro de arena a presión a metal
blanco, (L.CH.A.M.B.) especificación Pemex LA-74. Posteriormente se aplicará un primario del
tipo inorgánico de zinc autocurante a un espesor de película seca de 2.5 a 3 milésimas de
pulgada, especificación Pemex RP-4B-74. Por ultimo y como acabado, se aplicara un
recubrimiento epóxico catalizador de altos sólidos de color amarillo 204, a un espesor de
película seca de 12-14 milésimas de pulgada, especificación Pemex RA-26-74.
Retornando el comentario al inicio de este capítulo, respecto a las consecuencias económicas
así como de operación de plataformas y/o hasta la de un complejo, a continuación se expone en
forma práctica y sencilla el concepto de lo que es la corrosión, así como los métodos más
usuales para controlarla, a fin de que el Supervisor se interiorice en este trabajo y con su
181
participación coadyuve a una buena aplicación de los diferentes sistemas anticorrosivos
utilizados por Petróleos Mexicanos en l a fabricación de plataformas marinas.
7.1. LA CORROSIÓN Y SU CONTROL
La corrosión se define como la destrucción de un metal por el medio ambiente que lo rodea. Por
lo anterior se puede ver, que el fenómeno corrosivo se elimina completamente si se evita el
contacto de los metales con el medio ambiente, sin embargo esto no es así; pues eliminando
dicho contacto sé acabaría cualquier proceso, dado que en ella intervienen equipos ó
estructuras que se corroen y el medio ambiente que causa la corrosión.
Derivado de lo anterior, se han hecho investigaciones en corrosión proponiendo diferentes
técnicas, que sin eliminar el medio ambiente y analizada la forma en que actúa sobre los
metales, se formen barreras físicas neutralizando el fenómeno electroquímico impidiendo que el
medio ambiente continué agrediendo ó corroyendo los metales.
Cabe hacer notar que la presencia de la corrosión en cualquier tipo ó estructura, no
necesariamente es atribuida a deficiencias en el diseño ó aplicación de un sistema con respecto
a otro, se logra asumiendo la responsabilidad en una ingeniería razonable que se emplea para
mitigar la corrosión en los diseños mecánicos y metalúrgicos.
La corrosión es un fenómeno de la naturaleza que ha existido y existirá, por la simple tendencia
de los materiales a regresar a sus formas más simples y estables electroquimicamente, por lo
tanto no hay razón para ver la corrosión como un defecto de diseño, si no como un problema
que demanda educación en sus conceptos y organización para su control. En la actualidad se
utilizan tres métodos diferentes para controlar la corrosión:
-
Inhibidores de la corrosión.
-
Recubrimientos anticorrosivos.
-
Protección catódica.
Cada uno de estos métodos se describirá brevemente para tener una visión general del
fenómeno y las causas que producen la corrosión, dándole mayor énfasis en lo que se aplique a
plataformas marinas.
182
INHIBIDORES DE LA CORROSIÓN
Este método considera el uso de pequeñas cantidades de compuestos orgánicos ó inorgánicos,
que forman una película ó barrera adherente en la superficie del acero por atracción eléctrica ó
por una reacción, evitando el acceso de los agentes corrosivos.
Estos compuestos se caracterizan por las altas cargas eléctricas en los extremos de sus
moléculas, capaces de ser atraídas por la superficie a proteger; desafortunadamente está
atracción no es permanente, siendo necesario una dosificación constante en el medio.
Este método se utiliza preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculación, como
en los sistemas de enfriamiento de los motores de combustión interna ó en los procesos para el
tratamiento de aguas, etc.
RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS
Este métodos al igual que el anterior, considera la formación de una barrera que impida en lo
posible el acceso de los agentes corrosivos a la superficie metálica; no obstante la barrera es
formada a partir de la aplicación de una resina y un pigmento, con eliminación posterior de
solvente, obteniéndose una película sólida adherida a la superficie metálica.
La durabilidad está condicionada a la resistencia que presente está película al medio agresivo.
Su uso está muy generalizado en la protección de estructuras e instalaciones áreas y
sumergidas.
En términos generales un recubrimiento anticorrosivo se define como una dispersión estable de
un pigmento fino, que se combina en una solución de resina, aditivos y solvente. Su
composición debe obedecer a una formulación ya probada, de tal forma que la fase inicia este
presentada por una evaporación del solvente.
Petróleos Mexicanos dentro de un cuadro básico, utiliza los siguientes tipos formadores de
película a través de recubrimientos que aplica en la protección de sus instalaciones.
183
RESINAS
1.
Resina Alquidálica.
2.
Resina Epoxica.
3.
Resina Poliamidica.
4.
Resina Poliamínica.
5.
Resina Vinílica.
6.
Resina Acrílica.
7.
Resina Fenólica.
8.
Resina de Cumarond-Indeno.
9.
Resina de Sílicon.
10.
Silicato de Etilo, Lito, Sodio y Potasio.
11.
Resinas de Poliuretano.
12.
Hule Clorado.
$',7,926 Son compuestos metálicos u órgano - metálicos que no obstante que se adicionan
en pequeñas cantidades, tienen gran influencia sobre la viscosidad y estabilidad del
recubrimiento líquido, así como sobre el poder de nivelación y apariencia de la película ya
aplicada.
Ejemplos de estos aditivos y las propiedades que éstos modifican se describen a continuación:
184
AGENTES
REACCIÓN
SECANTES
Aceleran el proceso de
oxidación y polimerización de
la resina durante su secado.
ANTIOXIDANTES
Retardan
la
oxidación
superficial del recubrimiento
liquido, evitando se haga
nata.
ESTABILIZADORES Evita el asentamiento ó
DE DISPERSIÓN
separación del pigmento.
MODIFICADORES
Provocan tixotropía y poder
DE
FLUJO
Y de
nivelación,
logrando
VISCOSIDAD
películas
continúas
y
uniformes.
SURFACIANTES
Facilita la humectación sobre
el substracto metálico evita la
formación de espuma
COMPONENTES
Naftematos, Octoatos y Falatos de
cobalto, plomo, manganeso y calcio.
Netil Efil Catoximabutiral dióxima e
isómeros Amilfemolados
Bentonitas, Lecitina y Thixina.
Thixina, Bentonita, Etilamino, Etanol
y Mono oleato de glicerina.
Acido ó Lerco, Aceites de silicon y
de pino, jabones, esteratos de
aluminio y calcio
Además de los aditivos anteriormente mencionados, existen otros que modifican algunas
propiedades del recubrimiento, pudiendo mencionar los fungicidas, bactericidas, plastificantes,
absorbedores de rayos ultravioleta, etc.
62/9(17(6 Son líquidos orgánicos de base asfáltica ó aromática, cuya función principal es un
medio adecuado para la dispersión del pigmento.
Estos Compuestos no son formadores de película, dado que se eliminan del recubrimiento a
través del proceso de secado. Parte de las propiedades del recubrimiento, tales como
viscosidad, facilidad de aplicación, porosidad, dependen de la naturaleza del solvente, por lo
que para su selección deberán tomarse en cuenta propiedades como: poder de disolución,
temperatura de ebullición, velocidad de evaporación, flamabilidad, toxidad, estabilidad química y
costo.
A continuación se mencionan los más comunes.
-
Metil isobutil cetona.
-
Alcohol isipropilico.
-
Eter de petróleo.
-
Dicloroetileno.
-
Heptano.
-
Gas nafta.
-
Agua.
185
3,*0(1726 Son substancias sólidas orgánicas ó inorgánicas que reducidas a un tamaño de
partícula inferior a las 25 micras (1 mil de pulgada) y dispersas en el vehículo, imparten a la
película seca del recubrimiento propiedades tales como: resistencia a la corrosión, resistencia
mecánica, poder cubriente, así como, protección a la resina de la acción degradante de los
rayos ultravioleta del sol. Entre las características deseables de un recubrimiento se pueden
mencionar las siguientes: no reactivada química con el vehículo, fácil humectación y dispersión,
alta resistencia al calor, luz y agentes químicos, etc.
En general. se acepta la existencia de tres tipos de pigmento, mismos que pueden
caracterizarse de la siguiente manera.
3,*0(1726,1+,%,'25(6 Inhiben en mayor ó menor grado la corrosión impidiendo el acceso
de agentes corrosivos al substracto metálico, dado que obstruyen los poros presentes en
pequeñas proporciones en cualquier recubrimiento. Entre ellos se pueden mencionar el minio,
suboxjdo de plomo, cromato básico de zinc, polvo de zinc, oxido de zinc combinado, amarillo de
zinc, sulfato básico de plomo, etc.
&$5*$6 y ,1(57(6 Frecuentemente la cantidad de pigmento inhibidor necesario para la
protección anticorrosiva, y para la protección de la resina de rayos ultravioleta es inferior a la
que se requiere en la formulación, por lo que es práctica común cubrir el excedente con cargas
ó inertes que resultan más económicas. Como ejemplo se tiene el silicato de magnesio, mica,
talco, silica de díatomacea, baritas, bentonitas, etc.
3,*0(1726 (1721$'25(6.- Son compuestos solubles ó fácilmente dispersables en el
vehículo, que en menor proporción al pigmento inhibidor, permiten lograr diferentes tonos y
colores en el recubrimiento azul de ftalociamina, rojo tolvidina, naranja de dinitroanilma y
naranja molibdato son ejemplos de estos tipo de pigmentos.
La experiencia ha demostrado que la eficiencia de un recubrimiento, es aplicar un espesor no
menor de 6 milésimas de pulgada y que este recubrimiento no sea la mezcla exclusiva de
resina y pigmento como una sola formulación, sino que el espesor puede ser resultante de la
aplicación de diferentes formulaciones, esto dependiendo de su posición las formulaciones se
denominan primario, enlace y acabado; y al conjunto se le conoce como sistema, mencionando
a continuación las características más relevantes:
186
35,0$5,2.- El recubrimiento primario es una formula encaminada fundamentalmente a la
obtención de una buena adherencia con el substracto ó superficie metálica, así como, la de
inhibir la corrosión, por lo que normalmente los contenidos de pigmentos inhibidores son
elevados. Otros requisitos adiciónales en un primario, consideran el presentar una superficie lo
suficientemente áspera y compatible para que las siguientes capas de enlace ó acabado logren
una buena adherencia, además deben ser resistentes a productos corrosivos y poseer buena
humectación.
Los recubrimientos primarios pueden elaborarse a partir de cualquiera de las resinas
mencionadas anteriormente.
$&$%$'2.- Los acabados representan la capa exterior en contacto con el medio ambiente y se
aplica para promover la impermeabilidad del Sistema, por lo que normalmente su contenido de
pigmento en volumen es inferior al 25%.
En este tipo de recubrimiento es frecuente el uso de entonadores y el contenido de pigmentos
inhibidores es inferior al primario, su grado de molienda es tal que su superficie ofrece un
aspecto terso y/o brillante.
La elección del tipo de acabado es de vital importancia para lograr la adherencia y
compatibilidad con el tipo de primario utilizado; en términos generales, el uso del mismo tipo de
resina en estos 2 componentes del sistema asegura una buena adherencia, aun cuando hay
casos como los epóxicos capaces de lograr una adherencia, si no excelente cuando menos
aceptable sobre otro tipo de recubrimiento.
(1/$&( Para ciertos casos particulares, no es posible tener el mismo tipo de resina en el
primario y en el acabado, presentándose problemas de incompatibilidad ó de adherencia, por lo
que se requiere de una capa intermedia denominada enlace, capaz de adherirse tanto al
187
primario como al acabado. Normalmente los enlaces contienen una mezcla de resinas, parte de
las cuales promueve la adherencia con el primario y el resto con el acabado. Generalmente los
pigmentos inhibidores están ausentes.
Con fines de identificación y control de espesores durante el proceso de aplicación de un
sistema, es conveniente que el primario, enlace y acabado, sean diferentes en color y como se
mencionó anteriormente la suma total de los espesores de estos componentes sea superior a
las 6.0 milésimas de pulgada, a fin de que sea efectiva su protección contra la corrosión.
Petróleos Mexicanos ha formulado un conjunto de especificaciones relacionadas con la
protección anticorrosiva de sus instalaciones, como son: preparación de superficie, adecuada
aplicación y selección del tipo de sistema de recubrimiento, siendo para está ultima la
certificación de que el recubrimiento se encuentra dentro de las características, propiedades y
composición correspondiente a su formulación, es decir que satisfaga los requisitos contenidos
en la especificación.
En términos generales las desviaciones de un recubrimiento, con respecto a los valores de las
propiedades indicadas en una especificación, son atribuibles a variaciones en la calidad de las
materias primas utilizadas ó bien a errores en el proceso de fabricación, siendo tal su efecto
sobre el comportamiento del recubrimiento que en ocasiones es capaz de reducir drásticamente
su durabilidad ó eficiencia contra la corrosión.
Las normas Pemex consideran las siguientes pruebas y características:
-
Tiempo de secado.
Estabilidad.
Flexibilidad.
Adherencia.
Intemperismo acelerado.
Cámara salina.
Densidad.
Viscosidad.
Color.
Finura.
Retenido en maya 325.
Aplicación y apariencia.
Poder cubriente.
Pruebas de composición.
Pruebas químicas de inmersión.
188
Petróleos Mexicanos tiene especificados los siguientes recubrimientos:
PRIMARIOS
ESPECIFICACIÓN
RP-1-74
RP-2-74
RP-3-74
RP-4-74, TIPO A
RP-4-74, TIPO B
RP-5-74, TIPO A
RP-5-74. TIPO B
RP-6-74
RP-7-74, PRIMARIO
RP-7-74, ENLACE
RP-8-74
DENOMlNAClÓN
Minio alquidálico
Cromato de zinc, vinil alquidálico
Zinc 100% inorgánico, tipo poscurado
Zinc 100% inorgánico autocurante base acuosa
Zinc 100% inorgánico autocurante base solvente
Expoxi-alquitran de hulla catolizado con amina
Expoxi-alquitran de hulla catolizado con poliamida
Epóxico catolizado
Vinil epóxico
Vinil epóxico
Epóxico catolizado para turbosina
ACABADOS
ESPECIFICACIÓN
RA-20-74
RA-21-74
RA-22-74
RA-23-74
RA-24-74
RA-25-74
RA-26-74
DENOMlNAClÓN
Esmalte aldoquidálico brillante
epóxico catolizado
Vinílico de altos sólidos
Epóxico catolizado para turbosina
Fenolico de aluminio
Vinil acrílico
Epóxico catolizado de altos sonidos
RECUBRIMIENTOS ESPECIALES
ESPECIFICACIÓN
RE-30-74 TIPO A
RE-30-74 TIPO B
RE-31-74 TIPO A
RE-31-74 TIPO B
RE-32-74
RE-33-74
RE-34-74
DENOMlNAClÓN
De cumarona, para altas temperaturas
De Sílicon, para altas temperaturas
Antinegativo, base CU O
Antinegativo, con órgano - metálicos
Epóxico para zona de mareas y oleajes
Esmalte alquidalico para tambores
Epóxico aqucto a base de amina
189
Posteriormente en forma tabular se describen los diferentes sistemas de productos
anticorrosivos que Petróleos Mexicanos utiliza en sus instalaciones dependiendo de las
condiciones de exposición.
MÉTODOS DE SUPERVISIÓN
Considerando la gran diversidad de factores y condiciones como son la preparación de
superficie, hasta la obtención del sistema de recubrimiento en condiciones de operación, es por
demás indispensable llevar un control adecuado ó supervisión, en cada una de las etapas que
considera la protección anticorrosiva de instalaciones a través del uso de recubrimientos.
Además de las mencionadas anteriormente, Petróleos Mexicanos cuenta con especificaciones
para la preparación de la superficie metálica y procedimientos de aplicación, donde se
contemplan los diferentes tipos de limpieza requeridos, el equipo y su correcta operación en
campo, así como, la herramienta y pruebas que el Supervisor debe llevar a cabo para su
aceptación final. Las láminas Nos. 50 y 51 describen el equipo a utilizar en la limpieza con
chorro de arena y herramienta de inspección.
Durante la etapa de preparación de superficies, el Supervisor debe verificar que el equipo sea el
especificado y que opere correctamente en cuanto a volumen y presión de aire, filtros en buen
estado para eliminación de humedad y vapores de aceite, limpieza y rugosidad de la superficie
(1.0 a 2.5 milésimas de pulgada) para fines de adherencia, etc., Asimismo verificará que el
abrasivo sea el especificado en cuanto al tipo, dimensión y características. Ver Lámina No. 52.
190
191
192
Una vez aplicados los diferentes recubrimientos, el Supervisor debe verificar lo siguiente:
-
Tiempo de secado.
-
Apariencia.
-
Espesor de la película.
-
Adherencia.
-
Continuidad de película.
-
Inspección a largo plazo.
7.2. PROTECCIÓN CATODICA
La corrosión como ya antes se dijo, es la tendencia de los metales a obtener un estado de
equilibrio electroquímico, que ocurre a niveles de energía más bajos de los que poseen, por
ejemplo, el fierro se encuentra naturalmente su estado de energía más bajo en la forma de
óxidos (yacimientos). El hombre lo transforma en fierro estructural, aceros, etc., y estos tienden
a regresar a su estado de equilibrio a través de la oxidación (corrosión).
El proceso de corrosión se puede describir usando come, analogía a la pila seca, bien conocida
por nosotros. Ver lámina No. 53.
GUIA DE RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS
CONDICION DE EXPOSICION
PREPARACION
DE LA
SUPERFICIE
RECUBRIMIENTO
No DE
CAPAS
ESPESOR EN
MILS X CAPA
(SECA)
RECUBRIMIENTO
PRIMARIO
AMBIENTE SECO
L.M..
RP-1 Minio
Alquidalico
RP-2 Cromato de
Zinc
RP-2 Cromato de
Zinc
RP-3 Inorganico de
Zinc poscurado
RP-1
RP-1
ESPESOR EN
MILS X CAPA
(SECA)
APLICACION
OBSERVACIONES
Brocha y
Aspersion
Sin acabado, el minio
alquidalico lo usa como
mano de taller
ACABADO
2
1.5
2
1.5
2
1
1
1
No DE CAPAS
RP-1
RP-1
2
2
1.5
1.5
1.5
2-3
2-3
2-3
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
2
1.5
1.5
3
Aspersion
El inorganico de zinc
autocurante tipo B se
empleara cuando se tenga
mas del 70% de humedad
relativa
durante
la
aplicación y secado
2-3
2-3
2-3
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
2
2
3
5
Aspersion
Idem RP-4B
2-3
2-3
2-3
2
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
2
2
3
5
Aspersion
Idem RP-4B
2
2
2
2
3
5
Aspersion
Idem RP-4B
AMBIENTE HUMEDO
L.H. ó L..CH.
A Coa
L.CH.A.M.B.
AMBIENTE HUMEDO Y SALINO
L.CH.A.M.B.
RP-1
RP-1
RP-1
AMBIENTE HUMEDO CON ó SIN
SALINIDAD Y GASES
DERIVADOS DEL AZUFRE
L.CH.A.M.B.
RP-1
RP-1
RP-1
RP-1
AMBIENTE MARINO
L.CH.A.M.B.
RP-1
RP-1
RP-1
1
1
1
2-3
2-3
2-3
RP-1
RP-1
RP-1
L.CH.A. Coa.
RP-1
2
6-8
No se usa
Aspersion
L.CH.A. Coa.
RP-1
2
6-8
No se usa
Aspersion
L.CH.A. Coa.
RP-1
RP-1
2
1
EXPOSICION A LA TURBOSINA
L.CH.A.M.B.
RP-1
EXPOSICION A DESTILADOS
TRATADOS
L.CH.A.M.B.
EXPOSICION A DESTILADOS
SIN TRATAR
L.CH.A. Coa.
EXPOSICION AL AGUA SALADA
(Interiror de tanques)
EXPOSICION AL AGUA CRUDA Y
TRATADA (Interiro de tanques)
EXPOSICION AL AGUA
POTABLE (Interior de tanques de
almacenamiento)
1
1
1
1
1
1
1
1
2
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
3
5
Aspersion
1
2
RP-1
1
5
Aspersion
RP-1
1
2-3
RP-1
1
2
No se usa
RP-1
LAMINA No. 52
1 DE 2
Aspersion
2
2
Aspersion
Detectar
electrica
Detectar
electrica
continuidad
Detectar
electrica
continuidad
continuidad
Detectar
continuidad
electrica
Se emplea tambien en
tanques
aromaticos
y
alifalicos
Detectar
continuidad
electrica
194
CONDICION DE EXPOSICIÓN
PREPARACIÓN
DE LA
SUPERFICIE
RECUBRIMIENTO
No DE
CAPAS
ESPESOR EN
MILS X CAPA
(SECA)
RECUBRIMIENTO
PRIMARIO
AMBIENTE SECO
L.M..
RP-1 Minio
Alquidalico
RP-2 Cromato de
Zinc
RP-2 Cromato de
Zinc
RP-3 Inorganico de
Zinc poscurado
RP-1
RP-1
ESPESOR EN
MILS X CAPA
(SECA)
APLICACION
OBSERVACIONES
1.5
1.5
Brocha y
Aspersion
Sin acabado, el minio
alquidalico lo usa como
mano de taller
ACABADO
2
1.5
2
1.5
2
1
1
1
No DE CAPAS
RP-1
RP-1
2
2
1.5
2-3
2-3
2-3
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
2
1.5
1.5
3
Aspersion
El inorganico de zinc
autocurante tipo B se
empleara cuando se tenga
mas del 70% de humedad
relativa
durante
la
aplicación y secado
2-3
2-3
2-3
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
2
2
3
5
Aspersion
Idem RP-4B
2-3
2-3
2-3
2
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
2
2
3
5
Aspersion
Idem RP-4B
2
2
2
2
3
5
Aspersion
Idem RP-4B
AMBIENTE HUMEDO
L.H. ó L..CH.
A Coa
L.CH.A.M.B.
AMBIENTE HUMEDO Y SALINO
L.CH.A.M.B.
RP-1
RP-1
RP-1
AMBIENTE HUMEDO CON ó SIN
SALINIDAD Y GASES
DERIVADOS DEL AZUFRE
L.CH.A.M.B.
RP-1
RP-1
RP-1
RP-1
AMBIENTE MARINO
L.CH.A.M.B.
RP-1
RP-1
RP-1
1
1
1
2-3
2-3
2-3
RP-1
RP-1
RP-1
L.CH.A. Coa.
RP-1
2
6-8
No se usa
Aspersion
L.CH.A. Coa.
RP-1
2
6-8
No se usa
Aspersion
L.CH.A. Coa.
RP-1
RP-1
2
1
EXPOSICION A LA TURBOSINA
L.CH.A.M.B.
RP-1
EXPOSICION A DESTILADOS
TRATADOS
L.CH.A.M.B.
EXPOSICION A DESTILADOS
SIN TRATAR
L.CH.A. Coa.
EXPOSICION AL AGUA SALADA
(Interiror de tanques)
EXPOSICION AL AGUA CRUDA Y
TRATADA (Interiro de tanques)
EXPOSICION AL AGUA
POTABLE (Interior de tanques de
almacenamiento)
1
1
1
1
1
1
1
1
2
RP-1
RP-1
RP-1
2
2
3
5
Aspersion
1
2
RP-1
1
5
Aspersion
RP-1
1
2-3
RP-1
1
2
2 DE 2
No se usa
RP-1
Aspersion
2
2
Aspersion
Detectar
electrica
Detectar
electrica
continuidad
Detectar
electrica
continuidad
continuidad
Detectar
continuidad
electrica
Se emplea tambien en
tanques
aromaticos
y
alifalicos
Detectar
continuidad
electrica
196
Cuando el interruptor del circuito está abierto, no existe flujo de corriente y las paredes de zinc
de la batería se mantienen intactas. Cuando el interruptor se cierra, se produce un flujo de
corriente desde la terminal positiva a la terminal negativa y un flujo de electrones en sentido
contrario. Los electrones al llegar a la superficie de la barra de carbón, se unen con iones
positivos presentes en el electrolito, así la corriente es transportada desde la pared de zinc,
hacia la barra de carbón a través del electrolito, completándose así el circuito eléctrico. Al ceder
electrones para generar corriente, en las paredes de zinc se produce pérdida del metal, lo que
se conoce como oxidación, y en la superficie de la barra del carbón, que se mantiene íntegra,
ocurre lo que se conoce como reducción. A la pila seca también se le denomina celda galvánica
en la cual la barra de carbón es el cátodo y la pared del zinc es el ánodo.
Como conclusión podemos deducir de la pila seca que el ánodo suelta corriente hacia el medio
electrólito y se corroe, y que el cátodo recibe corriente desde el medio electrolito y no sufre
corrosión. El flujo de corriente en la pila seca se produce, debido a que el zinc y el carbón son
metales de electronegatividades distintas, que al conectarse eléctricamente producen un
diferencial de voltaje que causa el flujo de corriente.
En la lámina No. 54 se aprecian algunas de las celdas galvánicas más comunes en tuberías, sin
embargo la técnica de protección catódica debidamente aplicada, es el métodos más efectivo
para reducir la corrosión y se le puede aplicar en muchas áreas para evitar la perdida de metal,
como son las siguientes:
-
Embarcaciones de acero.
-
Tanques de lastre ó almacenamiento.
-
Plataformas Marinas.
-
Ductos submarinos y enterrados.
-
Refinerías.
-
Plantas generadores de electricidad.
-
Instalaciones portuarias.
-
Tablestacados.
-
Intercambiadores de calor.
197
-
198
De todo lo anterior se puede deducir, que si se puede conseguir que la estructura a proteger
colecte corriente desde el electrolito, ésta sera protegida contra la corrosión.
La protección catódica consiste en aplicar una corriente directa hacia el metal a protegerse, de
un magnitud suficiente que se sobreponga al flujo de corriente desde las áreas anódicas. Está
corriente se puede aplicar de dos maneras: de corriente impresa ó a través de un sistema de
sacrificio.
&255,(17( ,035(6$ Este sistema consiste en imprimir la corriente requerida utilizando una
fuente de corriente externa. Generalmente está fuente es de corriente alterna, por lo que se
requiere de un rectificador; (ver lámina No. 53) otras fuentes de energía pueden ser celdas
solares, generadores termoeléctricos, baterías, generadores de viento, etc. Los ánodos para
sistemas de corriente impresa, se escogen no por sus propiedades electroquímicas si no por su
capacidad de salida de corriente, su durabilidad, su costo tomando en cuenta el medio en que
se utilizara. Algunos ánodos de corriente impresa son: de grafito, plomo - plata, fierro - silicio,
titanio, platino y polímeros conductivos a base de grafito.
È12'26'(6$&5,),&,2De entre los primeros experimentos que sobre protección catódica se
puede mencionar, son los realizados con placas de zinc, que fueron conectados eléctricamente
a placas de cobre y el conjunto fue surnergido en agua salada. En está celda galvánica de
acuerdo con el potencial electroquímico, el zinc era el ánodo y el cobre era el cátodo, de tal
forma que cuando fluía corriente suficiente, el cobre quedaba protegido catódicamente.
El zinc era el proveedor de tal corriente y por lo mismo se corroía, por está razón se le llamo
ánodo de sacrificio. Este métodos de obtener corriente eléctrica para protección catódica,
puede usarse para otras combinaciones de metales obteniéndose parámetros eléctricos, en que
si se genera corriente suficiente la estructura queda protegida. Para que está protección sea
continua, el ánodo debe no únicamente tener las propiedades electroquímicas necesarias, si no
que debe consumirse lo suficientemente lento para tener una vida razonable.
El factor importante para determinar la vida útil de un ánodo, es la relación del volumen de
consumo del material anódico. Si el volumen de consumo es alto, se presentarán cambios
rápidos de forma y tamaño de los ánodos y la vida efectiva puede ser reducida.
199
Para un metal particular, la relación entre la resistencia y su volumen, determinará la vida que
puede esperarse de el; es decir en el mismo medio a vida de un material anódico en forma de
esfera, sera mayor que la vida de una varilla del mismo material y del mismo peso.
El consumo del ánodo sera proporcional a la carga total drenada por él, pero la velocidad de
consumo de cualquier punto de la superficie, dependerá de su densidad de corriente y está no
es constante a lo largo de toda la superficie del ánodo. En filos, esquinas y puntos
sobresalientes ó grietas la densidad de corriente será mayor y el ánodo se corroerá más
rápidamente.
0(7$/(6$1Ï',&26 Tres son los metales anódicos más comunes y utilizados para proteger
estructuras de acero. Estos metales son el magnesio, zinc y el aluminio, de los cuales este
último, por ser el más utilizado en estructuras inmersas en agua salada, será el que se le
describa sus propiedad físicas.
Metal anódico -
aluminio
Peso atómico -
27
Densidad relativa
-
2.7
Punto de fusión
-
660 C
Amper hora/lb -
1350 (2970 amper hora/kg.)
Es un material de muy alta eficiencia 95% y su equivalente químico en esas condiciones es del
orden de 2.95 kg/amper-año.
El uso del zinc debido a su bajo potencial, está limitado a medios de baja resistividad, no
recomendándose para valores mayores de 600 CHMCM, generalmente este tipo de material se
usa para sistemas de protección catódica en agua salada, como son las plataformas marinas,
aunque también puede ser utilizado para tanques de almacenamiento de agua cruda ó de agua
tratada, siempre y cuando los valores de la resistividad no sean mayores que los indicados
anteriormente.
A continuación se describen las consideraciones necesarias para el diseño de una protección
catódica en una estructura inmersa en agua salada.
200
Si se tiene una estructura inmersa en agua salada a la cual puede hacérsele una prueba de
requerimiento de corriente, el cálculo de la cantidad de material de sacrificio se simplifica
notablemente ya que únicamente se determinara en función de la corriente requerida y el
equivalente electroquímico del material seleccionado, cuanta cantidad de este se requerirá para
que la estructura quede protegida por el número de años deseados. El peso total de material
deberá dividirse entre el número de ánodos que se decidan instalar, y que al mismo tiempo
presenten una distribución geométrica tal, que toda la estructura reciba corriente de protección.
En caso de no ser posible una prueba de requerimiento de corriente, se sigue el criterio que se
utiliza para estructuras inmersas en agua dulce; donde la densidad de corriente necesaria es de
2 ma/ft2, y de 5 ma/ft2 para agua salada, misma que deberá multiplicarse por el área desnuda
estimada para está superficie, por el equivalente electroquímico y finalmente por la vida útil
requerida de la estructura.
Ejemplo: Se requiere proteger una estructura de acero inmersa en agua salada con las
siguientes características:
Área a proteger
-
73,200 pies2
Vida útil (VU)
-
20 años
Material anódico (MA) -
Equivalente electroquímico
aluminio
(EQ)
=
6.2
Ibs
amp-año
Densidad de corriente en agua salada l = 5 ma/pie2
W = área X I X EQ X VU
W = 73,200 pie2 X 0.005 amp/pie2 X
6.2 lbs
X
20 años
amp-año
W = 45,300 lbs de material anódico de aluminio
No. ánodos =
W
peso un ánodo
CAPITULO 8
DINÁMICA EN LA FABRICACIÓN, SUPERVISIÓN, INSPECCIÓN Y
CONTROL DE OBRAS DE PLATAFORMAS MARINAS
8.
DINÁMICAS EN LA FABRICACIÓN, SUPERVISIÓN, INSPECCIÓN
Y CONTROL DE OBRAS DE PLATAFORMAS MARINAS
Como una introducción a este tema se considera recordar, que las partes principales de una
plataforma como son la subestructura, superestructura, pilotes y conductores tienen formas,
dimensiones y pesos tan considerables que necesariamente deben existir procedimientos y
técnicas de construcción que faciliten la integración de todos los elementos que forman cada
estructura.
Petróleos Mexicanos antes de que iniciara la fabricación de plataformas en territorio nacional,
envió a nuestros técnicos a visitar en el extranjero (Estados Unidos) a empresas que
mundialmente se dedican a fabricar este tipo de plataformas, dando como resultado que las
técnicas ó procedimientos de prefabricación y montaje son muy semejantes en todos los casos,
por tal motivo no hubo razón de adoptar nuevas técnicas ó de cambiar procedimientos para
nuestros patios de fabricación que en ese tiempo estaban en vías de iniciarse.
Respecto a lo anterior y muy ligado a la fabricación, si debemos de mencionar las limitaciones
que nuestros patios de fabricación han tenido desde siempre, como son algunas herramientas,
equipos para la Fabricación y soldadura así como para el propio montaje.
Sin embargo lo anterior no nos ha eximido de apegarnos 100% a las especificaciones, normas y
códigos establecidos para la fabricación de las mismas. Ver lámina No. 55.
Tomando en consideración que las principales partes de una plataforma están formadas por 4
marcos y 2 ejes y que éstos a su vez se unen entre sí con un sin número de elementos
tubulares para formar los diferentes niveles de arriostramiento, se ha visto que necesariamente
la fabricación se debe iniciar ó armar a nivel de piso, conformando los planos transversales ó
marcos para posteriormente unirlos entre si y así formar la propia estructura.
SUBESTRUCTURA.- El material utilizado en las columnas así como los arriostramientos
horizontales y verticales, son especificación ASTM-A-36 grado estructural, el cual la mayor
parte de este material se fabrica en territorio nacional siendo este de suma importancia.
Una parte del material utilizado en los "nodos" ó "canes" de la subestructura, en las zonas
donde se interceptan algunos elementos tubulares, es acero de mayor resistencia, al carbón
magnesio silicio normalizado y además debe cumplir con requisitos de resistencia a la fatiga
denominado este acero, ASTM-A-537 C-1; ASTM-A-572 Gr B; ASTM-A-633 Gr 50.
204
Dentro de la dinámicas de montaje de la subestructura, se ha establecido prefabricar, montar,
soldar e inspeccionar al 100% y a nivel de piso los marcos 1, 2, 3 y 4, pudiendo izar a su
posición definitiva en primer lugar los marcos 2 y 3 intermedios, finalmente el 1 y 4 extremos,
montando los elementos intermedios como son diagonales y horizontales, para así de esta
manera rigidizar las partes de la subestructura que en posición definitiva se van integrando. Ver
lámina No. 56.
205
206
207
208
209
210
211
683(5(6758&785$ La superestructura como ya se dijo consiste en 8 columnas tubulares y 2
cubiertas (de producción y perforación) siendo estás últimas fabricadas en su totalidad con
perfiles, que por su dimensión son armadas en campo, todas de acero ASTM-A-36 grado
estructural.
La madera ubicada en la cubierta superior deberá ser de pino amarillo del sur, densidad
estructural No. 65 tratada con sales de cloruro de cromato de zinc con una impregnación de 32
Kg. por m3.
Los barandales utilizados en ambas cubiertas son de un diámetro de 1.900”, galvanizadas por
inmersión en caliente conforme a la norma ASTM-A-123.
Todos los aceros para las tuberías de proceso y servicio ubicados abajo de la cubierta superior,
deben cumplir con la norma ASTM-A-53 grado B ó API-5L grado B ó API-5LX grado X-42, con
sus correspondientes aceros, dependiendo de las condiciones de operación.
La rejilla para piso debe ser dentada de acero ASTM-A-36, galvanizada por imersión
ASTM-A-123 conforme a las especificaciones contenidas en el manual de la rejilla de barras
metálicas de la "National Association of Architectural Metal Manufacturers" tipo W-19-4 (1 X
3/16” ).
Nota: La rejilla debe ser del tipo troquelada, en lugar del tipo electroforjada; los elementos de
unión de la solera deben pasar a través de perforaciones barrenadas en las solerás.
Este sistema evita los desprendimientos de los redondos de unión y no requiere
almacenamiento de los mismos. El desalineamiento de estos elementos de unión presentan mal
aspecto a la vista. Todo el material descrito correspondiente a la superestructura es de
fabricación nacional.
Para el montaje ó integración de la superestructura, comúnmente se fabrica a nivel de piso los
ejes A y B, para izar primero el eje A, contra venteándolo provisionalmente e izar finalmente el
eje B.
A la misma vez y para mayor facilidad, se fabrican a nivel de piso la cubierta inferior y la
superior, izando exclusivamente en movimiento vertical la primera y deslizando el eje A y B
sobre una estructura falsa, para colocarlas inmediatamente abajo de la cubierta que se
encuentra suspendida y así integrarlas en su posición definitiva.
212
De la misma manera una vez terminada la cubierta superior, se iza verticalmente para
enseguida deslizar las columnas y la cubierta inferior abajo de la propia cubierta superior y así
colocarla en posición definitiva para formar en si la propia superestructura.
Posteriormente a estos montajes se lleva a cabo la integración de la obra electromecánica así
como el acabado de pintura para protegerlos de la corrosión. Ver lámina No. 57.
213
214
217
3,/27(6<&21'8&725(6En la actualidad el material y el rolado para la fabricación de pilotes
y conductores, es hecho en su totalidad por empresas mexicanas, utilizando acero ASTM-A-36,
y solo en ciertas partes del pilote se especifica acero de alta resistencia, ya sea ASTM-A-537 C1 grado B ó A-572 grado 50, con espesores de 1" hasta 2 1/2".
Para el armado de secciones que conforman un pilote, estos se arman a nivel de piso y sobre
unas mochetas de concreto, depositando manualmente el cordón de fondeo y paso caliente en
la misma posición de armado para posteriormente con grúas colocarlos sobre posicionadores y
finalmente soldar con máquinas de arco sumergido de alto rendimiento.
8.l.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIFERENTES MATERIALES Y SUS
ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN UTILIZADOS EN
PLATAFORMAS MARINAS
TOLERANCIAS PARA MATERIAL ESTRUCTURAL
0,(0%526 78%8/$5(6 &20(5&,$/(6 La tolerancia de las dimensiones de miembros
tubulares manufacturados comercialmente, deben estar de acuerdo con la sección 3.5 de la
especificación AWS D1.1.
0,(0%52678%8/$5(652/$'26(17$//(5 Las tolerancias de las dimensiones de miembros
tubulares rolados en taller deben estar de acuerdo con los requisitos indicados a continuación y
conforme a la norma API SPEC 2B.
-
(63(625'(/$3/$&$ La disminución del espesor de la placa no debe ser mayor del
12% del espesor normal, solo en ciertas regiones derivadas del rolado y no por
corrosión.
-
5('21'(= La diferencia entre los diámetros exteriores, mayor ó menor no debe
exceder de ±1% del diámetro nominal exterior especificado ó de ± 6.1 mm (1/4” ), el que
resulte mejor.
-
&,5&81)(5(1&,$y3(5,0(752 La circunferencia exterior no debe exceder las medidas
que a continuación se indican:
218
.- Dentro de ± 1% de la circunferencia exterior nominal
.- Dentro de ± 12.7 min (1/2”).
5('21'(='(/78%2(1/$=21$'(/$-817$/21*,78',1$/ La desviación de la curvatura
próxima a la unión longitudinal soldada, no debe exceder de 1.6 mm ( 1/16”) .
'(69,$&,Ï1 El alineamiento de los extremos para tubos soldados a tope, se efectuará de tal
forma que si el diámetro de los tubos que se están alineando tienen diferencias, éstas se
repartirán en toda la circunferencia y en ningún caso se permitirá que el escalón así formado
sea mayor de 1.6 mm (1/16").
5(&7,78' La desviación lineal de cualquier miembro tubular, no debe exceder de 3.2 mm
(1/8") en cualquier tramo de 3.05 m (10' ); 9.5 mm (3/8") en tramos de 12.20 m (40'); ó 12.7 mm
(1/2”) en cuya longitud sea superior a 12.20 m (40').
/21*,78' Los miembros tubulares rolados por el fabricante deben fabricarse con placa de
3.05 m (10' ) de longitud. Los miembros tubulares comerciales se deben adquirir en tramos de
12.19 m (40') aproximadamente. No deben realizarse empates de segmentos menores de 0.914
m (3’ ) ó una vez el diámetro del tubo, cualquiera que resulte mayor, ni se permiten más de dos
empates en cualquier tramo de 3.05 m (10') de longitud.
81,Ï1 '( 78%26 '( ',67,17$6 ',0(16,21(6 En unión de tubos de diferente espesor de
pared, se debe utilizar una transición con pendiente que no exceda de 25.4 mm (1") de cambió
de espesor, por cada 63.5 mm (2 ½” ) de longitud de tubo. A está transición se le denomina
contrabisel ó relevador de esfuerzos.
3/$&$6 y 3(5),/(6 (6758&785$/(6 Las placas y perfiles estructurales laminados que se
utilicen en la Fabricación de plataformas marinas, deben satisfacer los requisitos señalados por
las especificaciones ASTM-A-36 y ASTM-A-6.
219
TOLERANCIAS DIMENSIONALES DE LAS VIGAS Y PERFILES SOLDADOS EN
TALLER
Las dimensiones estructurales soldadas, deben estar de acuerdo con la tolerancia de las
especificaciones generales de fabricación.
Las variaciones permisibles en la parte de las vigas ó trabes, sin importar la sección transversal,
en donde la contraflecha no se especifique la curvatura vertical ó lateral, no deberá exceder de:
3.2 mm X
longitud, total en m
3.05
Asimismo las variaciones permisibles en las contraflechas especificadas de vigas ó trabes,
independientemente de su sección transversal no deben exceder de:
-0, + 6.35 mm ó + 6.35 mm X longitud del miembro medido en m
3.05
Así como el valor calculado no debe exceder los 19.05 mm
0 + 3.2 mm X longitud en m al extremo más cercano
3.05
Cualquiera que sea mayor.
Nota: Este inciso es aplicable a piezas fabricadas antes de su montaje.
El alabeo de las almas en vigas debe ser determinado por medio de una regla de canto recto,
cuya longitud no sea menor que la que existe entre los atiesadores ó patines, lo que resulte
menor.
El canto recto de la regla se coloca en posición de máxima desviación del alma por el lado
donde se absorbe concavidad.
En una viga cuya alma tenga un peralte D, un espesor T, en recuadros limitados por
atiesadores ó patines cuya longitud menor es D, el combeo máximo debe ser el siguiente:
220
Atiesadores intermedios en ambos lados del alma:
Donde D/ t ≥ 150, combeo máximo = d / l 15
Donde D/ t ≤ 150, combeo máximo d / 92
Atiesadores intermedios en un solo lado del alma:
Donde D/t / 100, Combeo máximo = d / 100
Donde D/t ≤ 100, combeo máximo = d / 67
Sin atiesadores intermedios:
combeo máximo = d / 150
La deflexión ó descuadramiento combinado de los patines en vigas ó trabes, debe determinarse
midiendo la desviación del patín desde una línea normal, al plano del alma de un extremo al
otro del patín.
Está desviación no excederá de 1/100 del ancho total del patín ó 6.35 mm (1/4”), cualquiera que
sea mayor. Excepto las partes que van a ser unidas por soldadura a tope, las que deben
alinearse de tal forma que la máxima desviación de las partes a unir, sea el 10% del espesor del
elemento de menor diámetro nominal, pero ésta no podrá exceder de 3.2 mm, para corregir la
desviación las partes deben aguzarse con un bisel cuya pendiente no sea mayor de 12.7 mm
(1/2") en 305 mm (12"). La desviación debe medirse tomando como base la línea central de las
partes, a menos que otra cosa se indique en planos.
La variación permisible del peralte especificado para vigas soldadas en la línea de centro del
alma no debe exceder de:
Para peraltes hasta 0.914 m (36")
± 3.2 mm (1/8”)
Para peraltes mayores de 0.914 m (36”)
± 4.8 mm (3/16”)
hasta l.829 m (72") inclusive
Para peraltes mayores de l.829 m (72")
± 8.0 mm (5/16”)
± 4.8 mm (3/16”)
221
Los atiesadores en los extremos deben encajar y estar a escuadra con respecto al alma de la
viga, y tener cuando menos un área de contacto con la superficie interior del patín del 75%.
Cuando una viga se apoye en una base metálica el 75% del área proyectada del alma y los
atiesadores, deben ajustarse a la base dentro de 0.25 mm (0.010"), y en el 25% del área
restante, el ajuste no debe ser mayor de 0.8 (1.32"). El ajuste entre el alma y patín en vigas sin
atiesadores, no deberá exceder 0.25 mm (0.010") de holgura y el Angulo entre alma y patín,
será de 90° en la longitud de apoyo.
El ajuste de los atiesadores intermedios deben tener una holgura máxima de 1.6 mm (1/16”)
entre atiesador y patín.
La variación en la rectitud de los atiesadores intermedios, no debe exceder 12.7 mm (1/2”) con
respecto a cualquier miembro de la viga en que está alojado.
La variación en la rectitud de los atiesadores de apoyo, no debe exceder de 6.4 mm (1/4") para
atiesadores con longitud hasta de 1 .83 m (6’ ), y de 12.7 mm (1/2") para mayores de 1.83 m.
La Línea de centro real del atiesador, debe estar contenida dentro de la localización teórica del
espesor del atiesador. La variación máxima permitida, entre la línea de centro de los patines es
de 6.3(1/4”).
8.2. PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN DE LA
SUBESTRUCTURA, PILOTE, SUPERESTRUCTURA Y OBRA
ELECTROMECANICA
TOLERANCIA PARA FABRICACIÓN
*(1(5$/,'$'(6 La localización de cada miembro de la estructura se hace en función de la
geometría de ésta. A continuación se especifican las tolerancias de posicionamiento de los
elementos con respecto al resto de la estructura.
222
COLUMNAS DE LA SUBESTRUCTURA Y SUPERESTRUCTURA
',67$1&,$6 +25,=217$/(6 La distancia horizontal desde el eje de cualquier columna
principal, al eje de cualquier otra columna adyacente, no debe variar ± 9.5 mm (3/8”) de las
dimensiones originales mostradas en los planos .
$/,1($0,(172 9(57,&$/ El alineamiento vertical de las columnas principales debe
mantenerse dentro de ± 6.3 mm (1/4”).
'(69,$&,21(6 '( /$ 5(&7,78' La desviación en línea recta de las columnas, no debe
exceder 3.1 mm (1/8") en cualquier segmento de 3.05 m (10'), 9.5 mm (3/8") en cualquier
segmento de 12.20 m (40' ) y 12. 7 mm (1/2") en cualquier longitud superior de 12.20 m. Está
rectitud debe verificarse al menos contra dos planos perpendiculares entre sí.
3,62'(È5($'()$%5,&$&,Ï1 La fabricación se lleva a cabo sobre una base plana y a nivel,
efectuando verificaciones semanales. En el caso de que alguna de las columnas se saliera de
nivel, ésta debe nivelarse introduciendo placas bajo la base de la misma según sea necesario.
(6&8$'5$0,(172 La parte superior de columnas principales de la subestructura, deben
cortarse en ángulo recto con respecto a su eje longitudinal. Cualquier variación de este corte, no
debe exceder de 3.1 mm (1/8”) en la sección transversal del tubo medido sobre su diámetro.
Longitud de las columnas principales de la superestructura. La tolerancia de la longitud total es
de ± 25.4 mm (1”).
%$5$1'$/(6 Los barandales deben fabricarse de tal forma que cuando queden instalados, la
parte superior del pasamanos quede horizontal y los postes verticales.
Todos los cantos burdos deben eliminarse, ya sea rellenando ó esmerilando. Asimismo las
soldaduras que puedan tener contacto en uso normal con las manos del personal deben
alisarse con esmeril.
223
CONTRAVENTEO DE LA SUBESTRUCTURA Y CUBIERTAS
0,(0%526 +25,=217$/(6 Los miembros horizontales no deben variar más de ± 6.3 mm
(1/4”) de la elevación ó de las dimensiones medidas sobre un plano horizontal mostradas en los
planos del proyecto.
9,*$6'(/$6&8%,(57$6 Las vigas deben montarse con el patín superior a nivel, a lo largo de
toda su longitud.
ATIESADORES.- En donde se presenten anomalías de los atiesadores como son
alabeamiento, desalineamiento de los mismos, éstas no deben exceder de ± 3.1 mm (1/8") con
respecto a la línea de centro teórico proyectado.
PRUEBA DE HERMETICIDAD DE COLUMNAS
Todas las columnas deben probarse hidrostáticamente, antes de instalarse a una presión
equivalente a una vez y medía el tirante de diseño de la estructura, sin sobrepasar la presión de
prueba de fábrica. La prueba debe sostenerse por un tiempo mínimo de una hora sin pérdida de
presión.
Después de instalar los diafragmas, se debe efectuar una prueba neumática a cada columna
principal a una presión de 0.2 kg/cm2. presión que se sostiene durante la revisión de las
uniones con jabonadura para verificar la hermeticidad de las columnas.
Para descargar las columnas se deben operar las válvulas de inundación con el material, con el
objeto de verificar el correcto funcionamiento del sistema de inundación. Una vez descargada la
presión, se verifica que las válvulas queden en posición cerrada.
FABRICACIÓN DE PILOTES Y TUBOS CONDUCTORES
Se fabrican a partir de placa de acero. Está debe satisfacer los requisitos de la última edición de
la norma ASTM-A-36, para acero estructural a menos que los planos indiquen otra cosa. El
ancho normal de la placa para rolado debe ser de 3.05 metros (10').
224
La disminución de espesor de pared en cualquier parte del tubo fabricado, no será menor del
12% del espesor nominal especificado. El diámetro exterior en cualquier parte del tubo no debe
tener variaciones mayores de ± 1% del especificado, siendo ± 6.5 mm (1/4”)l la diferencia
máxima permisible.
El perímetro exterior en cualquier parte del tubo puede tener una tolerancia de ± 1% con
respecto al perímetro nominal, pero en ningún caso podrá exceder de 12.7 mm (1/2”).
La tolerancia en la desviación de la rectitud en cualquier segmento de 3.05 metros (10’) es de
3.17 mm (1/8”), permitiéndose hasta 9.51 mm (3/8") en segmentos hasta de 12.20 m (40’) pero
en ningún caso excederá de 12.7 mm (1/2") para segmentos con longitudes mayores de 12.20
m (40').
Toda la soldadura debe estar de acuerdo con lo establecido en los requisitos de la sección 3 de
la norma API STD 2 B y sujeto a las pruebas indicadas en los mismos.
Las superficies a soldar deben estar libres de óxido, grasa, pintura y materiales extraños. Las
superficies muy oxidadas ó pintadas, se deben acondicionar hasta dejar el acero totalmente
limpio, por lo menos 5 cm a ambos lados de la junta.
Todos los procedimientos de soldadura se deben ejecutar con los tubos en posición fija, siendo
obligatorio el trabajo simultaneo de dos operarios en el primer cordón (fondeo).
Toda soldadura que conecta miembros con un espesor de 38.1 mm (1 1/2”) ó mayores, se
deben realizar con electrodos de bajo hidrogeno; pero no será necesario usarlos en el primero y
segundo cordón.
El trabajo debe ejecutarse de acuerdo a las normas citadas en forma tal, que la calidad esté
dentro de los requisitos de aceptabilidad establecidos.
No se permiten empates de segmentos menores de 0.914 m (3’) ó una vez el diámetro nominal
del tubo, cualquiera que resulta mayor, ni más de dos empates en cualquier intervalo de 3.05 m
(10’) de longitud.
En unión de tubos de diferente espesor de pared, debe utilizarse una transición con pendiente
que no exceda de 1” de cambio de espesor, por 2 1/2" de longitud del tubo.
225
La costura longitudinal de dos segmentos adyacentes debe estar girada como mínimo 90°.
En el extremo superior de cada sección debe marcarse con pintura blanca y en forma legible lo
siguiente:
-
Número de pilote.
-
Número de sección.
-
Longitud en metros y pies.
-
Peso en kilogramos.
Se verifica al 100% con rayos "X" todas las juntas transversales, así como 0.20 m (8”) en los
extremos de las juntas longitudinales, en cada tramo de tubo.
Se inspecciona a su vez el 20% de las soldaduras longitudinales por medio de ultrasonido; en
caso de localizar defectos que excedan el 10% de la longitud el Supervisor está facultado para
solicitar inspección adicional, pudiendo a su criterio, ordenar la inspección de la longitud total de
la junta. El costo de la inspección adicional es responsabilidad del contratista.
El contratista debe reparar los defectos de soldadura que le indique el Supervisor, siendo por su
cuenta todos los gastos que se originen, incluyendo el costo de la inspección que se realice
posterior a las reparaciones.
PARTICIPACIÓN DE LA SUPERVISION EN LA FABRICACIÓN DE PLATAFORMAS
MARINAS
*(1(5$/,'$'(6 Las calificaciones de los soldadores deben cumplir con la especificación
AWS D1.1, excepto los soldadores de arco de gas tugsteno, cuyas calificaciones se cumplen en
la sección IX de la ASME, éstos podrán ser precalificados de acuerdo al tipo de material, el
procedimiento de soldadura, así como, la posición que se vaya a utilizar. La prueba es
presenciada por el Supervisor; ningún soldador se empleara sin la aprobación del mismo,
siendo el costo de la prueba por cuenta del contratista.
&(57,),&$'2'(&$/,),&$&,Ï1 El contratista debe resguardar los certificados de calificación
de cada soldador y tenerlos disponibles para revisión del Supervisor.
226
0$5&$ El soldador que realice una prueba de calificación debe marcar con su identificación
asignada cada una de sus soldaduras.
5(&$/,),&$&,Ï1 '( 62/'$'25(6 El Supervisor podrá exigir una nueva prueba de
calificación, sin costo alguno para Pemex, respecto de los soldadores que hayan ejecutado
alguna soldadura defectuosa.
(;(1&,Ï1 '( 358(%$6 Un soldador podrá ser eximido de prueba a juicio del Supervisor,
cuando demuestre estar capacitado y tenga certificado reciente.
'(5(&+26'(3(0(; El Supervisor tiene la obligación de inspeccionar todas las soldaduras
visualmente, ya sea por métodos no destructivos ó remover las soldaduras sometiendo
a
pruebas mecánicas y metalúrgicas. Si la soldadura realizada resulta defectuosa, el costo de la
misma debe ser por cuenta del contratista, de lo contrario, el costo es por cuenta de Pemex.
Las instalaciones se hacen durante el armado, y después de terminada la soldadura.
0$7(5,$/(6 El Supervisor y el contratista deben asegurarse que se utilicen materiales que
cumplan con las especificaciones.
,163(&&,21 '( 62/'$'85$6 El Supervisor debe tomar como referencia la sección
”inspección de soldadura" de la AWS para instrucciones generales.
En tubería que sea rolada en los talleres del contratista, se debe radiografiar al 100% la
soldadura circunferencial y longitudinal por cuenta de Pemex. Las soldaduras reparadas serán
reinspeccionadas radiográficamente por cuenta del contratista y se podrá designar a un tercero
para efectuar inspecciones radiográficas.
,163(&&,215$',2*5È),&$ El Supervisor tomará como base de referencia, la sección 6 parte
B de la especificación AWS D1.1, para juzgar los defectos detectados por el método de pruebas
radiográficas . Pemex podrá efectuar las pruebas que considere convenientes, con objeto de
verificar que la calidad de la soldadura sea la adecuada.
227
INSPECCION ULTRASONICA.- El Supervisor se debe basar en la sección 6 parte C de la
especificación AWS D1.1, para juzgar los defectos detectados por el método de pruebas
ultrasónicas.
,1',&$&,21(63$5$358(%$612'(6758&7,9$6 El Supervisor debe apoyarse en la sección
6 parte A párrafo 6.7 de la especificación AWS D1.1, para verificar los métodos de prueba no
destructivos y sus aplicaciones.
PERSONAL TECNICO NECESARIO PARA LA SUPERVISION EN UN PATIO PARA
FABRICAR PLATAFORMAS MARINAS
En los anteriores temas continuamente se menciona la participación del Supervisor en
determinadas actividades durante la fabricación de plataformas marinas, debiendo ser un
especialista en determinada disciplina ya sea civil, mecánico, electricista, instrumentista, técnico
en soldadura, etc.
Con la finalidad de dar una idea del tipo de estructura organizativa, que desde un principio se ha
tenido en nuestros patios de fabricación, respecto al personal de supervisión técnica, en la
lámina No. 55 se muestra el organigrama tipo, con diferentes especialidades que intervienen en
está actividad.
Lo anterior no es estrictamente un cartabón, en cuanto al número y especialidades que allí se
contemplan, la cantidad de personal técnico así como la especialidad según lo requiera puede
ser aumentado.
(9$/8$&,Ï1<$&(37$%,/,'$''('()(&726'(62/'$'85$6
*(1(5$/,'$'(6 Todo defecto de soldadura debe ser evaluado por el supervisor, tomando en
consideración el sitio en que se encuentra, su tamaño, forma y orientación, conforme a las
secciones B y 10 de la especificación AWS D1.1.
62/'$'85$ '( 3/$&$6 < 6(&&,21(6 (6758&785$/(6 La calidad aceptable de las
soldaduras será de acuerdo con la sección 10 de la especificación AWS D1.1, “estructuras
tubulares", párrafo 10.17.2 y sección B, "diseño de edificios nuevos", párrafo 3.15.2.
228
62/'$'85$$723(3$5$78%8/$5(6 Todas las soldaduras se inspeccionan visualmente con
la siguiente secuencia:
-
Al quedar acomodadas las piezas, antes de aplicar el fondo ó primer cordón de
soldadura.
-
Al termino de la aplicación del cordón de fondeo y paso caliente.
-
Al completar la unión soldada.
CALIDAD DE LAS SOLDADURAS
*5,(7$6 No se acepta ninguna grieta ni rotura, así como, la preparación inadecuada de
uniones (falta de penetración), inclusión de escoria, fusión incompleta (falta de fusión y defectos
mixtos).
Para la insuficiencia máxima permisible de preparación de juntas, inclusión de escoria, fusión
incompleta y defectos combinados, véase las secciones 8.15 y 10.7 de la especificación AWS
D1.1.
)86,21 (;&(6,9$ Se debe evitar la fusión excesiva de la pieza, dado que la inspección no
destructiva puede interpretarla erróneamente como defecto, lo que resultaría rechazo de
soldadura. En los casos en que se requiera paso libre en el interior de un tubo, la acumulación
de gotas de metal podrá ser causa de rechazo.
75$6/$3(6'(62/'$'85$ Los traslapes son rechazables. Todo traslape debe quitarse con
esmeril.
32526,'$' La tolerancia de defectos imputables a la porosidad ó bolsas de gas, se regirá por
lo estipulado en la sección 6.6 de la norma API 1104, última edición.
62&$9$&,21(6 La socavación máxima permisible es de 0.25 mm (0.01”).
229
È5($6'(/$65$,&(6 Para la insuficiencia en la penetración máxima tolerable de las uniones,
así como, defectos combinados en zonas de bajos esfuerzos y separación y cara de la raíz,
véase la especificación AWS D1.1.
CORRECCIÓN DE SOLDADURAS DEFECTUOSAS
5(3$5$&,Ï1 '( 62/'$'85$6 '()(&7826$6 Las soldaduras defectuosas deben ser
reparadas por el contratista sin costo para Pemex.
5(&+$=2 < 5(3$5$&,Ï1 En lugar de rechazar la pieza entera del miembro que contenga
soldadura insatisfactoria ó mano de obra de calidad inferior, el Supervisor podrá permitir que se
tomen las medidas correctivas. Se debe obtener la aprobación necesaria antes de realizar cada
corrección. Las soldaduras así como el metal de base defectuosos, serán corregidos, ya sea
quitando y reemplazando la soldadura como se indica a continuación.
75$6/$3(y(;&(6,9$&219(;,'$' Quitar el exceso de metal de soldadura con esmeril.
(;&(6,9$&21&$9,'$'(1/$62/'$'85$y&5$7(5(162/'$'85$6'(7$0$f21250$/
<62&$9$&,21(6 Limpiar y depositar soldadura adicional.
*5,(7$6 (1 62/'$'85$ < (1 0(7$/ '( 3,(=$6 62/'$'$6 Quitar la soldadura
completamente, a menos que la extensión de la grieta pueda determinarse a satisfacción del
Supervisor, por medio de solución ácida, inspección por medio de partícula magnética u otro
medio igualmente positivo; en cuyo caso debe situarse 2.5 cm (1”) de metal sólido de cada lado
de la grieta y se rellenara con la soldadura necesaria.
5(3$5$&,Ï1 Se deposita soldadura empleando de preferencia un electrodo más pequeño que
el utilizado para la soldadura original, y preferiblemente de no más de 4 mm (5/32”) de diámetro.
Las superficies se limpian a fondo antes de proceder a soldar. Se deben precalentar las piezas,
manteniéndose un control adecuado de la temperatura en cordones durante el trabajo de
reparación.
230
5(02&,Ï1 '( '()(&726 La remoción de la soldadura ó parte del metal de la pieza se
efectuará con cincel, esmeril, corte de oxigeno, ranurado con oxigeno, ó por arco de aire, de tal
manera que el metal de soldadura ó el metal restante base, no se mellen ni socaven las partes
de soldadura defectuosas.
2%/,*$&,21(6'(/&2175$7,67$ El contratista debe acatar las instrucciones del Supervisor
a fin de corregir defectos de mano de obra, así como, efectuar las reparaciones de conformidad
con lo pactado.
5(,163(&&,21 '( 62/'$'85$6 5(3$5$'$6 Cuando se determina que una soldadura es
defectuosa, por no apegarse a los códigos y reglas señaladas anteriormente, y se considere
que pueda ser corregida para cumplir con los requerimientos estipulados, los gastos de
reparación y reinspección serán por cuenta del contratista.
Como resumen a lo anterior se hace hincapié, que el Supervisor debe participar plenamente en
las siguientes actividades:
-
Dependiendo la especialidad del Supervisor y el área de trabajo en la que está
asignado, debe en primer instancia, conocer el proyecto de ingeniería así como las
especificaciones generales, normas y códigos que se consignen.
-
Durante
la
recepción
de
materiales
debe
participar
en
la
verificación
del
dimensionamiento, así como de la calidad de los mismos.
-
Posteriormente y durante la Fabricación de piezas, debe verificar que los trabajos
cumplan con lo especificado para su habilitación y premontaje, haciendo mediciones y
pruebas que hayan sido preestablecidas en las especificaciones ó normas del propio
proyecto.
-
Para su montaje e instalación definitiva, debe verificar que se cumpla con el
dimensionamiento geométrico, así como, la funcionalidad interactuante con otros
sistemas ó estructuras adjuntas, además de inspeccionar las partes que se unen por
métodos recomendados, levantando reportes ó actas que consignen el buen resultado
de dichas pruebas.
231
-
Durante el proceso tanto de suministro, fabricación y pruebas, el Supervisor debe contar
con buenos y claros registros de control (reportes), que sirvan como antecedente oficial
en la elaboración de generadores de obra, para efectos de liquidación de los trabajos
realizados.
Por otra parte, es indispensable que el Supervisor lleve un registro para el aseguramiento de la
calidad, que permita garantizar que la obra en construcción tenga las características necesarias
para el buen funcionamiento y conlleve a agilizar la instalación y puesta en operación, sentando
las bases para superar la calidad en trabajos posteriores.
CAPITULO 9
CARGA DE ESTRUCTURAS, FIJACIÓN Y TRANSPORTE SOBRE
CHALÁN
9.
CARGA DE ESTRUCTURAS, FIJACIÓN Y TRANSPORTE SOBRE
CHALÁN
PARTICIPACIÓN DEL SUPERVISOR
Antes de imaginar cuales pueden ser los procedimientos para lograr colocar una estructura de
1,000 toneladas ó mas, de suelo firme hasta arriba de una barcaza, iniciaremos este tema
describiendo las características de estos y algo de información de importancia para el
Supervisor de Obra.
Ya en este tema el lector seguramente tiene una idea bien clara de la magnitud de las
diferentes estructuras que compone una plataforma marinas; esto en cuanto a dimensiones,
peso y costo, esto nos lleva a pensar que las embarcaciones utilizadas para el transporte de
estás estructuras, deben ser capaces y seguras a fin de evitar riesgos durante la carga ó la
navegación.
Las embarcaciones que actualmente se utilizan como chalanes ó barcazas, remolcadores y
barcos grúa, son de fabricación y bandera extranjera, esto no porque en nuestro país no se
puedan construir este tipo de embarcaciones, sino que hasta ahora no ha sido rentable su
construcción.
Para el transporte de estructuras de una plataforma marinas completa, se requiere de las
siguientes embarcaciones:
TIPO DE CHALÁN
Chalán plano de 250' X 72' X 16'
Chalan de lanzamiento de 300' X 90' X 20'
Chalán plano de 250' X 72' X 16'
Chalán plano de 300' X 90' X 201
ESTRUCTURAS A CARGAR
Pilotes y conductores
Subestructura
Superestructura
Paquetes de perforación
Las anteriores embarcaciones no cuentan con propulsión propia, motivo por el cual deben ser
remolcadas. Actualmente la mayoría de las embarcaciones que navegan por los mares del
mundo, son construidos con ingeniería, normas, códigos y especificaciones muy estrictas, a fin
de ser clasificadas como embarcaciones dedicadas a una determinada función. Es de suma
importancia lo anterior, dado que las grandes compañías de seguros que existen en el mundo,
236
no extienden seguro alguno que cubra el valor de embarcaciones así como la carga, si no
cumplen algunos requisitos como:
-
Clasificación del tipo de embarcación.
-
Inspección anual de las condiciones ó estado de la embarcación.
-
Inspección del casco en dique seco cada 2 ó 3 años.
-
Certificado de contaminación de la embarcación al medio ambiente.
-
Certificado de la línea máxima de carga ó francobordo.
Asimismo existen representantes especialistas en todo el mundo, quienes son autorizados por
compañías de seguros para inspeccionar y certificar las condiciones de las embarcaciones,
incluyendo el equipo mecánico, eléctrico y de navegación. A continuación se mencionan
algunas de las más conocidas.
-
A.B.S. American Bureau of Shipping
EE.UU.
-
D.N.V. Det Norske Veritas
Holandesa.
-
LLOYD'S Register of Shipping
Inglaterra.
-
American Salvage
EE.UU.
En Petróleos Mexicanos la compañía Aseguradora Mexicana, es quién cubre el seguro por el
costo de estructuras para plataformas marinas, que se cargan y transportan en barcazas antes
descritas, desde los Puertos de Tampico y Túxpan respectivamente hacia la Sonda de
Campeche. Cabe hacer la observación que debido al alto costo, tanto de estructuras como de
embarcaciones, la mencionada compañía se reasegura con algunas compañías internacionales,
debiendo Pemex cumplir con la inspección y certificación de un especialista, respecto a las
condiciones de embarcaciones así como el buen aseguramiento sobre cubierta de la estructura
ó equipo que se vaya a transportar.
Por todo lo anterior el Supervisor encargado de la construcción de estructuras, carga y fijación
sobre chalán, además de conocer el aspecto legal y administrativo por cobertura, debe tener
conocimientos físicos
tanto de la estructura como de la embarcación y sus efectos
interactuantes durante la carga y navegación.
237
Para ser más objetivos respecto a la participación del Supervisor, durante la ejecución de estos
trabajos, a continuación se relacionan en forma consecutiva las principales actividades de lo
que es la carga y fijación de estructuras sobre chalán.
a) El Supervisor ó representante de Pemex debe verificar que las embarcaciones
destinadas para cargar estructuras, cuenten con todos los certificados vigentes
anteriormente mencionados.
b) Debe conocer plenamente las dimensiones y pesos de la estructura a transportar, así
como, la ubicación del centro de gravedad.
c) Posteriormente al recibo del chalán ó barcaza, en el lugar donde se vaya a cargar la
estructura, el Supervisor debe conocer las dimensiones, peso y capacidad de los
tanques de lastre, así como, las características físicas de la embarcación.
d) Conocidos los puntos b y c el Supervisor debe hacer análisis de flotación, que le permita
elaborar un procedimiento de utilización de tanques para lastre y achique durante la
carga, Asimismo verifica la estabilidad del conjunto chalán estructura en condiciones de
navegación.
Por ser el punto anterior de gran importancia en este tema, se hace una explicación del criterio
a seguir para lograr la estabilidad de un cuerpo en flotación y con un ejemplo que se apegue a
la realidad.
Analizaremos ahora la estabilidad de un cuerpo en flotación en una superficie libre, con el
propósito de establecer una medida del grado de estabilidad del sistema. Consideremos un
chalán de configuración paralelepípedo rectangular, (ver lámina No. 58) y una sección del casco
sumergida en el agua.
238
239
Dando al barco una pequeña rotación alrededor del eje longitudinal, estudiaremos el
desplazamiento de la línea de acción de la fuerza de empuje. El centro de empuje cuando no
está inclinado es el punto B, y en la nueva posición ó inclinada es el punto B'. En la misma
sección se representa el centro de gravedad en el punto G al girar el buque alrededor del eje
"Y", donde se observa que se desplaza una cantidad adicional de agua hacia el lado izquierdo
del punto "Y", y una cantidad similar al lado derecho, las secciones de estos volúmenes
aparecen achuradas en la figura. Para fines de cálculo consideremos que al girar el buque, se
desarrollan fuerzas hacia arriba en el lado izquierdo, y hacia abajo en el lado derecho, cuyas
fuerzas constituyen un par C. Por lo tanto, el empuje total para la configuración inclinada puede
considerarse como la superposición de la fuerza FB, aplicada en B, y el par de fuerzas en C.
Este sistema es equivalente estáticamente a la fuerza única FB’ aplicada en B’.
Con lo anterior, puede determinarse fácilmente la distancia que representa el desplazamiento
de la línea de acción del empuje, igualando los momentos de dos sistemas de fuerza, respecto
del eje paralelo que pasa por B' ó sea “Y”.
δ x FB + C = 0 por tanto δ=
C
FB
=
C. . . . . 1
W
Una vez conocidos el par C y el peso del barco, (W) se determina la distancia. Observando que
el punto M es la intersección de la linea de acción de FB’ y del eje vertical de simetría de la
sección recta del buque, podemos calcular la distancia MB, mediante la formula siguiente:
δ
0%
6HQ¨
Si el punto M, calculado de este modo está por encima de G, observaremos que el empuje y el
peso W, forman un par de fuerzas adrizante ó también llamado momento restaurador, y el
buque se dice que es estable. Cuanto mayor sea la distancia MG, mayor es el valor del
momento adrizante, y más estable será el buque ó seguro para navegar, así la distancia MG
sirve de referencia para la estabilidad, llamándose altura metacéntrica. Si los puntos M y G
coincidieran, la estabilidad es indiferente, y si M esta por debajo de G, tendríamos una
condición de inestabilidad del buque.
240
DESARROLLO DE
METACÉNTRICA
LA
ECUACIÓN
PARA
EL
CALCULO
DE
LA
ALTURA
Para el cálculo de la altura metacéntrica, necesariamente tenemos que determinar el par C,
seleccionando volúmenes elementales “dv” de ambas cuñas, achuradas tenemos que:
GY ;¨ G
Para cada "dv", asociamos una fuerza “df” de valor
$
;¨ G$ por lo tanto el par C, puede
determinarse tomando momentos con relación a "Y", de la anterior distribución de fuerzas
extendidas a toda la sección del casco del buque a la altura de la linea de agua.
Designando el área de está sección por "Afs", obtenemos para C:
& œ [ ¨ G
$IV
$
¨ œ[ G
$
& ¨ ,\\
$IV
Donde “Iyy" es el momento de segundo orden del área "Afs", respecto del eje “y”, ahora
reemplazando el valor obtenido para C en la ecuación (1).
œ: ¨ ,\\œ ¨ ,\\
W
¨ ,\\
Sustituyendo el valor de œ de la ecuación (2), obtenemos que 0% :6HQ
como LP¨ ¨ 6HQ según la regla de (L’hopital) tenemos que
,\\
0%
:
llamando
a la distancia entre G y B, la altura metacéntrica
puede escribirse en la forma:
,\\
0* 0%
0*
:
241
Como conclusión podemos decir que si la formula (4), el valor de MG es positivo hay estabilidad
en la embarcación, dando como resultado que el centro de gravedad del cuerpo, este más bajo
que el centro de empuje de la fuerza restaurada, y a mayor distancia hacia arriba de este punto
mucho mayor es la estabilidad.
Por ultimo si el valor de MG resulta negativa, significa inestabilidad en la embarcación.
Ejemplo:
Se tiene un chalán de forma de parelelepipedo rectangular, cuyas dimensiones
son: 76.0 m de eslora; 22.0 m de manga; 5.0 m de puntal, cuyo peso vacío es de
1,200 t.c. (ver lámina No. 58), para navegar en alta mar se ha lastrado con 1,000
toneladas métricas de agua, además se supone una rotación del chalán
alrededor del eje longitudinal de 7°, se desea determinar lo siguiente:
a) La altura metacéntrica y establecer si el chalán es estable.
b)
El valor del momento adrizante ó restaurador.
Conocidas las alturas de los centros de gravedad del chalán, estructura y lastre, se calcula el
centro de gravedad del conjunto.
0
0
0
* ;)$&725',1$0,&
)$&725',1$0,&2 Donde
* 0 Centro de gravedad del conjunto.
Por el principio de Arquímedes se determina el desplazamiento total del chalán, y así
consecuentemente encontramos el centro de empuje del mismo.
(76) (22) D (1000) = (1200 + 900 + 1000)(1000) = D = 1.85M
242
*G
'RQGH
* G 0 $O FHQWUR GH empuje
del chalán:
,\\
La altura metacéntrica MG sera MG =
0*
>[ B
w
-
0*
0
Por lo tanto el chalán es estable:
El momento adrizante ó restaurador será:
C = ¨ ,\\ › UGV [
C= 8.2 X 106 kg – M
Observaciones: Para fines de cálculo, invariablemente debe afectar el peso total del sistema;
carga, chalán y lastre, por un factor dinámico de 1.5 ,motivado este, por la aceleración del
sistema.
Una vez recibidas y liberadas las embarcaciones por las autoridades de emigración y aduana, el
Supervisor coordinara las actividades de revisión, arranque y mantenimiento de todo el equipo
perteneciente al chalán, como son bombas para lastre y achique, winches, compresor,
etc.
Además de lo anterior, verifica conjuntamente con la compañía contratista el procedimiento y
equipo a utilizar en las maniobras, como son winches ó grúas en tierra, blocks de poleas,
cables, grilletes y personal encargado durante el tiempo que dure la maniobra.
Debido al alto riesgo que representan las maniobras de carga de una estructura en los patios de
fabricación, ubicados en ambos márgenes del Río Pánuco, el Supervisor invariablemente debe
243
preveer las condiciones de corrientes por avenidad del río, variación de mareas, vientos ó
nortes que son frecuentes, condiciones de zonas de carga ó muelles, dragados adecuados,
disponibilidad de remolcadores para utilizarse durante la maniobra, etc., con todos los
elementos anteriores, promoverá con anticipación una junta de coordinación, entre el encargado
de la maniobra de carga de la compañía y los capitanes encargados de los movimientos del
chalán. Debiendo contar con personal especializado para el manejo y amarre oportuno de
cabos a bordo del remolcador del chalán y en tierra.
Los tiempos promedio de duración para la preparación del chalán, son de 24, 30 y 72 horas
respectivamente, en el que la supervisión debe revisar, preveer y coordinar todas las
actividades y esfuerzos del personal especializado encargado de todo lo antes descrito.
Como ya se ha mencionado anteriormente, todas las estructuras que son cargadas sobre
chalán, para ser transportadas por mar abierto, deben cumplir con el requisito de fijarse sobre
cubierta con elementos temporales, con la finalidad de que no sufran daños parciales ó pérdida
total durante la navegación, y en caso de que así fuera están en posibilidades de solicitar a la
compañía aseguradora la reclamación respectiva.
La ingeniería que indica el tipo, dimensión y cantidad de elementos estructurales a colocar
temporalmente, para efectos de un buen aseguramiento de la estructura sobre chalán, es
editada por una firma especializada, sin embargo el Supervisor debe conocer el criterio a utilizar
para el análisis y diseño de estos elementos temporales de fijación, entre estructura ó equipo y
el propio chalán, criterio que a continuación en forma breve se describe.
Si el chalán permanece estático, sin rotación con respecto al eje longitudinal, el propio peso (W)
de la estructura por el coeficiente de fricción, resulta una fuerza normal suficiente para que
permanezca en su lugar y no se deslice.
Ahora bien el chalán en condiciones de tormenta, gira sobre su eje longitudinal hasta 15°
provocando con esto olas de la propia marejada, que a su vez generan fuerza ó empujes
laterales sobre la carga, que tienden a deslizar hacia los lados la estructura ó equipo sobre
cubierta.
Para calcular el empuje lateral ó fuerza normal de la cubierta del chalán, se debe conocer el
peso total de la estructura y el centro de gravedad de la misma. Posteriormente se realiza un
giro del chalán de 15° con respecto de la linea de agua ó eje X-X', debiendo multiplicar el peso
244
de la estructura (W) por un factor dinámico de 1.5, de está manera y de acuerdo a la figura del
ejemplo, descompone la fuerza W/TOT en sus componentes, donde finalmente "Wx” será la
fuerza de deslizamiento buscada; la cual hay que contrarrestar con elementos de amarre
provisional, como son braces, placas tipo sietes, soportes verticales, cables de acero, etc.
Ejemplo: estructura de 900 toneladas sobre chalán plano, el cual gira 15° con respecto al eje
X-X’, donde se encuentra haciendo contacto X con la cubierta en 8 patines ó skids, con base de
madera y engrasados, se pregunta:
a) Cual es la fuerza normal ó de deslizamiento que se presenta.
b) Una vez diseñados los elementos soldadores de amarre sobre cubierta, que cantidad de
soldadura hay que depositar al ras de la misma para evitar se deslice.
:
727
: )$&725',1$0,&2
:
727
7&
6(1
:[
:W
PIEZA NORMAL
=
:[
6(1 ƒ
:;
7&
:7
Wx
(COEFICIENTE DE FRICCION)
F.N.
=
2 =
(349) (0.2)
69.8 T
La carga ó fuerza resistente paralela admisible, por centímetro lineal de soldadura de filete
cargada estáticamente, está dada por:
F = FC A
245
En donde
FC = esfuerzo cortante admisible = 960 kg/cm2 electrodo E-7018
A = área de la garganta de un centímetro de soldadura a 45° la cual es 0.707 B
B = longitud del cateo en centímetros
Se supone una soldadura de ½” (1.27 cm) de filete, por lo tanto se sustituye:
F= 960 (0.707)(1.27) = 862
F = 862 kg., que resiste cada centímetro lineal de la soldadura propuesta.
Para el cálculo de la cantidad de soldadura solo se toma en consideración la fuerza normal sin
afectarla por el coeficiente de fricción.
Cantidad de Soldadura = Wx = 349000 = 405
F
862
Resultado: se requiere 405 centímetros de soldadura de filete de ½” (1.27 cm) al ras de la
cubierta.
9.1. INSTALACIÓN E INTERCONEXIÓN DE PLATAFORMAS
CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE UNA PLATAFORMA
Como introducción a este tema es necesario recordar que una plataforma marinas en operación
tiene un peso del orden de 8,000 a 10,000 toneladas métricas, peso que es imposible de
manejar en forma integrada. Derivado de lo anterior se intuye que la integración de una
plataforma debe ser por partes, las cuales a continuación se describen con un peso
aproximado, pudiendo variar en función del tipo de plataforma.
246
(6758&785$
3(62
1R3,(=$6
3,/27(6
77
&21'8&725(6
77
68%(6758&785$
77
75$3(=2,'$/
683(5(6758&785$
277
7
0$48,1$
48,0,&2
%20%$6
7$148(6
+$%,7$&,21$/
3(5)25$&,21
+(55$0,(17$',9(56$
02'8/26
',0(16,21(6
3(62
GH FX
GH FX
GH FX
GH¶FX
7
7
7
7
3/$17$
683(5,25
;¶;
3/$17$
,1)(5,25
; ; ;
$/785$¶
¶;¶; $/72
¶;¶; $/72
;¶;
¶;¶;
;¶;
;¶;
; ;
¶;¶;
$/727
$/727
$/727
$/727
$/727
$/727
7
Como se menciona en temas anteriores, existen diferentes tipos de plataformas marinas,
dependiendo el tipo de función a la que serán destinadas y la magnitud del yacimiento, pueden
instalarse en grupo unidas a través de puentes tubulares, para formar un campo llamado
complejo.
Un complejo como los que existen en la Sonda de Campeche, lo forman los siguientes tipos de
plataforma. Ver lámina No. 11
-
Plataforma de perforación.
-
Plataforma de enlace.
-
Plataforma de producción.
-
Plataforma habitacional.
-
Plataforma de compresión.
-
Trípodes para quemadores.
-
Puentes entre plataformas.
247
(48,326 2 (0%$5&$&,21(6 1(&(6$5,$6 Para la instalación e interconexión de una
plataforma marinas, se requiere de un cierto número y tipo de embarcaciones; tanto para el
transporte desde los patios de fabricación, hasta la localización predeterminada, así como, para
las maniobras de izaje e interconexión.
Para ser más objetivos, al final de este tema se describe en forma tabular el equipo,
mencionando sus dimensiones y capacidades de cada uno.
TRABAJOS PREVIOS A LA SALIDA DE LAS PIEZAS ESTRUCTURALES DE LOS
PATIOS DE FABRICACIÓN
Los trabajos de instalación, izaje e interconexión en el mar son altamente costosos, motivado
por los equipos utilizados así como los bajos rendimientos logrados en los trabajos fuera de
ésta. Por lo anterior se antoja indispensable que en los patios de fabricación, se instalen la
mayor parte de los accesorios de la plataforma, incluyendo el equipo provisional ó temporal que
se utiliza en las maniobras de lanzamiento e izaje, esto con la finalidad de evitar retrasos.
Por otro lado, es práctica común elaborar un programa de ruta critica, en la cual se deben
contemplar los tiempos y movimientos de cada actividad, con una secuencia lógica en su
ejecución, con la finalidad de optimizar los tiempos de operación.
Para lograr una optimización en estos tiempos, es menester contar con toda la información
necesaria para desarrollar los trabajo de instalación de la plataformas, por ejemplo; debe
contarse con un juego completo de planos estructurales, conocer el peso y centro de gravedad
de la estructura, un estudio completo de mecánica de suelos de la localización en el cual
aparezca el tirante de agua, la estratigrafía del terreno, las curvas de penetración contra
resistencia del suelo, a fin de seleccionar el tipo de martillo adecuado para el hincado de los
pilotes; También se requiere tener datos sobre el oleaje, vientos y mareas para posicionar el
barco grúa. Por lo tanto es importante señalar, que antes que llegue la subestructura al sitio
donde será instalada, la embarcación que vaya a realizar el trabajo debe encontrarse en el sitio
de la localización, con toda la información antes señalada y proceder a efectuar el lanzamiento.
248
PREPARACION DE LA SUBESTRUCTURA
En la lámina No. 59 se contempla el arreglo general de estorbos y grilletes, así como, los
accesorios que se instalan en la subestructura con carácter temporal para el lanzamiento e izaje
de la misma.
-
Plataformas para maniobras
(1)
-
Grilletes 300 T.C.
(4)
-
Estrobos 6" 0 X 90' longitud
(4)
-
Galga para arrastre de subestructura
1-1 ½” Ø (2 cables 75'; 1 cable 50')
(1 juego)
-
Cable de polipropileno, 4" Ø X 400'
(2)
-
Boyas de señalamiento
(1)
PREPARACIÓN DE PILOTES Y CONDUCTORES
De acuerdo con la lámina No. 60, los pilotes y conductores deben cargarse sobre un chalán de
250' de eslora, 70' de manga y 16' de puntal, donde previamente se instalan soportes tubulares
a ambos lados, los cuales tienen la función de soportar los empujes laterales de las estibas.
Estos soportes sirven como apoyo a los cables de acero de 1 ¼” Ø, que cinchan los pilotes
como elementos de aseguramiento durante la navegación.
Para permitir un manejo rápido de los pilotes y conductores, durante su hincamiento se
recomienda dejar acceso para transitar entre las diferentes secciones que integran el pilote y la
estiba, venir preparados con agujeros de 5" Ø cada sección de pilote y conductor, a dos pies de
distancia del extremo superior.
A través de la lámina No. 60 se indica un determinado arreglo de las diferentes secciones de
pilotes y conductores, que en caso contrario se tienen demoras al no haber continuidad en la
correspondencia entre una sección y la siguiente.
249
PREPARACIÓN DE LA SUPERESTRUCTURA
Las siguientes preparaciones deben realizarse como antes se dijo, en los patios de fabricación.
a) Se recomienda instalar la grúa propia de la plataforma, previamente al envío al mar
cuidando de no correr el centro de gravedad de la superestructura. La pluma de la grúa
debe colocarse en el pedestal de descanso, y asegurarse en posición horizontal y evitar
que pudiera ser un obstáculo, al momento de instalar la superestructura ó los paquetes
de perforación.
El montar la grúa previamente a la instalación de la superestructura, tiene la finalidad de
que se utilice y facilité la interconexión electromecánica de los paquetes ó módulos.
250
b)
252
b).-
Elementos de izaje.- La información sobre el peso de la superestructura, así como la
ubicación del centro de gravedad, debe ser proporcionada por la compañía que fabrico la
estructura antes de salir, fuera de la costa. Al peso de la estructura debe agregársele el de
estrobos y grilletes, mas un 10% del peso total por despegue sin exceder de 1,700 t.c.
comúnmente la selección de los estrobos y grilletes es la siguiente:
-
4 estrobos de 6" Ø X 70' de longitud.
-
4 grilletes de 300 t.c. de capacidad.
En caso de no coincidir el centro de gravedad de la estructura, con el centro geométrico de los
estrobos y el propio gancho de izaje, este ajuste se hace con grilletes adiciónales.
Además de lo anterior, las columnas de superestructura en el sentido longitudinal, eje "A” y "B",
se deben instalar elementos temporales de 10", 14" ó 16” Ø X ½” ó 5/8” de espesor para evitar
que las columnas se desplacen de su posición durante el izaje.
TRABAJOS A DESARROLLAR EN EL MAR DURANTE LA INSTALACIÓN DE LA
PLATAFORMA
Con la intención de ser más objetivos en este tema, se incluyen las láminas del No. 61 a la 70, y
un resumen de actividades durante cada etapa de la subestructura, así como el piloteo e
instalación de la superestructura. Por otro lado la ubicación de la plataforma, puede ser que se
instale sobre un cabezal de un pozo perforado con anterioridad, el cual se encuentra
sobresaliendo del fondo marino del que se debe tener mucho cuidado de no dañarlo durante su
instalación.
INSTALACIÓN DE LA SUBESTRUCTURA EN EL MAR
35,0(5$$/7(51$7,9$ El objetivo ó localización predeterminado, señalado con una boya por
el barco posicionador, verifica las coordenadas con un sistema Shore-An y Argo, donde se sitúa
el barco grúa ayudado con 8 anclas y cables de acero, que son tensionados y operados por el
propio barco para lograr la posición requerida.
Posteriormente con un equipo de buzos, se inspecciona el fondo marino, donde quedará
instalada la subestructura, Área que debe quedar libre de obstáculos que puedan entorpecer los
trabajos de instalación de la misma.
253
Una vez posicionado el barco grúa y con las condiciones de tiempo favorables, se sitúa el
chalán de lanzamiento a una distancia de 1,200' a 1,500' pies a estribor del barco, para que lo
aborde el personal técnico y de maniobras, incluyendo herramienta, quienes serán los
encargados de efectuar la maniobra de lanzamiento de la subestructura.
El lastrado del chalán, el corte con soplete de amarres ó seguros marinos, la operación de
winches y gatos hidráulicos para su despegue, así como, maniobras de estrobamiento ó fijación
de cables y galgas, tanto del barco grúa como del remolcador, las láminas del No. 61 al 70
muestran una secuencia del lanzamiento e izaje de la subestructura, hincado de pilotes e izaje
de la superestructura.
6(*81'$ $/7(51$7,9$ Como complemento al tema de instalación de subestructuras, se
hace la observación que existen más livianas, como son exápodos, tetrápodos ó trípodes los
cuales no son lanzados al mar, sino que se izan directamente del chalán para ser instaladas en
la localización definitiva. Ver lámina No. 65.
PILOTEO DE LA SUBESTRUCTURA
De la misma manera que la subestructura los pilotes y conductores, son cargados y asegurados
en los patios de fabricación, sobre un chalán plano de 250' X 70' X 16', que una vez recibido en
el lugar donde se instalará la subestructura, se atraca y acodera a un estado del barco grúa,
para que las secciones de pilotes y conductores sean tomados de acuerdo a la secuencia
programada.
Dependiendo del tipo y dimensión de la subestructura, los pilotes tienen un diámetro que va de
36” hasta 58” Ø, siendo los más comunes los de 48” Ø y con un espesor variable de 1/4" a 2
1/2", cuyos espesores mayores se encuentran en la zona de lodos, lugar donde el pilote recibe
los mayores esfuerzos cortantes y de flexión, debido al mayor momento de voltamiento de la
plataforma, motivado por la acción del oleaje, corrientes y vientos. También en la punta del
pilote se tienen altos espesores, con el fin de romper las formaciones de los estratos del suelo
que se presentan. Estos sobre espesores de acero son de mayor resistencia que los del resto
del pilote.
254
255
258
259
260
261
262
263
264
265
266
Una de las principales herramientas con las que cuenta el barco grúa, es un conjunto de
martillos de vapor utilizados para el hincado de pilotes; cuya capacidad varia de 30,000 a
300,000 lbs pie de energía, no debiendo pasar de 130 t.c. el más grande. La máxima cantidad
de golpes permitidos para estos martillos, no debe exceder de 250 golpes por pie de
penetración en 5 pies seguidos, en caso contrario el martillo puede sufrir daño. Antes de iniciar
el hincado de pilotes, se debe contar abordo del barco con el estudio de mecánica de suelos, el
cual contemple la estratigrafía y tipo de ,materiales del lugar, las curvas de profundidad y
resistencia a la penetración, factores de seguridad, etc.
La lámina No. 32 muestra la gráfica de registro que debe ser utilizada en cada pilote, a fin de
llevar un seguimiento del comportamiento de cada hincado y así poder comparar la resistencia
obtenida contra la diseñada y en caso necesario tomar determinaciones oportunas a la
presencia de algún problema.
Considerando que la subestructura tiene ocho patas, se inicia el hincado con los pilotes de
prueba, en la parte más baja de las cuatro patas interiores hasta completar cuatro pilotes,
siguiendo la misma secuencia con las patas exteriores.
Durante el hincado de los pilotes es necesario verificar periódicamente la nivelación de la
subestructura, a fin de evitar desniveles mayores de 2" (50 mm).
Antes de interconectar la sección de pilotes con la ya hincada, debe cortarse este ultimo en la
parte superior lastimada, para continuar con la soldadura e inspección ultrasónica.
Una vez terminado el hincado de los ocho pilotes y nivelada la subestructura, se procede a fijar
el pilote con la pierna de la subestructura, colocando placas de ajuste en el espacio anular,
cuyos espesores van de 1/4" hasta 1 1/2", soldadas en todo alrededor de la pierna.
La profundidad del pilote a partir del fondo marino, es del orden de 240' y 275' pies.
PILOTEO DE CONDUCTORES
Realmente es poco lo que podemos mencionar en el hincado de conductores, dado que el
procedimiento para el hincado es muy similar al de pilotes, existiendo diferencia en los
diámetros ya que éstos son de 30” Ø X 1" de espesor. La máxima elevación de estos
267
conductores es la de piso de producción (+ 52' – 00”) y el número es de 12 piezas, contra 8 de
los pilotes.
INSTALACIÓN DE LA SUPERESTRUCTURA
Para evitar retrasos durante la instalación de la plataforma, se recomienda que desde los patios
de fabricación, se envíe al mar la superestructura 10 días posteriores a la subestructura, con el
fin de que cuando se terminen de hincar los pilotes y conductores, el chalán que transporta la
superestructura esto cercano al barco grúa, y se pueda iniciar el corte de los amarres ó seguros
marinos y así se proceda al izaje e instalación.
Los puntos más sobresalientes en los trabajos de instalación, consisten en vigilar que se hayan
colocado los pilotes a un mismo nivel, para evitar que la superestructura y posteriormente los
paquetes queden desnivelados.
Se hace la observación que las columnas de la superestructura, quedan apoyadas y soldadas
directamente con las puntas superiores de los pilotes, debidamente inspeccionadas
ultrasónicamente.
COLOCACIÓN DE PAQUETES DE PERFORACIÓN
Una vez instalada la superestructura, se procede a marcar sobre la cubierta, las zonas donde
van a ser colocados los 6 paquetes de perforación los que (ver lámina No. 70) deben quedar en
tres niveles, inferior, intermedio y superior, colocando grúas sobre la cubierta para lograr un
mejor ajuste.
Los paquetes ó módulos vienen sobre un chalán plano debidamente asegurados, los cuales una
vez instalados sobre la superestructura, se continúa la interconexión electromecánica, armado
de la torre de perforación, pintura, instalación de las tuberías, instrumentación y finalmente las
pruebas.
El tiempo en que se efectúan las interconexiones es de aproximadamente de 30 a 45 días, una
vez terminada está actividad la plataforma se entrega al departamento de perforación para que
la opere.
268
9.2. ESTÁDISTICA DE LA FABRICACIÓN DE PLATAFORMAS
MARINAS EN MEXICO
En la historia de México se han llevado a cabo grandes desarrollos industriales, algunos con
grandes logros económicos y otros regularmente rentables. En el caso particular de Petróleos
Mexicanos, también se han desarrollado grandes proyectos durante los últimos años, sin
embargo tomando en consideración la inversión y la rentabilidad del desarrollo de la Sonda de
Campeche, es necesario hacer un simple análisis del esfuerzo económico que se ha hecho y
los beneficios inmediatos que se tienen.
En el largo plazo dado que se considera un potencial económico en beneficio del país, no es
posible determinar con precisión la fecha en la que se dejara de explotar dichos yacimientos
para que a su vez se continúe desarrollando la petroquímica.
Como ya se dijo en temas anteriores, la primera etapa de la exploración marinas se realizo en la
plataforma continental en los años 60, cuando se instalaron 10 plataformas de perforación en
los campos: “TIBURON”, “ATUN”, “BAGRE”, “MORSA”, "MARSOPA", “ESCUALO” y
"ARENQUE", con resultados positivos, cuya producción de crudo todavía está presente en el
campo Arenque, siendo del orden de 15,000 barriles diarios.
Fue a principios de 1978 cuando a raíz de las exploraciones marinas que se decidió
atinadamente desarrollar los yacimientos, que en ese tiempo se clasificaban como probables
habiéndose hincado la primer plataforma los primeros meses de 1979. Así fue como Petróleos
Mexicanos implemento sus propias estrategias, con el objeto de incrementar la fabricación de
plataformas fijas, tanto de perforación como de producción, de enlaces, habitacionales,
compresión, almacenamiento, bombeo, inyección de agua y algunas otras estructuras
protectoras de pozos en vías de producción.
Tomando en consideración la gran importancia de este proyecto, la Superintendencia de
fabricación de Plataformas Marinas, por conducto de su Departamento de Control de Obras,
ordeno se hiciera un seguimiento desde su origen de todo lo que se estaba ejecutando, de
acuerdo al tipo de plataforma y especialidad con cargo a determinado contrato, proyecto,
partida presupuestal, etc. Este grupo es el responsable de capturar toda la información que
pueda ser de utilidad tanto para aspectos técnicos como administrativos y contables. Ver
láminas Nos. 71, 72, 73 y 74.
269
Solo para tener un punto de referencia en está gran dimensión, mencionaremos que una
tonelada de acero fabricada y puesta en operación en la Sonda de Campeche, su costo
actualmente es del orden de $400,000.00. Además de lo anterior debemos tomar en cuenta el
costo que desde 1978 a la fecha, ha significado la operación de estos equipos en el mar.
Como un contraste a la información anteriormente citada mencionaremos que desde 1979 ha
habido una producción de 1’700,000.00 barriles de crudo diario que multiplicado por su costo en
dólares nos da una dimensión de la que podemos decir con toda certeza que el proyecto de
inversión en la Sonda de Campeche ha sido redituable económicamente hablando y que al día
de hoy, como ya se dijo anteriormente, falta mucho porque la producción del crudo en está área
empiece a declinar.
TOTAL PLATAFORMAS FABRICADAS PERIODO 1978-1987
DESCRIPCIÓN DE LA OBRA
CANTIDAD
REACONDICIONAMIENTO EQUIPOS PERFORACIÓN MARINA
10
FABRICACIÓN PLATAFORMA DE PRODUCCIÓN
12
FABRICACIÓN PLATAFORMA DE PERFORACIÓN
42
FABRICACIÓN PLATAFORMA DE PROTECTORAS POZOS
8
FABRICACIÓN PLATAFORMA DIVERSAS
41
ESTRUCTURAS RECUPERADAS
6
FABRICACIÓN DE EQUIPOS DE PERFORACIÓN
16
FABRICACIÓN Y TENDIDO DE DUCTOS MARINOS
85
TONELADAS DE ACERO FABRICADAS ( EN MILES)
496
LÁMINA No. 71
272
INTEGRACION MATERIAL ESTRUCTURAL PLATAFORMA
TIPO
INTEGRACIÓN
CONCEPTO
SUBESTRUCTURA
PILOTES Y
CONDUCTORES
SUPERESTRUCTURA
PESO 1 9 7 8 TON. NACIONAL
1 9 8 3
INTEGRACIÓN
1 9 8 4
-
1 9 8 7
IMPORT.
NACIONAL
IMPOR.
COSTO
CONSTRUCCIÓN
(EN MILLONES )
HORAS
HOMBRES ( EN
MILES )
850
50
800
750
100
130
2,300
0
2,300
2,000
300
120
100
700
720
80
210
800
3,800
273
LÁMINA No.72
3/$7$)250$6)$%5,&$'$6325&203$fÌ$6(1(/3(5,2'2
PLATAFORMAS
TERMINADAS
EMPRESA
1978 - 1982 1983 - 1987
TONELADAS DE
ACEROS
FABRICADAS EN
MILES
BOSNOR
10.5
3
72,225
FIMSA
13
4.5
93,625
LASSA
14.5
3.5
96,300
S . R . T. P. R . M .
6
4.5
56,175
CELASA
8.5
3.5
64,200
CCC
5
2
37,450
CASSA
-
0.5
171 Km
TOTAL
57.5
21.5
419,975
EROGACIONES
EN M.N. DLLS.
OBSERVACIONES
Km. DE TUBO LASTRADO
274
LÁMINA No. 73
(0%$5&$&,21(61(&(6$5,$63$5$(/75$163257((,167$/$&,21'(81$3/$7$)250$0$5,1$
TIPO DE EMBARCACIÓN
1 BARCO GRUA 65000 T.P.M
DIMENSIONES
L - 206 m
A - 37 m
P - 15.5 m
CAPACIDAD
GRUA 2,000 TONS. CORTAS
GRUA PORTATIL 165 T.C.
1 REMOLCADOR PARA LANZAMIENTO DE ANCLAS Y
APOYA AL BARCO 630 T.P.M.
L - 50 m
A - 14 m
P-7m
PROPULSION 6500 H.P.
1 LANCHA PARA TRANSPORTE DE PERSONAL
L - 22 m
A-8m
P-5m
2800 H.P.
1 CHALAN DE LANZAMIENTO DE SUBESTRUCTURAS
L - 91 m
A – 27.5 m
P – 6.4 m
2 WINCHES 90,000 LBS. C/U
2 BOMBAS 2,500 GPM. C/U
2 TRABES DE ACERO SOBRE
CUBIERTA PARA LANZAMIENTO
1 COMPRESOR 600 PCM.
1 WINCHE NEUMATICO
2 CHALANES PLANOS 1500 T.P.M. TRANSPORTA
PILOTES + CONDUCTORES Y SUPERESTRUCTURAS
L - 76 m
A – 21.3 m
P – 4.9 m
3,500 TONS. CAPACIDAD SOBRE
CUBIERTA
3 REMOLCADORES 520 T.P.M.
L - 30 m
A - 12 m
1 HELICOPTERO PARA TRANSPORTE DE PERSONAL
P – 4.5 m
4,500 H.P.
1 WINCHE PARA REMOLQUE DE
200,000 LBS.
14 PLAZAS DE CAPACIDAD
LÁMINA No. 74
CAPITULO 10
CALIDAD
10.
CALIDAD
Petróleos Mexicanos también se mantiene alerta a cumplir con los aspectos de calidad en todas
sus áreas y como parte de este organismo Pemex Exploración y Producción enfoca todas sus
actividades y recursos en búsqueda de una mejora continua tanto en sus funciones como en los
recursos materiales y humanos que requiere.
La política y los objetivos de calidad se establecen a fin de proporcionar un punto de referencia
para dirigir la organización. Ambos determinan los resultados que se pretenden alcanzar y
conducen a la organización a aplicar sus recursos para alcanzar dichos resultados. La política
de calidad proporciona un marco para establecer y revisar los objetivos de calidad. Los
objetivos de calidad precisan ser consistentes con la política de la calidad y el compromiso de
mejora continua y su consecución debe poder medirse. La consecución de los objetivos de la
calidad puede tener un impacto positivo sobre la calidad de los productos, la eficacia operativa y
los rendimientos financieros y en consecuencia sobre la satisfacción y la confianza de las partes
interesadas.
10.1. DIFERIENCIA DE CONCEPTOS DE CONTROL Y
ASEGURAMIENTO
¿Cuál es la diferencia entre Control de Calidad y Aseguramiento de la Calidad?
Aseguramiento de la Calidad comprende la planificación y la implementación de sistemas
diseñados para garantizar que los requerimientos de Calidad se cumplen. El Aseguramiento de
la Calidad tiene que ver con la prevención mientras que el Control de Calidad tiene que ver con
la detección de problemas de Calidad.
El Aseguramiento de la Calidad consiste en tener y seguir un conjunto de acciones planificadas
y sistemáticas, implantadas dentro del Sistema de Calidad de la empresa. Estas acciones
deben ser demostrables para proporcionar confianza adecuada (tanto en la propia empresa
como a los clientes y proveedores) de que se cumplen los requisitos del Sistema de Calidad.
Un modelo para un sistema de Aseguramiento de la Calidad no pone requisitos a los procesos y
actividades que se realizan en la empresa, sino al propio Sistema de Calidad.
¿ En base a qué se puede implantar un Sistema de Aseguramiento de la Calidad?
278
Para implantar un Sistema de Aseguramiento de la Calidad puede utilizarse un modelo o norma.
Pero ¿qué es una norma?, ¿quién las hace?, ¿para qué sirven?, ¿cuáles son de aplicación a
los Sistemas de Calidad?
La normalización es una actividad colectiva encaminada a dar soluciones a situaciones
repetitivas, que provienen fundamentalmente del campo científico o técnico, y consiste en la
elaboración, difusión y aplicación de normas.
10.2. CONCEPTO DE NORMA
¿Qué es una norma?
Es un documento accesible al público, consensado entre todas las partes interesadas, que
contiene especificaciones técnicas u otros criterios para que se usen como reglas, guías o
definiciones de características, para asegurar que materiales, productos, procesos o servicios
cumplen los requisitos especificados. Debe estar aprobado por un organismo de normalización
y no tiene carácter obligatorio.
Una norma marca unas pautas para la fabricación de productos, realización de un proceso,
desarrollo de un servicio para proteger la salud y el medio ambiente, prevenir los obstáculos al
comercio y facilitar la cooperación tecnológica.
Con la normalización se pretende:
Simplificar las tareas, y facilitar la intercambiabilidad
Proteger al consumidor. Este al comprar un producto normalizado tiene la posibilidad de elegir
entre varios suministradores.
Eliminar barreras a los intercambios
¿Quién hace las normas?
279
Las normas son desarrolladas por los organismos de normalización, ya sea a nivel regional,
nacional, internacional, etc. Su función es la preparación y publicación de normas, y la
aprobación de normas elaboradas por otros organismos.
Origen de las Normas.
Las normas actuales en materia de aseguramiento, tienen su origen en las normas británicas
BS 5750, de aplicación al campo nuclear; aunque ya existían normas similares de aplicación
militar anteriores a esta. Sin embargo es en 1985 cuando se edita el primer borrador de las
normas ISO 9001, 9002, 9003 (tres modelos para el Aseguramiento de la calidad), publicándose
por primera vez en 1987.
¿Quién elabora estas normas ?
El organismo encargado de la realización de estas normas es ISO (International Standard
Organization ), a través de su Comité técnico TC/176. ISO es una Federación Mundial de
Organismos Nacionales de Normalización, creada en 1947, con sede en Ginebra (Suiza).
La serie ISO 9000 surge para armonizar la gran cantidad de normas sobre gestión de calidad
que estaban apareciendo en distintos países del mundo. Actualmente son utilizadas en todo el
mundo.
¿De qué tratan?
Tratan sobre los requisitos de los Sistemas de Calidad, para el Aseguramiento de ésta, se
utilizan como:
Herramientas de gestión interna (evita problemas, fomenta la mejora, etc.); tenemos el
Aseguramiento Interno de la Calidad, que se define como: “Conjunto de actividades orientadas
a proporcionar a la alta dirección de la empresa la confianza de que se está consiguiendo la
calidad prevista a un costo adecuado”.
Herramienta de gestión externa, en situaciones contractuales
con clientes (sirve para
proporcionar confianza); por lo que tenemos el Aseguramiento Externo de la Calidad, definido
como: “Conjunto de actividades orientadas a dar confianza al cliente de que el sistema de
aseguramiento de la calidad del suministrador le permite dar un producto o servicio con los
requisitos de calidad que él ha pedido.
280
Estas normas son utilizadas actualmente por empresas de todo tipo (tanto de productos como
de servicios) y tamaño. En función de su actitud al decidirse por ellas se pueden clasificar en
tres grupos:
Los que creen en la filosofía de la calidad y la utilizan como base para ser más competitivos.
Los que no tienen claro lo que es, pero se deciden a utilizarlas.
Los que quieren la certificación por exigencias de sus clientes.
En el caso de Pemex Exploración y Producción, se está plenamente convencido de lo
importante que es trabajar con base en estas normas de calidad y buscando una mejora
continua con el fin de ser una empresa competitiva, desde luego siempre contando con todo el
apoyo de los directivos de Petróleos Mexicanos.
10.3. SERIE ISO- 9000
Los tres modelos para el Aseguramiento de la Calidad que propone ISO son los siguientes:
UNE-EN ISSO
90011:1994
“SISTEMAS DE LA CALIDAD. MODELO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA
CALIDAD EN EL DISEÑO, EL DESARROLLO, LA PRODUCCIÓN, LA
INSTALACCION Y EL SERVICIO
UNE-EN
ISO
9002:1994
“SISTEMAS DE LA CALIDAD. MODELO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA
CALIDAD EN LA PRODUCCIÓN, LA INSTALACIÓN Y EL SERVICIO
POSTVENTA”.
UNE-EN
ISO
9003:1994
“SISTEMAS DE CALIDAD. MODELO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA
CALIDAD EN LA INSPECCIÓN Y EN LOS ENSAYOS FINALES”.
Relacionadas con estas normas existen otras que en realidad son guías para la aplicación de
los modelos ISO 9001/2/3, COMO SON (ENTRE OTRAS):
UNE-EN 290042
GESTIÓN DE LA CALIDAD Y ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CALIDAD.
PARTE 2: GUÍA PARA LOS SERVICIOS.
UNE-EN 290003
NORMAS DE GESTIÓN Y ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD.PARTE 3:
GUÍA PARA LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 9001 AL DESARROLLO,
SUMINISTRO Y MANTENIMIENTO DEL SOPORTE LÓGICO
UNE-EN
9000-1
NORMAS DE GESTIÓN Y ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD.PARTE 1:
DIRECTRICES PARA SU SELECCIÓN Y APLICACIÓN.
ISO
281
El objetivo de las normas ISO es asegurar que existe un Sistema de Calidad y que está
siguiendose. Para ello se requieren dos acciones básicas:
1.-
Establecer controles adecuados de gestión de calidad.
2.-
Documentar dichos controles.
La norma no define el Sistema de Calidad a aplicar por las empresas, ya que cada una lo
definirá según sus necesidades. Lo que hace es describir los requisitos a los que debe dar
respuesta dicho Sistema de Calidad.
Para demostrar que una empresa cumple los requisitos de la norma, existe la certificación.
10.4. CONCEPTO DE CERTIFICACIÓN
La certificación es la actividad que consiste en atestiguar que un producto o servicio se ajusta
a determinadas normas, con la expedición de un acta o marca de conformidad, en la que se da
fe documental del cumplimiento de todos los requisitos exigidos en dichas normas.
Los organismos habilitados para certificar el cumplimiento de una norma (en particular las ISO
9000), son los organismos de certificación, y deben estar acreditados por una entidad de
acreditación.
El sistema de certificación debe ser objetivo, fiable, aceptado por todas las partes interesadas,
eficaz, operativo, y estar administrado de manera imparcial y honesta.
Para atestiguar el cumplimiento de las normas se llevan a cabo auditorías. Una auditoría es un
examen metódico e independiente que se realiza para determinar si las actividades y los
resultados relativos a la calidad satisfacen las disposiciones previamente establecidas, y para
comprobar que estas disposiciones se llevan realmente a cabo y que son adecuadas para
alcanzar los objetivos previstos.
Para llevar a cabo la implantación de un Sistema de Calidad es fundamental que la Dirección de
la empresa esté convencida, en el caso de Petróleos Mexicanos ya se han tomado diferentes
acciones en todas sus áreas para la implantación de sistemas de calidad. Existen también
Comités de Calidad responsables de: coordinar desde el inicio hasta el final de los proyectos,
revisar y aprobar por consenso los manuales de Calidad y los procedimientos operativos así
como su cumplimiento, efectuar inspecciones o revisiones periódicas, en el caso de PEP,
también se coordina con las compañías certificadoras para dar seguimiento a los proyectos de
282
ingeniería encaminados al cumplimiento de las normas correspondientes y a contar con la
documentación ordenada que sustente el Sistema de Calidad.
Esta documentación puede estar compuesta por un Manual de Calidad, Procedimientos de
Aseguramiento de Calidad, Operativos y Administrativos, Instrucciones de Trabajo y
Especificaciones y los registros, que no son en sí documentos, sino evidencias que demuestran
las actividades realizadas.
Una metodología a seguir en el desarrollo de la documentación de un Sistema de Calidad,
puede ser la que se describe a continuación:
-
Definir los procedimientos a crear, cubriendo siempre tanto los apartados de la norma
que se aplique, como las actividades incluidas en el Sistema de Calidad de la empresa.
-
Asignar los responsables para la elaboración del Manual de Calidad, Procedimientos e
Instrucciones de trabajo.
-
Revisar y aprobar los documentos generados, por las autoridades con competencia
para ello.
-
Distribuir la documentación aprobada a los implicados en el cumplimiento de ella.
La implantación de la documentación generada puede hacerse en paralelo a la generación de
dicha documentación, o una vez completada la documentación en su conjunto. Es por tanto en
este momento cuando comienza la implantación del Sistema de Calidad.
Estas actividades deben ser coordinadas por el Responsable de Calidad y por el Comité de
Calidad, entre estas partes debe existir una constante comunicación para mantenerse
informado y dar solución pronta a las desviaciones que pudieran presentarse.
Los problemas mas comunes que suelen presentarse en la implantación de un Sistema de
Calidad son:
Reticencia al cambio en la realización de actividades del personal implicado
Acumulación de documentos, formatos, registros, etc.
Mala distribución de la documentación
Complejidad de los documentos
Falta de implicación de los Mandos en la implantación del Sistema
283
Aunque se obtenga la certificación, las actividades no deben terminar ahí, ya que el Sistema de
Aseguramiento de la Calidad debe ser un proceso vivo, que necesita un seguimiento por parte
de la empresa tanto interno como externo,
El seguimiento interno se realiza con las siguientes actividades:
Realización de Auditorías internas, como herramienta para encontrar posibles desviaciones y
también para mejora continua del sistema.
Ejecución de acciones correctoras y preventivas, como consecuencia de las desviaciones
encontradas en las auditorías internas y en el día a día de la empresa.
Revisión del Sistema por la Dirección. Para ello se utilizarán como datos de partida, entre otros,
los derivados de la ejecución de acciones correctoras y de las auditorías internas.
La realización de Planes de Formación para el personal involucrado en tareas que puedan
afectar la Calidad.
El seguimiento externo corresponde al organismo certificador ya que la concesión del certificado
necesita un “mantenimiento” por parte de dicho organismo:
Como podemos concluir los beneficios de la aplicación de un Sistema de Calidad son infinitos
pero podríamos citar algunos como:
Nos conduce a construir y desarrollar la Calidad dentro del producto o servicio, evitando
costosas inspecciones posteriores a la producción, costos de garantía y costos reprocesados.
Genera una fuerte confianza en el entorno de la empresa acreditada, acceso al mercado,
reducción de costos operativos, ventajas competitivas y reducción de auditorías.
Como se ha aclarado en este capitulo el Sistema de Calidad varía y de acuerdo a cada área se
tendrán diferentes controles encaminados a esta mejora continua, por lo tanto como
complemento a este capítulo, presentamos algunos formatos de control utilizados como
registros en la Fabricación de Plataformas Marinas, aclarando que esto solo corresponde a una
parte de lo que es un Sistema de Aseguramiento de Calidad .
284
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 1 DE 16
'$726'(2%5$
180'(352<(&72
33
'(6&5,3&,Ï1
PATIO DE FABRICACIÓN
180'(&2175$72
)(&+$'(,1,&,2'(2%5$
),50$'(,1*(1,(5,$
RESPONSABLE DEL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
325&,$&2175$7,67$
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
683(5,17(1'(17(
3253(0(;
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
),50$
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
-()('(,1*(1,(526
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
),50$
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
-()('(3$7,2
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
),50$
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
683(59,625
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
),50$
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
&&$/,'$'
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
),50$
285
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 2 DE 16
'(7$//(65(9,6$'26(1/$)$%5,&$&,Ï1'(3,(51$6
/26 &$55(7(6 '( $&(52 (63(&,$/ &255(6321',(17(6 $ /26 12'26 621 '( 81$ 62/$
3,(=$6,162/'$'85$675$169(56$/(6<7,(1(181$/21*,78'7$/5(%$6$1/$=21$'(
&21(;,21(681$',67$1&,$'( 'R¶´ /248(6($0$<25(1$0%26(;75(026&202
0Ë102
/26&$55(7(6&203/(0(17$5,26'(/$3,(51$126210(125(648( 'R¶´ /248(
6($0$<25
/$81,21(175(&$55(7(66(+,=2352&85$1'248(/$662/'$'85$6/21*,78',1$/(6
'(&$55(7(6$'<$&(17(648('$5$1'(6)$6$'26ƒ$/0(126
&$'$&$55(7(6(,163(&&,212&20352%$1'2 48( 68 (63(625 5('21'(= %,6(/$'2 <
62/'$'85$ /21*,78',1$/ (67$1 '(1752 '( 1250$ $6, &202 48( (/ 0$7(5,$/
&255(6321'($/6(f$/$'2(1(/352<(&72
286
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 3 DE 16
6( &20352%Ï 0(',$17( &5248,6 '( 62/'$'85$6 /21*,78',1$/(6 48( 1,1*81
(/(0(172 (6758&785$/ &2,1&,'( &21 (67( 7,32 '( 62/'$'85$ $ /2 /$5*2 '( 72'$6
/$63,(51$6 9(5+2-$ 6( ,163(&&,21$521 5$',2*5$),&$0(17( 72'$6 /$6 62/'$'85$6 75$169(56$/(6 '(
$&8(5'2$/5(*,6752'(/$+2-$
FIRMAS
)(&+$BBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
287
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 4 DE 16
ESTRUCTURA PRINCIPAL
)$%5,&$&,Ï1'(3,(51$6
5(*,6752
/2&$/,=$&,Ï1'(62/'$'85$6'(&$55(7(6(1(/$55(*/2'(3,(51$6
$
$
$
$
%
%
%
%
SIMBOLOGIA
$352%$&,Ï1
&2/259(5'(
5(&+$=2
1a
&2/2552-2
$352%$&,Ï1
2a
&2/259(5'(
62/,&,78''(5$',2*5$),$
&2/251$5$1-$
62/,&,78''(8/75$621,'2
&2/25$=8/
288
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 5 DE 16
LOCALIZACIÓN DE SOLDADURAS LONGITUDINALES
289
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 6 DE 16
'(7$//(65(9,6$'26'85$17((/$50$'2'(0$5&26(-(6<(/(9$&,21(6
/26&$55(7(6'($&(52(63(&,$/'(/2612'26621'(81$62/$3,(=$6,162/'$'85$
75$169(56$/ < 7,(1(1 81$ /21*,78' 7$/ 48( 5(%$6$1 /$ =21$ '( &21(;,21(6 81$
',67$1&,$'y´ /248(6($0$<25 (1$0%26(;75(026&2020,1,02
/26&$55(7(6&203/(0(17$5,26'(/26$55,2675$0,(1726126210(125(648(´y
' /248(6($0$<25 /$ 81,21 (175( &$55(7(6 '( $55,2675$0,(1726 6( +,=2 352&85$1'2 48( /$6
62/'$'85$6 /21*,78',1$/(6 '( &$55(7(6 $'<$&(17(6 48('$5$1 '( )$6$'$6 ƒ $/
0(126
&$'$&$55(7(6(,163(&&,212&20352%$1'248(68(63(6255('21'(6%,&(/$'2<
62/'$'85$/21*,78',1$/(67$'(1752'(1250$$6,&202(/0$7(5,$/&255(6321'(
$/6(f$/$'2(1(/352<(&72
6(
,163(&&,21$521
5$',2*5$),&$0(17(
/$6
-817$6
(175(
&$55(7(6
<
8/75$621,&$0(17( /$6 81,21(6 '( $55,2675$0,(1726 $ 3,(51$6 '( $&8(5'2 $/
5(*,6752'(/$6+2-$6 < ),50$6
)(&+$
290
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 7 DE 16
/$6',0(16,21(65($/(6129$5,$1&215(63(&72$/$6',0(16,21(6'(/352<(&72(1
0$6'(/$72/(5$1&,$6(f$/$'$(1/$6(63(&,),&$&,21(6
325 75$7$56( '(/ (16$0%/( &21 /$ 683(5(6758&785$ '(%(5$ 321(56( (63(&,$/
$7(1&,Ï1$/$6',0(16,21(65($/(6'(/$(/(9$&,Ï1 ¶±´(1'21'(/$',67$1&,$
5($/ (175( '26 3,(51$6 &8$/(648,(5$ 12 '(%(5$ 7(1(5 ',)(5(1&,$6 &21 /$
352<(&7$'$'(0$6'(ò´
),50$6
)(&+$
291
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 8 DE 16
)$%5,&$&,Ï1'(0$5&26
',0(16,21(65($/(6
&2/25$=8/
',0(16,21(6'(352<(&72
&2/2552-2
1,9(/$&,Ï1'(3/$12&(175$/
&2/251(*52
0$5&2
SIMBOLOGIA
$352%$&,Ï1
&2/259(5'(
a
5(&+$=2
1
$352%$&,Ï1
2a
&2/2552-2
&2/259(5'(
62/,&,78''(5$',2*5$),$
&2/251$5$1-$
62/,&,78''(8/75$621,'2
&2/25$=8/
292
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 9 DE 16
)$%5,&$&,Ï1'(0$5&26
',0(16,21(65($/(6
&2/25$=8/
',0(16,21(6'(352<(&72
&2/2552-2
1,9(/$&,Ï1'(3/$12&(175$/
&2/251(*52
(-(³³
293
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 10 DE 16
)$%5,&$&,21'((/(9$&,21(6
',0(16,21(65($/(6
&2/25$=8/
',0(16,21(6'(352<(&72
&2/2552-2
1,9(/$&,Ï1'(3/$12&(175$/
&2/251(*52
120(1&/$785$'(62/'$'85$6
1ƒ'(62/'$'85$
(/(9$&,21
68%(6758&785$
SIMBOLOGIA
$352%$&,Ï1
&2/259(5'(
a
5(&+$=2
1
$352%$&,Ï1
2a
&2/2552-2
&2/259(5'(
62/,&,78''(5$',2*5$),$
&2/251$5$1-$
62/,&,78''(8/75$621,'2
&2/25$=8/
294
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 11 DE 16
6,67(0$'(/$1=$0,(172<)/27$&,Ï1
6(&+(&248(/$/2&$/,=$&,Ï1'(/26
0,1(5$/(6'(9$/98/$612,17(5),(5$1
&21(/(0(1726(6758&785$/(6'(/$6
(/(9$&,21(6
6(&+(&2(/$'(&8$'2)81&,21$0,(172
'(/6,67(0$'(,181'$&,Ï1'(&$'$
3,(51$
6(&+(&2/$+(50(7,&,'$''(/$6&2
/801$6
6(&+(&2/$/2&$/,=$&,Ï1<',0(16,2
1(6'(/267$148(6'()/27$&,Ï1
6(&+(&2/$326,&,21'(/$625(-$6
'($55$675(<6(9(5,),&248(12,1
7(5),(5$1&21$%5$=$'(5$6827526
(/(0(1726
),50$6
)(&+$
$
$
$
$
%
%
%
%
295
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 12 DE 16
'(7$//(65(9,6$'26(1/$)$%5,&$&,Ï1<0217$-('(25(-$6'(326,&,21$0,(172<
$55$675(
6(&+(&248(72'2(/0$7(5,$/87,/,=$'2&255(6321'($/62/,&,7$'2(1(/
352<(&72
6(&+(&248(/$6',0(16,21(6%,6(/(6<62/'$'85$621/26(63(&,),&$'26
6(,163(&&,212/$62/'$'85$8/75$621,&$0(17('($&8(5'2$/5(*,6752'(
/$6+2-$6 < 296
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 13 DE 16
25(-$6'(326,&,21$0,(172
25(-$
-
',0(16,21(65($/(6
&2/25$=8/
-
',0(16,21(6'(352<(&72
&2/2552-2
-
62/,&,78''(8/75$621,'2
&2/25$=8/
-
$352%$&,Ï1
&2/259(5'(
-
5(&+$=2
&2/2552-2
297
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 14 DE 16
25(-$6'($55$675(
',0(16,21(65($/(6
&2/25$=8/
',0(16,21(6'(352<(&72
&2/2552-$
62/,&,78''(8/75$621,'2
&2/25$=8/
$352%$&,Ï1
&2/259(5'(
5(&+$=2
&2/2552-2
298
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 15 DE 16
DETALLES
REVISADOS
DURANTE
LA
APLICACIÓN
DE
LA
PROTECCIÓN
ANTICORROSIVA.
1.-
SE CHECÓ QUE LA SUPERFICIE DE ZONA DE MAREAS SE LIMPIÓ CON CHORRO
DE ARENA A PRESIÓN A METAL COMERCIAL Y PROTEGIO CON UN RECUBRIMIENTO
EPOXICO 100% SOLIDO, ESPECIFICACIÓN RE-32-74 A UN ESPESOR MINIMO DE 200
MILS. DE PULGADA REFORZADO CON TELLA DE PLASTICO TIPO MOSQUITERO EN EL
CENTRO.
2.-
SE CHECÓ QUE LA SUPERFICIE DE LA ZONA ATMOSFERICA SE LIMPIÓ CON
CHORRO DE ARENA A METAL BLANCO, ESPECIFICACIÓN LA-74. POSTERIORMENTE SE
APLICO PRIMARIO TIPO INORGANICO DE ZINC AUTOCURANTE A UN ESPESOR DE
PELICULA SECA DE 2.5 A 3 MILS., ESPECIFICACIÓN RP-4B-74. COMO ACABADO SE
APLICO UN RECUBRIMIENTO EPOXICO CATALIZADO DE ALTOS SOLIDOS DE COLOR
AMARILLO 204, A UN ESPESOR DE PELICULA SECA DE 12-14 MILS., ESPECIFICACIÓN
RA-26-74.
3.-
SE CHECO QUE LA SUPERFICIE DE LA ZONA SUMERGIDA QUEDÓ PROTEGIDA
CON ANODOS DE SACRIFICIO DE ACUERDO A LA DISTRIBUCIÓN, NUMERO Y TIPO
MARCADO EN EL PROYECTO.
),50$6
)(&+$
299
68%',5(&&,Ð1'(352<(&72<&216758&&,Ð1'(2%5$6
683(5,17(1'(1&,$/2&$/'(&216758&&, Ð1'($5%2/*5$1'(
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
SUBESTRUCTURAS
HOJA 16 DE 16
'(7$//(65(9,6$'26'85$17(/$)$%5,&$&,Ï1'('()(16$6<(0%$5&$&,21(6
6( &+(&Ï 48( /$6 '()(16$6 < (0%$5&$'(526 '(/ (-( ³$´ 38('$1
,167$/$56( '(%,'$0(17( (1 (/ 0$5 6, (6 (/ &$62 48( '(%$1 ,5
'(60217$'26
6( &+(&Ï 48( 6( (0%$5&$521 /$6 &$'(1$6 < 7(1625(6 '( 623257(
9(57,&$/3$5$'()(16$6
6( &+(&Ï 48( 72'$6 /$6 3,(=$6 '( (6&$/(5$6 < %$5$1'$/(6 '(/
(0%$5&$'(5238('$1,167$/$56(3$5$&2081,&$5&21/263$6,//26'(
/$68%(6758&785$
),50$6
)(&+$
CAPITULO 11
ASPECTOS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y PROTECCIÓN
AMBIENTAL
11.
ASPECTOS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y PROTECCIÓN
AMBIENTAL.
EVOLUCIÓN DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL
Petróleos Mexicanos como toda empresa ha evolucionado al paso de los años de acuerdo a los
avances de su entorno pues no se puede cancelar las expectativas de progreso; sin embargo
este desarrollo siempre se ha dado con la política de dar cumplimiento a la normatividad vigente
en materia de Seguridad Industrial y protección ambiental.
Es así como en los años 70’s la administración en esta materia estaba a cargo de
“Departamentos de Seguridad Industrial” de los diferentes centros de trabajo y se realizaba a
través de 2 secciones “Prevención de Riesgos” y “Tecnología de Seguridad” con la vigilancia de
la Subdirección de Explotación con sede en México.
En los años 80’s se anexa el área de Protección Ambiental dadas las necesidades de cumplir
con la Normatividad Ambiental emitida por las dependencias gubernamentales de esa época,
quedando el área como Seguridad Industrial y Protección Ambiental de Explotación y
Producción.
En su constante preocupación por proteger la integridad de su capital humano y recursos
físicos, así como evitar la destrucción del medio ambiente, Pemex al inicio de 1998 a través de
la Dirección General dio instrucciones para que se instrumentara un sistema que permitiera el
desarrollo de un criterio para disminuir la frecuencia, gravedad y el impacto ambiental, con una
forma más adecuada para administrar la seguridad y protección ambiental.
Es bajo este concepto que nace SIASPA, palabra formada por las iniciales de “Sistema Integral
de Administración de la Seguridad y la Protección Ambiental”, que es un sistema desarrollado
para mejorar el desempeño de sus centros de trabajo, enfocado a la administración efectiva de
los aspectos de seguridad industrial, la salud ocupacional y la protección ambiental,
apoyándose en evaluaciones de los sistemas, así como reglamentaciones y recomendaciones
utilizadas por empresas líderes en el ramo a nivel internacional.
El
SIASPA incluye todos los aspectos que se deben considerar para lograr una buena
administración e integración de la seguridad y protección ambiental en las operaciones de
304
producción en las instalaciones petroleras, tales como la operación, el mantenimiento, el
diseño, los recursos humanos, los asuntos externos, la planeación, la presupuestación, etc.
Además de estar concebido, diseñado y desarrollado como el medio para instrumentar la
Política Ambiental de Pemex, SIASPA también tiene como uno de sus objetivos, crear en el
personal una actitud permanente de cambio hacia la consolidación de una cultura de seguridad
y protección ambiental basada en la prevención.
11.1. RAZONES PRINCIPALES DE ACCIDENTES
Las actividades que se realizan diariamente en todas las industrias petroleras existentes, por su
misma naturaleza son susceptibles de generar riesgos de seguridad en sus trabajadores,
equipos e instalaciones. Petróleos Mexicanos no esta exento de estos riesgos por lo que para
definir políticas de seguridad se hace necesario analizar detalladamente las causas principales
que pueden ocasionar incidentes de riesgo o accidentes.
Al efectuar este análisis encontramos una serie de causas básicas por las que se llegan a
suscitar los accidentes, a estas se les llama causas raíz, entre las que podemos mencionar:
Deficientes condiciones del equipo
Falta de planes para atender emergencias
Deficiente administración del cambio
Falta de liderazgo
Falta de organización
Falta de capacitación
Falta de identificación de riesgos
Falta de aplicación de reglamentos, normas y procedimientos
Estas solo por citar solo algunas (ver lamina No. 75 )
305
306
11.2. PRINCIPIOS QUE RIGEN AL SISTEMA
Como se menciona en la lamina No. 76, la política de Seguridad y Protección Ambiental parte
de una visión general de los aspectos relacionados con el tema dentro del ámbito de Pemex,
esta visión se enfoca directamente a cuatro puntos fundamentales:
Pemex deberá ser líder en aspectos de seguridad y protección ambiental, es decir, buscará ir
mas allá del simple cumplimiento normativo.
La seguridad y protección ambiental es responsabilidad de todos los trabajadores de Pemex,
creando conciencia en todo el personal.
La administración de la seguridad y protección ambiental es componente medular del éxito, esto
como resultado de su efectiva aplicación.
El desempeño de Pemex en seguridad industrial y protección ambiental debe ser motivo de
orgullo para todos los mexicanos.
11.3. PRINCIPIOS DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL
Como resultado de esta visión de seguridad industrial y protección ambiental de la empresa, se
desprenden once principios que se detallan a continuación:
307
308
1- &8672',$ Como encargado responsable (custodio) de los recursos petroleros de la
nación, Pemex buscará lograr que sus productos sean seguros para sus usuarios y que
respondan al medio ambiente.
2- 6(*85,'$' ,1'8675,$/ < 6$/8' 2&83$&,21$/ Pemex se compromete administrar los
riesgos para proteger la seguridad de sus empleados, equipos e instalaciones.
3- $'0,1,675$&,Ï1237,0$'(5(&856261$785$/(6 Pemex se compromete a realizar la
explotación del petróleo en forma efectiva y eficiente mejorando sus procesos, reduciendo y
disponiendo sus desechos generados en forma ecológicamente aceptables.
4- $6,*1$&,Ï1 '( 5(&85626 1(&(6$5,26 Pemex se compromete a asignar el personal,
los recursos materiales y económicos para el logro de objetivos de mejora en materia de
seguridad ambiental y protección ambiental.
5- $'0,1,675$&,Ï1'(5,(6*26 Pemex reducirá los riesgos asociados con sus actividades,
incorporando dicha reducción en el diseño, construcción, modificación y operación;
manteniendo en todo momento una capacidad de respuesta efectiva ante los accidentes y
emergencias que pudieran ocurrir.
6- &803/,0,(1721250$7,92 Pemex buscará ir mas allá del simple cumplimiento normativo
y apoyará a las autoridades para establecer un marco normativo en materia de seguridad
industrial y protección ambiental adecuada a la industria petrolera mexicana con el fin de
asegurar efectivamente el bienestar de empleados, clientes, proveedores y demás partes
involucradas.
7- &$3$&,7$&,Ï1<$35(1',=$-( Pemex capacitará a sus empleados para que asuman su
responsabilidad y desarrollará un sistema para la administración efectiva de la seguridad
industrial y protección ambiental y los mecanismos para que exista un continuo proceso de
aprendizaje y mejora en la administración de estas funciones.
8- ,17(*5$&,Ï1 &21 /$ &8/785$ < )81&,21(6 '( 3(0(; Pemex se compromete a
incorporar la administración de la seguridad industrial y protección ambiental como parte de
sus procesos de gestión, incluyendo desde la planeación hasta la operación y
mantenimiento.
309
9- ,17(5$&&,Ï15(63216$%/(&21/$6&2081,'$'(6 Pemex mantendrá líneas abiertas
de comunicación con las comunidades procurando ser un miembro responsable y confiable,
atendiendo dudas y reclamaciones, compartiendo la información sobre los riesgos
potenciales en seguridad industrial y el impacto al ambiente.
10- 5(/$&,Ï1 (675(&+$ &21 3$57(6 ,17(5(6$'$6 Pemex atenderá las preocupaciones
con los clientes, contratistas, proveedores, empleados, autoridades, etc., además exigirá la
administración responsable de proveedores y contratistas con respecto a la seguridad
industrial y protección ambiental.
11- 5(63216$%,/,'$' ,1',9,'8$/ < &2/(&7,9$ Cada empleado, funcionario o directivo de
Pemex en forma individual y colectiva será responsable de la seguridad industrial y deberá
asumir su responsabilidad en esta materia.
Con toda esta reflexión, se puede sintetizar que el objetivo principal del SIASPA consiste en
mejorar el desempeño en materia de Seguridad Industrial y Protección Ambiental en el corto y
largo plazo, desarrollando e integrando una cultura con base en la política emitida por la
institución.
11.4. CRITERIOS DEL DISEÑO DE SIASPA
Este sistema fue diseñado exclusivamente para Petróleos Mexicanos, y se sustenta en las
siguientes bases:
-
Ser uno de los apoyos fundamentales para la aplicación de la política de
seguridad y protección ambiental de la empresa.
-
Ser un sistema corporativo apropiado para todas las instalaciones de Pemex y
Organismos Subsidiarios.
-
Establecer las funciones de seguridad y protección ambiental al mismo nivel que
la producción y como responsabilidad de la línea de mando.
-
Considerar la cultura que existe en Pemex y orientarla a la prevención en los
aspectos de seguridad y protección ambiental.
-
Apoyarse en el capital más valioso de la empresa, que es el personal.
310
-
Considerar el liderazgo como el principal promotor para el establecimiento y el
éxito del propio sistema.
-
Basarse en la autoevaluación y el diagnóstico para la preparación de los planes
de mejora en las instalaciones.
-
Incluir un proceso de mejora continua.
-
Ser consistente con las normas internacionales y con las mejoras prácticas.
11.5. CARACTERISTICAS RELEVANTES DEL SISTEMA
Las principales características de este sistema se pueden resumir en los siguientes puntos;
Ha sido desarrollado por Pemex y para Pemex.
Integra una amplia gama de herramientas administrativas para desarrollar las actividades que
afectan el desempeño en seguridad y protección ambiental.
Contempla metas realistas y alcanzables.
Genera medidas y comparaciones de desempeño significativas y útiles.
Brinda una retroalimentación continua.
Transfiere conocimiento.
Establece la base para la mejora continua.
Transfiere conocimiento.
Establece la base para la mejora continua y sostenida.
Desarrolla el sentido de propiedad en el personal.
Constituye un medio para la toma de responsabilidades.
Requiere un mínimo de apoyo externo a los centros de trabajo.
Juega un papel importante en el cambio de cultura buscado.
11.6. ESTRUCTURA DE SIASPA
SIASPA está integrado por tres componentes (factor humano, métodos e instalaciones), a cada
componente le corresponde una serie de elementos que en total suman 18, interrelacionados e
independientes, que está comprobado llegan a afectan la seguridad y protección ambiental;
cada elemento establece una serie de requisitos congruentes con la normatividad vigente y con
las mejores prácticas demostradas en la industria (ver lamina No. 77 ). Estos 18 elementos son:
•
Política, liderazgo y compromiso
•
Organización
311
•
Capacitación
•
Salud ocupacional
•
Análisis y difusión de incidentes y buenas prácticas
•
Control de contratistas
•
Relaciones Públicas y con las comunidades
•
Planeación
•
Normatividad
•
Administración de la información
•
Tecnología del proceso
•
Análisis de riesgos
•
Administración del Cambio
312
313
•
Indicadores de desempeño
•
Auditorías
•
Planes y respuestas a emergencias
•
Integridad mecánica
•
Control y restauración
NIVELES DE DESARROLLO
SIASPA, a su vez integra cinco niveles de requisitos para los proceso, estos son progresivos
en complejidad e importancia conforme aumenta el nivel. A continuación se muestran estos
niveles de desarrollo y algunas características genéricas mas representativas.
NIVEL 1
NIVEL 2
NIVEL 3
NIVEL 4
NIVEL 5
CONCIENTIZACIÓN
DISEÑO Y
DESARROLLO
EN PROCESO DE
IMPLANTACIÓN
SISTEMA
IMPLANTADO
EN BUSCA DE LA
EXCELENCIA
([LVWHXQDFRQFLHQWL]DFLyQLPSUHFLVD
/RVGLIHUHQWHVSURFHVRV\
/RVSURFHVRV\PHFDQLVPRV
/RVSURFHVRV\PHFDQLVPRV
/DVPHMRUHVSUiFWLFDVGHFODVH
DFHUFDGHORVUHTXLVLWRVGH
PHFDQLVPRVVHHQFXHQWUDQ
IRUPDOHVGH6HJXULGDG\
IRUPDOHVGH6HJXULGDG\
PXQGLDOHQWRGRVORViPELWRVKDQ
6HJXULGDG\3URWHFFLyQ$PELHQWDO\
IRUPDOPHQWHGHVDUUROODGRV\
3URWHFFLyQ$PELHQWDOKDQVLGR
3URWHFFLyQ$PELHQWDOVRQ
VLGRLGHQWLILFDGDVHLQFRUSRUDGDV
DFHUFDGHWpFQLFDVGH
GRFXPHQWDGRV\FXPSOHQFRQORV
GLIXQGLGRVDWRGRHOSHUVRQDO
LPSODQWDGRVFRQVLVWHQWHPHQWH
D6,$63$
DGPLQLVWUDFLyQ
UHTXLVLWRVDSOLFDEOHV
VHJ~QVHUHTXLHUD
ODVQRFRQIRUPLGDGHVTXHRFXUUHQ
(OGHVHPSHxRHQ6HJXULGDG\
(VWiQLPSODQWDGDVVyORDOJXQDV
/DDGPLQLVWUDFLyQGHOD6HJXULGDG
7RGRHOSHUVRQDOHQWLHQGH
VRQDLVODGDV\QRVRQ
3URWHFFLyQ$PELHQWDOKD
SUiFWLFDVLQIRUPDOHV
\3URWHFFLyQ$PELHQWDO
FXiOHVVRQVXV
LPSRUWDQWHV
DOFDQ]DGRXQQLYHOH[FHSFLRQDO
([LVWHQVRORDOJXQRVSURFHGLPLHQWRV
JHQHUDOPHQWHVHGHMDDOSHUVRQDO
UHVSRQVDELOLGDGHVHQUHODFLyQ
/RVSURFHVRV\PHFDQLVPRVVRQ
/DVFDXVDVUDt]GHORVLQFLGHQWHV
GRFXPHQWDGRV
GH6HJXULGDG\3URWHFFLyQ
FRQOD6HJXULGDG\OD
DXWRVXVWHQWDEOHV\PHMRUDGRV
QRLPSOLFDQGHELOLGDGHVGH
/DDGPLQLVWUDFLyQGHOD6HJXULGDG\
$PELHQWDOODJHUHQFLDGHOtQHD
3URWHFFLyQ$PELHQWDO\ODV
FRQWLQXDPHQWH
6,$63$
OD3URWHFFLyQ$PELHQWDOVHGHMDDO
DXQTXHFRQRFHVXV
FXPSOHSRUTXHGHEHKDFHUOR
(OSHUVRQDOHVWiFRQYHQFLGRGHO
SHUVRQDOGH6HJXULGDG\3URWHFFLyQ
UHVSRQVDELOLGDGHVQRDFW~DGH
PiVQRSRUTXHHVWp
YDORUGHORVSURFHVRV\ORV
$PELHQWDOODUHVSRQVDELOLGDGGHOD
IRUPDUHVSRQVDEOH
FRQYHQFLGRGHOYDORUGHO
PHFDQLVPRVORVXVDQSRUTXH
VLVWHPD
HVWiQFRQYHQFLGRV\ORV
(OSHUVRQDOJHQHUDOPHQWH
SURPXHYHQDFWLYDPHQWH
GHVDUUROODVXVDFWLYLGDGHVGH
([LVWHPHMRUDGHPRVWUDEOHHQHO
FRQIRUPLGDGFRQHOVLVWHPD
GHVHPSHxRHQ6HJXULGDG\
GRFXPHQWDGRVLQHPEDUJRHO
3URWHFFLyQ$PELHQWDO
OtQHDQRVHHQFXHQWUDGHVDUUROODGD
VLVWHPDQRHVDSOLFDGR
FRQVLVWHQWHPHQWH
Cada elemento tiene su razón de ser, un objetivo y un alcance específico que se complementa
con el resto de los elementos que conforman el sistema, características en que reside su
fortaleza debido a que el efecto de los 18 elementos trabajando de manera organizada y
armoniosa, es mucho mayor que el efecto de los mismo elementos trabajando por separado o
de manera desorganizada.
A continuación se presenta una tabla para describir la razón de cada elemento:
314
No
ELEMENTO
RAZÓN DE SER
3DUDODLPSODQWDFLyQGH6,$63$HVLQGLVSHQVDEOHODGHILQLFLyQGRFXPHQWDFLyQGLIXVLyQ\FRPSUHQVLyQ
GHXQD3ROtWLFDGH6HJXULGDG,QGXVWULDO\3URWHFFLyQ$PELHQWDOHOHMHUFLFLRIXHUWH\YLVLEOHGHOOLGHUD]JR
32/Ë7,&$/,'(5$=*2<
&203520,62
SRUSDUWHGHORVSXHVWRVGLUHFWLYRVDQLYHOGHORVFHQWURVGHWUDEDMRGHORVRUJDQLVPRVVXEVLGLDULRVGH
ODVHPSUHVDVILOLDOHV\GHOFRUSRUDWLYRSDUDFXPSOLUOD\HOFRPSURPLVRSRUSDUWHGHHOSHUVRQDOKDFLDOD
VHJXULGDG\ODSURWHFFLyQDPELHQWDO
3DUD DOFDQ]DU ORV REMHWLYRV HVWDEOHFLGRV HQ OD 3ROtWLFD GH 6HJXULGDG \ 3URWHFFLyQ $PELHQWDO \ HQ
6,$63$ VH UHTXLHUH GHILQLU GRFXPHQWDU \ IRUPDOL]DU OD RUJDQL]DFLyQ SUHYDOHFLHQWH ODV IXQFLRQHV
25*$1,=$&,Ï1
UHVSRQVDELOLGDGHV \ DXWRULGDG GH FDGD SXHVWR GHQWUR GH OD PLVPD GH PDQHUD DFRUGH D ODV
QHFHVLGDGHV\UHFXUVRVGHFDGDFHQWURGHWUDEDMRDVtFRPRVXGLIXVLyQ\FRPSUHQVLyQSRUSDUWHGHO
SHUVRQDO
3DUDDVHJXUDUODHMHFXFLyQFRUUHFWDHIHFWLYDVHJXUD\UHVSHWXRVDGHODPELHQWHGHODVDFWLYLGDGHVDVt
FRPRHOGHVDUUROORSURIHVLRQDO\ODPRWLYDFLyQGHHOSHUVRQDOVHUHTXLHUHGHWHFWDUVXVQHFHVLGDGHVGH
FDSDFLWDFLyQ HQWUHQDPLHQWR \ SUiFWLFD \ OD SODQHDFLyQ GLVHxR HODERUDFLyQ LPSODQWDFLyQ FRQWURO
&$3$&,7$&,Ï1
HYDOXDFLyQHLPSDUWLFLyQVLVWHPiWLFDGH ORV SURJUDPDV GH FDSDFLWDFLyQ UHVXOWDQWHV FXLGDQGR TXH VH
FXEUDQ ORV DVSHFWRV HVSHFtILFRV UHODWLYRV D FDGD DFWLYLGDG DVt FRPR ORV DVSHFWRV GH 6HJXULGDG \
3URWHFFLyQ$PELHQWDODSOLFDEOHV
3DUDPLQLPL]DUHOULHVJRTXHUHSUHVHQWDQORVSURFHVRVIXQFLRQHV\DFWLYLGDGHVGHVDUUROODGRVVREUHOD
VDOXGGHHOSHUVRQDO\YLFHYHUVDVHUHTXLHUHODLGHQWLILFDFLyQ\FRQWUROGHWDOHVULHVJRVGHQWURGHORV
6$/8'2&83$&,21$/
SDUiPHWURVHVWDEOHFLGRVHQODQRUPDWLYLGDGFRUUHVSRQGLHQWHWRPDQGRHQFRQVLGHUDFLyQORVDVSHFWRV
GH KLJLHQH LQGXVWULDO DSWLWXG SDUD HO WUDEDMR YLJLODQFLD PpGLFD \ FRQWURO GH ODV HQIHUPHGDGHV \
OHVLRQHV
3DUDDSURYHFKDUODH[SHULHQFLDRSHUDFLRQDOFRQVWLWXLGDSRUORVLQFLGHQWHVDFFLGHQWHVRFXUULGRV\ODV
$1È/,6,6<',)86,Ï1'(
,1&,'(17(6<%8(1$6
35È&7,&$6
EXHQDV SUiFWLFDV UHDOL]DGDV OD FXDO FRQVWLWX\H XQD IXHQWH PX\ LPSRUWDQWH GH LQIRUPDFLyQ SDUD OD
SUHYHQFLyQGHDFFLGHQWHVVHUHTXLHUHTXHpVWRVVHLQYHVWLJXHQDQDOLFHQ\HYDO~HQKDVWDGDUFRQVXV
FDXVDVUDt]\WUDGXFLUODVHQDFFLRQHVFRUUHFWLYDV\SUHYHQWLYDVTXHVHGLIXQGDQHLPSODQWHQHQWRGRV
ORVFHQWURVGHWUDEDMR
315
3DUDPLQLPL]DUORVLQFLGHQWHV\DFFLGHQWHVTXHGHDFXHUGRFRQORVDQiOLVLVUHDOL]DGRVIUHFXHQWHPHQWH
&21752/'(
SURWDJRQL]DQRSURYRFDQODVFRPSDxtDVFRQWUDWLVWDV\SURYHHGRUHVVHUHTXLHUHUHDOL]DUXQDVHOHFFLyQ
\FRQWUROGHORVPLVPRVFRQEDVHHQVXVQLYHOHVGHGHVHPSHxRWpFQLFR\HQ6HJXULGDG\3URWHFFLyQ
&2175$7,67$6
$PELHQWDO TXH UHVXOWH HQ XQD GLVPLQXFLyQ GH ORV DFWRV \ FRQGLFLRQHV LQVHJXUDV JHQHUDGRV FRPR
UHVXOWDGRGHVXVVHUYLFLRV\VXPLQLVWURV
3DUDLQFUHPHQWDUHODUUDLJRGHODVLQVWDODFLRQHVHQORVFHQWURVGHWUDEDMR\HQODVUHJLRQHVHQODVTXH
5(/$&,21(63Ò%/,&$6<
&21/$6&2081,'$'(6
VHXELFDQDVtFRPRPHMRUDUODLPDJHQGHODHPSUHVDVHUHTXLHUHHVWDEOHFHUGRFXPHQWDUHLPSODQWDU
SURFHGLPLHQWRV DGPLQLVWUDWLYRV GH FRPXQLFDFLyQ HQIRFDGRV D LGHQWLILFDU SURSRQHU \ FDQDOL]DU
DFFLRQHVGHEHQHILFLRVRFLDOKDFLDHOLQWHULRUGHODHPSUHVD
3DUD DVHJXUDU OD LPSODQWDFLyQ GH WRGRV ORV HOHPHQWRV GHO 6,$63$ VH UHTXLHUH TXH OD SODQHDFLyQ \
SURJUDPDFLyQGHODVIXQFLRQHV\DFWLYLGDGHVVHUHDOLFHDVLJQDQGRORVUHFXUVRVKXPDQRVPDWHULDOHV\
3/$1($&,Ï1<
35(6838(672
ILQDQFLHURV QHFHVDULRV SDUD TXH VHDQ UHDOL]DGDV HQ IRUPD FRUUHFWD VHJXUD SURWHJLHQGR DO PHGLR
DPELHQWH\JDUDQWL]DQGRHOFXPSOLPLHQWRGHORVREMHWLYRVHVWDEOHFLGRVHQOD3ROtWLFDGH6HJXULGDG\
3URWHFFLyQ$PELHQWDO\HQ6,$63$DWUDYpVGHHVWUDWHJLDVTXHFRQWHPSOHQSURJUDPDVLQWHJUDGRVHQ
ORVUXEURVGHLQYHUVLyQRSHUDFLyQ\PDQWHQLPLHQWR
3DUD DVHJXUDU OD LPSODQWDFLyQ GH ORV HOHPHQWRV GH 6,$63$ VH UHTXLHUH HVWDEOHFHU \ PDQWHQHU
DFWXDOL]DGR XQ PDUFR QRUPDWLYR TXH DEDUTXH WRGRV ORV FDPSRV GH DFWLYLGDG \ ORV GRFXPHQWRV
1250$7,9,'$'
QRUPDWLYRVTXHORFRQIRUPHQDVtFRPRGHVDUUROODUGRFXPHQWDUFRQWURODU\PDQWHQHUDFWXDOL]DGRV\
GLVSRQLEOHV SDUD VX XVR ORV GRFXPHQWRV TXH GHVFULEDQ IXQFLRQHV R DFWLYLGDGHV TXH DIHFWHQ OD
6HJXULGDG\ 3URWHFFLyQ $PELHQWDO WDOHV FRPR SURFHGLPLHQWRV LQVWUXFFLRQHV RSHUDWLYDV LQVWUXFWLYRV
HWF
3DUDODUHDOL]DFLyQHIHFWLYDHILFLHQWH\VHJXUDGHODVDFWLYLGDGHV\FRPRXQDKHUUDPLHQWDHQODWRPD
$'0,1,675$&,Ï1'(/$
GHGHFLVLRQHVVHUHTXLHUHPDQWHQHUGLVSRQLEOHHQORVVLWLRV\PHGLRV PiV FRQYHQLHQWHV GH PDQHUD
SHUPDQHQWH\RSRUWXQDGRFXPHQWRV\UHJLVWURVFRQILDEOHVDGHFXDGRV\VXILFLHQWHVTXHDEDUTXHQODV
,1)250$&,Ï1
IDVHVGHOLFLWDFLyQGLVHxRFRQVWUXFFLyQLQVWDODFLyQSXHVWDHQVHUYLFLRRSHUDFLyQ\PDQWHQLPLHQWRGH
ODVLQVWDODFLRQHV
3DUD PLQLPL]DU ORV ULHVJRV DVRFLDGRV D ODV GLIHUHQWHV WHFQRORJtDV GH SURFHVR D QLYHOHV DFHSWDEOHV
SDUDODHPSUHVDHOSHUVRQDOODVFRPXQLGDGHV\HOPHGLRDPELHQWHVHUHTXLHUHFRQWURODUODIRUPDHQ
7(&12/2*Ë$'(/352&(62
TXH pVWDV VRQ VHOHFFLRQDGDV FRQVWUXLGDV RSHUDGDV \ PDQWHQLGDV VHOHFFLRQDQGR DTXHOODV TXH
UHSUHVHQWHQ ORV PHQRUHV ULHVJRV LQWUtQVHFRV FRQVWUX\pQGRODV GH DFXHUGR D ORV GRFXPHQWRV GH
GLVHxR RSHUiQGRODV GHQWUR GH ORV SDUiPHWURV \ OtPLWHV GH RSHUDFLyQ PiV DSURSLDGRV \ GiQGROHV HO
PDQWHQLPLHQWRHVSHFLILFDGR
3DUDDVHJXUDUTXHORVVLVWHPDV\SODQHVGHUHVSXHVWD D HPHUJHQFLDV GH ODV LQVWDODFLRQHV VHDQ ORV
PiVHIHFWLYRV\HILFLHQWHVHQFXDOTXLHUPRPHQWRGHVXYLGD~WLOVHUHTXLHUHODLGHQWLILFDFLyQDQiOLVLV\
HYDOXDFLyQSHULyGLFD\SHUPDQHQWHGHORVULHVJRVLQWHUQRV\ H[WHUQRV DVRFLDGRV D pVWDV SRU OR TXH
$1È/,6,6'(5,(6*26
WDOHV DQiOLVLV VH UHDOL]DUiQ HQ ODV IDVHV GH GLVHxR FRQVWUXFFLyQ LQVWDODFLyQ SXHVWD HQ VHUYLFLR
RSHUDFLyQ\PDQWHQLPLHQWRVLHPSUHTXHVHVRVSHFKHQPRGLILFDFLRQHVHQORVULHVJRVSRVWXODGRV
316
3DUDHYLWDUODJHQHUDFLyQGH ULHVJRVQRFRQVLGHUDGRV HQORVDQiOLVLVGHULHVJRYLJHQWHVVH UHTXLHUH
TXHORVFDPELRVHQODWHFQRORJtDGHORVSURFHVRVODRSHUDFLyQHOPDQWHQLPLHQWRORVPDWHULDOHVORV
$'0,1,675$&,Ï1'(/
&$0%,2
HTXLSRV ODV LQVWDODFLRQHV ORV FRPSRQHQWHV ODV HVWUXFWXUDV \ HO SHUVRQDO VH UHDOLFHQ FRQ EDVH HQ
SURFHGLPLHQWRVTXHDVHJXUHQTXHVHDQDQDOL]DGRVHYDOXDGRVDXWRUL]DGRVLPSODQWDGRVSUREDGRV\
DFHSWDGRVGHPDQHUDTXHORVDQiOLVLVGHULHVJRFRQWLQ~HQYLJHQWHV\SDUDTXHHQFDVRFRQWUDULRVH
UHDOLFHQQXHYRVDQiOLVLVGHULHVJR
3DUDORJUDUODPHMRUDFRQWLQXDGHOGHVHPSHxRHQORVFDPSRVGH6HJXULGDG\3URWHFFLyQ$PELHQWDO\
FRPR XQ DSR\R SDUD OD WRPD GH GHFLVLRQHV VH UHTXLHUH HO DQiOLVLV HYDOXDFLyQ \ FRQWURO GH ODV
,1',&$'25(6'(
'(6(03(f2
DFWLYLGDGHVGHVDUUROODGDVFRQ EDVHHQOD GHILQLFLyQ\HVWDEOHFLPLHQWRGH tQGLFHV GH GHVHPSHxR TXH
SURSRUFLRQHQLQIRUPDFLyQFRQILDEOHRSRUWXQD FRQWLQXD SHUPDQHQWH \ UHDO GH OD IRUPD HQ OD TXH VH
HVWiQUHDOL]DQGRODVDFWLYLGDGHV\ODYHORFLGDGFRQODTXHVHHVWiQDOFDQ]DQGRODVPHWDVWUD]DGDV
3DUDORJUDUODPHMRUDFRQWLQXDGHOGHVHPSHxRHQORVFDPSRVGHOD6HJXULGDG\3URWHFFLyQ$PELHQWDO
VHUHTXLHUHODLPSODQWDFLyQGHDFFLRQHVFRUUHFWLYDV\SUHYHQWLYDVSRUSDUWHGHODViUHDVUHVSRQVDEOHV
GH HOODV WHQGLHQWHV D HOLPLQDU ODV EUHFKDV GH GHVHPSHxR GHWHFWDGDV D WUDYpV GH OD FRPSDUDFLyQ
$8',725Ë$6
DQiOLVLV \ HYDOXDFLyQ VLVWHPiWLFD \ SHUPDQHQWH GH OD IRUPD UHDO HQ TXH VH HVWiQ UHDOL]DQGR ODV
DFWLYLGDGHVUHVSHFWRGHODIRUPDSODQHDGDRUHTXHULGDSDUDHOODV\UHVSHFWRGHOPDUFRQRUPDWLYRGH
UHIHUHQFLDORFXDO6,$63$ORJUDDWUDYpVGHODUHDOL]DFLyQGHDXGLWRUtDVLQWHUQDV\H[WHUQDV
3DUDPLQLPL]DUHO LPSDFWR GH ODV HPHUJHQFLDV HQ ODV LQVWDODFLRQHV SHUVRQDO FRPXQLGDGHV \ PHGLR
3/$1(6<5(638(67$$
DPELHQWHVHUHTXLHUHFRQWDUFRQSODQHVGHUHVSXHVWDDHPHUJHQFLDVTXHFRQWHPSOHQODRUJDQL]DFLyQ
VLVWHPDV IXQFLRQHV DFWLYLGDGHV \ UHFXUVRV QHFHVDULRV SDUD KDFHU IUHQWH GH XQD PDQHUD HIHFWLYD \
(0(5*(1&,$6
HILFLHQWH D ORV HVFHQDULRV GH ULHVJR PiV QHJDWLYRV SUREDEOHV SRVWXODGRV HQ ORV DQiOLVLV GH ULHVJR
UHDOL]DGRV
3DUD PDQWHQHU ORV ULHVJRV LQKHUHQWHV D ODV WHFQRORJtDV GH SURFHVR H LQVWDODFLRQHV OR PiV FHUFD
SRVLEOH GH ORV QLYHOHV GH ULHVJR GH GLVHxR DXPHQWDU OD FRQILDELOLGDG GH ORV HTXLSRV \ OD GLVFLSOLQD
,17(*5,'$'0(&È1,&$
RSHUDWLYDPLQLPL]DUODRFXUUHQFLDGHLQFLGHQWHVHLQFUHPHQWDUODSURWHFFLyQDOSHUVRQDOLQVWDODFLRQHV
FRPXQLGDGHV\PHGLRDPELHQWHVHUHTXLHUHLPSODQWDUSURFHGLPLHQWRV\SURJUDPDVGHVXSHUYLVLyQ\
UHFHSFLyQGHREUDVLQVSHFFLyQ\SUXHED\PDQWHQLPLHQWRSUHYHQWLYR\SUHGLFWLYR
3DUDHYLWDUFRQWURODUUHGXFLU\RPLWLJDUORVHIHFWRVQHJDWLYRVGHODFRQWDPLQDFLyQVREUHHOSHUVRQDO
ODVFRPXQLGDGHVODVLQVWDODFLRQHV\HOPHGLRDPELHQWHVHUHTXLHUHLGHQWLILFDUODVIXHQWHVGHHPLVLyQ
&21752/<5(67$85$&,Ï1
HQIRFDU OD DWHQFLyQ D ODV PiV SHOLJURVDV \ GHILQLU \ HVWDEOHFHU HVWUDWHJLDV \ DFFLRQHV HQIRFDGDV D
RSWLPL]DU HO PDQHMR GH PDWHULDOHV \ UHVLGXRV LQGXVWULDOHV SHOLJURVRV PHGLDQWH OD LPSODQWDFLyQ GH
SURFHGLPLHQWRV GH DGTXLVLFLyQ DOPDFHQDPLHQWR WHPSRUDO UHGXFFLyQ FRPHUFLDOL]DFLyQ UHFLFODMH
WUDWDPLHQWRWUDQVSRUWH\GLVSRVLFLyQGHORVPLVPRV
317
11.7. ALCANCE E IMPLEMENTACIÓN
SIASPA es de obligado cumplimiento en todas las instalaciones pertenecientes a los
Organismos Subsidiarios, Empresas Filiales y Areas Corporativas de Pemex, en las siguientes
actividades:
Generación de Bases Técnicas y Económicas de Licitación
Generación de Bases de Diseño
Ingeniería Básica
Ingeniería de Detalle
Procuración
Construcción
Instalación
Pruebas Preoperacionales
Puesta en Servicio
Operación Normal
Mantenimiento
Modificaciones, y
Desmantelamiento.
La Unidad de Implementación (UI) para el SIASPA, es el centro de trabajo, Activo o
Dependencia, donde se llevan a cabo todas o varias etapas del proceso productivo y que
cuentan con una estructura organizacional capaz de gestionar y administrar sus recursos. ( Ver
lamina No. 78)
318
319
11.8. BENEFICIOS DEL SIASPA
Entre los beneficios más importantes que podemos mencionar como resultado de la
implementación de SIASPA, figuran los siguientes:
Aumento en la productividad del personal y de las instalaciones.
Aumento en la confiabilidad de los equipos y de las instalaciones.
Producción en los riesgos hacia los trabajadores y a la comunidad
Producción de incidentes e impactos ambientales
Preocupación de la confianza de los mexicanos en la institución
Incorporar la seguridad industrial y la protección ambiental a los planes de negocios de
Petróleos Mexicanos a largo plazo.
Participación activa y visible de la alta dirección.
Ver lamina No. 79.
Desarrollo del sentido de propiedad en todos los trabajadores petroleros, que impulse y
consolide una cultura de seguridad y protección ambiental orientada a la prevención.
Mejora en la productividad de los trabajadores petroleros y de las instalaciones basadas en la
confiabilidad de las operaciones.
Reducción significativa de incidentes e impactos ambientales, sus consecuencias y costos
asociados.
320
321
Mejoramiento en las relaciones con las comunidades cercanas a las instalaciones y con el
pueblo de México.
La implantación exitosa del SIASPA, contribuirá a cumplir con el compromiso de Petróleos
Mexicanos de convertirse en una empresa nacional sólida, eficiente y competitiva,
proyectándola a nivel de las mejores empresas petroleras internacionales en materia de
administración de la Seguridad y la Protección Ambiental.
CAPITULO 12
GUIA DEL SUPERVISOR
PROGRAMA DE CAPACITACIÓN PARA
SUPERVISORES DE OBRA
PROYECTO CANTARELL
ACTIVIDADES PREVIAS A LA CONSTRUCCIÓN.
S
FASES DE
CONSTRUCCIÓN
FUNCIONES
U
P
E R
V
I
S
I
Ó N
PROBLEMAS
PRINCIPALE3
COMO SE REALIZAN
SOLUCIONES
,17(*5$&,Ï1'(/$
5(&23,/$&,Ï1'(
,1)250$&,Ï1
$ 3/$126
62/,&,7$1'2 $ /$ 683(5,25,'$' /$,1)250$&,Ï1*(1(5$/(6
352029(5$17((/È5($
% (63(&,),&$&,21(6
/$,1)250$&,Ï11(&(6$5,$
5(63216$%/(/$(;3(',7$&,Ï1
(;7(0325È1($(,1&203/(7$
& 1250$6
2325781$
' 5(48,6,&,21(6
( &2175$726
352*5$0$&,Ï1
(/$%25$&,Ï1'(
352*5$0$6
$ &216758&&,Ï1
3$57,&,3$&,Ï1
&21
(/ 12(;,67(&21*58(1&,$&21
352*5$0$63$5&,$/(6<
$&7,9,'$'(6
*(1(5$/(6
5(&85626
< (-(&87,926<'((63(&,$/,'$'
7,(032
% 5(9,6,Ï1'(352*5$0$6'(
(52*$&,Ï1
3/$1($1'2(1)250$,17(*5$/
&2175$7,67$ (1 (/ $1È/,6,6 '( /26352*5$0$6*(1(5$/(6
5(9,6$1'2
48(
&21*58(17(
&21
6($ 12+$<6(*8,0,(172*5$),&2<
352*5$0$6 180e5,&2'(&203257$0,(172
',6(f$5&21752/(648(
&217(03/(1/$6'(69,$&,21(6
'( )$%5,&$&,Ï1 < 02172 '(/
&2175$72
& (/$%25$&,Ï1<5(9,6,Ï1
5(9,6$1'2
48(
352*5$0$6'(680,1,6752
*5$0$6
'(0$7(5,$/(6<(48,32
&2175$7,67$
'(
(/$%25$5
352 ,1&21*58(1&,$'(/352*5$0$
9(5,),&$5'2&80(1726<
325 &21680,1,67526
$9$1&()Ë6,&2'()$%5,&$&,Ï1
6($1
&21*58(17(6
352*5$0$
/26
680,1,6752
'(
&21
(/
&216758&&,Ï1
352*5$0$
680,1,675263253(0(;
'(
OBSERVACIONES
326
PROGRAMA DE CAPACITACIÓN PARA
SUPERVISORES DE OBRA
PROYECTO CANTARELL
ACTIVIDADES PREVIAS A LA CONSTRUCCIÓN.
S
FASES DE
CONSTRUCCIÓN
FUNCIONES
,1,&,2'(2%5$
U
P
E R
V
$%5,(1'2
'(
%,7È&25$
$55$148(
S
I
Ó N
PROBLEMAS
PRINCIPALE3
COMO SE REALIZAN
$ )250$/,=$5,1,&,2'(2%5$
I
OBSERVACIONES
SOLUCIONES
-817$
0,187$
'(
$55$148( '$1'2 $9,62 $
/$6'(3(1'(1&,$6
% $1È/,6,6'(&2175$72
&2175$ 6( '(7(&7$1 ',)(5(1&,$6 (1 62/,&,7$1'235(&,26
&203$5$1'2
,1*(1,(5Ë$
352*5$0$6
< /2692/Ò0(1(6'(2%5$
81,7$5,262'2&80(17$1'2/26
$1(;26
& (678',2'(/352<(&72
(678',$1'2
'2&80(1726
72'26
&21
/26 '(7(&&,Ï1
48(
'(
(5525(6 (/$%25$&,Ï1 '( /26 5(3257(6
6( ',6&5(3$1&,$6<20,6,21(6
1(&(6$5,26
&8(17(
' (/$%25$&,Ï1 < 5(9,6,Ï1 &8$17,),&$1'2
$&8(5'2
$
/,67$6 '( '( 0$7(5,$/(6 ,1*(1,(5Ë$<$1(;2)
(6758&785$/ < '( 2%5$
(/(&7520(&È1,&$
325
3(0(;<&203$fË$
5(&(3&,Ï1 '( 0$7(5,$/(6 < $ ,163(&&,Ï19(5,),&$&,Ï1
(48,326
)Ë6,&$
<
5(9,6$1'2
&2175$ (;,67(1
(63(&,),&$&,21(6
'2&80(17$/0(17(
92/Ò0(1(6
&20352%$1'2
5(&+$=26
< 0$7(5,$/(6<(48,326
'(
2%5$
48(
'( (/$%25$&,Ï1
25'(1$5
48(
'(
6(
5(3257(6
352&85(
<
(/
5(48,6,7$'2
/26
0$7(5,$/(6 &803/$1&21 /$
&$/,'$'
,1',&$'$
(1
/26
'2&80(1726
% &21752/
96 (67$%/(&,(1'25(*,67526
5(48,6,&,21(6
& &21&,/,$&,Ï1
'2&80(1726'(3$*2
12 &217$5 $ 7,(032 &21 /$ $&7,9$&,Ï1 $17( /$ '(3(1'(1&,$
,1)250$&,Ï1
'( 9(5,),&$1'2 (1 &$032 /26 48(
/26
$9$1&(66(f$/$'26&2175$ &2,1&,'$1
/$,1*(1,(5Ë$
'2&80(1726
&255(6321',(17(
12 5(&+$=2'('2&80(1726
327
PROGRAMA DE CAPACITACIÓN PARA
SUPERVISORES DE OBRA
PROYECTO CANTARELL
ACTIVIDADES PREVIAS A LA CONSTRUCCIÓN.
S
FASES DE
CONSTRUCCIÓN
2%5$(6758&785$/
35()$%5,&$'2
FUNCIONES
U
P
E R
COMO SE REALIZAN
$ 9(5,),&$&,Ï1'(+$%,/,7$'2 5(9,6$1'2(/
<',0(1&,21$0,(172
5(&7,78'5('21'(=
',0(16,21$0,(172&2175$
V
I
S
I
Ó N
PROBLEMAS
PRINCIPALE3
,1&21*58(1&,$6(1/$
SOLUCIONES
5(&+$=2'(3,(=$6
(-(&8&,Ï1
/$,1*(1,(5Ë$'('(7$//(
(63(625(6(7&
% ,163(&&,Ï19,68$/'(
62/'$'85$
2%6(59$&,Ï1'(
,1&803/,0,(172'(
5(&+$=2'(3,(=$6<68*(5,5/$
&$5$&7(5Ë67,&$6
352&(',0,(1726<5
&$3$&,7$&,Ï1'(3(5621$/
352&(',0,(1726<
(63(&,),&$&,21(6
0$7(5,$/(686$'26
& $8',725,$67(&1,&$6$
3527(&&,Ï1$17,&25526,9$
9(5,),&$1'2(/&2175$72<
12&803/$/$&203$f,$'(
3(5621$/<(48,326'(
$3/,&$1'2(;$0(1(6$/
,163(&&,Ï1&21/$&$/,'$'
5$<26;<8/75$621,'2
3(5621$/
&2175$7$'$
&20352%$1'2(/
0$/(67$'2'(/(48,32248(
5(48(5,5$/&2175$7,67$(/
)81&,21$0,(172'(/26
126(&8(17(&21(/0Ë1,02
&803/,0,(172
0,6026
5(48(5,'2
% 9(5,),&$&,Ï17,32<
&20352%$1'2(1%$6($
,1&803/,0,(172'(
&$/,'$''(0$7(5,$/(6
(63(&,),&$&,21(6
0$7(5,$/(6
& 9(5,),&$&,Ï1'(/,03,(=$
87,/,=$1'2+(55$0,(17$6
126(&8(17(&21(48,32'(
5(48(5,5$/&2175$7,67$(/
6(*Ò1(63(&,$/,'$'
$'(&8$'$6
,163(&&,Ï1
(48,320,1,02$87,/,=$5
' 9(5,),&$&,Ï1'(
9(5,),&$1'2&21/$6
48(126(&8(17(&21/$
5(&+$=2<5(3$5$&,21
$3/,&$&,Ï1'(
+(55$0,(17$6$3523,$'$6
+(55$0,(17$(67(
$ 9(5,),&$&,Ï1'((48,326
5(&8%5,0,(1726
'(6&$/,%5$'$
$3/,&$5&255(&7,926
5(&+$=2'(/260,6026
OBSERVACIONES
CAPITULO 13
¿HACIA DONDE VAMOS?
12.
¿HACIA DONDE VAMOS?
El petróleo es la mayor fuente de energía del mundo y satisface casi la mitad total de la
demanda de energía primaria. Tres
cuartas partes de las reservas petroleras de nuestro
planeta se encuentran en los países de la OPEP y dos tercios de esa cantidad están situadas
en cuatro países solamente: Irak, Arabia Saudita y Kuwait. Podría esperarse que se diera
prioridad a la producción de petróleo del Medio Oriente, ya que éste es abundante y
relativamente barato de explotar.
Sin embargo, como resultado de factores económicos,
políticos y estratégicos, la búsqueda de petróleo se ha extendido a lejanos lugares del globo, en
tierra firme y, cada vez más en el mar, como es el caso de México que más del 80% de su
producción proviene precisamente del mar.
La exploración en busca de petróleo en el
mar y su producción es, realmente, difícil y
costosa.
Las compañías petroleras
continuarán haciendo las innovaciones
técnicas necesarias para que tales
actividades resulten mas económicas y
seguras.
Ante esta búsqueda Canada
desarrollo una plataforma estacionaria la
cual es considerada la octava maravilla de
la ingeniería; su unidad “Topside”
(estructura de 35 pisos) alberga el equipo
de perforación y apoyo, así como los
dormitorios y las oficinas, reposa sobre un
pedestal de concreto sumergido de 111
metros de altura, que una vez remolcado a
su lugar se asentó sobre el lecho marino
con ayuda de un lastre de 400,000
toneladas de mineral de hierro.
Dicha plataforma, llamada Hibernia empezo a operar en 1997 explotando un yacimiento que se
encuentra en pleno “Corredor de los icebergs”, con 16 dientes rompehielos destinados a repartir
la fuerza de choque de un iceberg por toda la estructura y hacia el lecho marino.
332
Figura __. Ubicación de la plataforma Hibernia
La plataforma está calculada para soportar el impacto de un iceberg de 1 millón de toneladas, lo
que según estadísticas se presenta una vez cada 500 años. Pese a su diseño los operadores
de la Hibernia detectan y vigilan los iceberg que flotan en un radio de 45 kilómetros, aquellos
que se acercan demasiado son lanzados y arrastradas a prudente distancia por potentes barcos
de aprovisionamiento.
Figura __. Anatomía de la Hibernia.
Como este caso, existen otros tantos en que las instalaciones de producción deben de
adaptarse al medio donde se desea producir. Los mejores datos geológicos y sísmicos hacen
que se puedan tener estimados exactos de las reservas de los hidrocarburos y condiciones de
sitio para su extracción. En algunos casos, se han reevaluado yacimientos y las reservas se
han incrementado, a la luz de la economía del momento.
En cuanto a la producción, las
mejores técnicas de perforación y el uso de materiales de menor peso en las plataformas han
reducido considerablemente los costos, a veces en un tercio.
333
El abastecimiento de petróleo puede aumentarse con fuentes no convencionales, tales como
los esquistos bituminosos y las arenas estáticas. Hay importantes depósitos de esquistos en el
Oeste de EE.UU., en Australia y en Marruecos y se encuentran arenas asfálticas en el Canadá,
Venezuela y Madagascar. Tales fuentes de hidrocarburos son más caras de explotar que el
petróleo convencional y, por lo tanto, su desarrollo tiende a resultar antieconómico cuando los
precios del petróleo son bajos.
En cuanto a la demanda, ¿qué pasará en el futuro? Es probable que aumente poco en los
países desarrollados, debido a las medidas de conservación energética y de mayor eficiencia
en el aprovechamiento de la energía, así como el uso de fuentes alternativas de energía. Los
hogares con buena aislación necesitan menos calefacción, los automóviles modernos utilizan
más eficientemente la gasolina. Por otra parte, en los países en desarrollo, es probable que la
demanda aumente con la mayor industrialización y el crecimiento demográfico, especialmente
en las zonas urbanas. A medida que la gente tenga más dinero, habrá más automóviles en las
carreteras y aumentará la demanda de petróleo, que sigue siendo la principal fuente de
combustible para el transporte.
A principios de la década de 1970, se temía que el petróleo del mundo estuviera acabándose.
Esta opinión ha perdido fuerza y ahora se cree que, con la tecnología actual, habrá suficiente
petróleo durante gran parte del próximo siglo. El debate público se concentra ahora en el medio
ambiente y se oye cada vez más la expresión “crecimiento sostenible”. La gente desea tener
mejor nivel de vida, pero no a costa de un daño permanente el medio que nos rodea. El uso de
todos los combustibles fósiles, incluso el petróleo, dependerá no sólo de las decisiones
técnicas, políticas y económicas, sino, cada vez más, de las consideraciones ambientales.
Para el caso particular de México, Pemex espera aumentar su producción petrolera aunada al
cuidado del medio ambiente a la conclusión de los trabajos de modernización y optimización
del campo Cantarell, así como al desarrollo del nuevo proyecto para el campo Ku-Maloob-Zaap
y la explotación del yacimiento Sihil ubicado por debajo del yacimiento Cantarell.
334
Figura __. Esquemático del proceso
efectuado por SIASPA. Para el cuidado de la
seguridad industrial y protección ambiental
Es así como Pemex esta modernizando no solo sus instalaciones de producción, sino todos sus
sistemas, con la finalidad de optimizar sus procesos, ofrecer un producto de calidad y
proporcionar a su personal medios e instalaciones que propicien la búsqueda de la mejora
continua de la empresa.
Figura __.
Ubicación del campo Shill.
AP ÉNDICE
DIAGRAMAS OPERATIVOS
338
339
340
341
342
343
344
345
GLOSARIO
A
Aceites esenciales
Hidrocarburos y compuestos oxigenados que se extraen del petróleo crudo o de las plantas. Se
llaman también aceites volátiles.
Accidente
Evento o combinación de eventos no deseados, inesperados e instantáneos, que tienen
consecuencias tales como lesiones al personal, daños a terceros en sus bienes o en sus
personas, daños al medio ambiente, daños a las instalaciones o alteración a la actividad normal
del proceso.
Acción correctiva.
Actividades que se deben realizar para eliminar anomalías o no conformidades.
Acción preventiva
Actividades que se deben realizar con el fin de evitar las causas potenciales que originen
anomalías o no conformidades.
Aditivo
Substancia química especial que se agrega a un producto para mejorar sus características.
Agencia Internacional de Energía
Establecida en 1974 para estudiar la situación energética mundial, promover las buenas
relaciones entre los países productores y consumidores y desarrollar una estrategia para el
suministro de energía en tiempos difíciles.
Administración de Riesgos
Conjunto de procesos que incluye el análisis de los riesgos, la evaluación de su aceptabilidad,
el establecimiento de medidas de prevención y control así como el seguimiento (auditoría) de
los mismos.
IV
Análisis
Identificación, separación y estudio realizado a las partes de un todo, con el propósito de
conocer sus principios o componentes.
Arabian Light
El tipo de petróleo crudo que rinde más productos; utilizado anteriormente como referencia para
fijar los precios de otros crudos.
Arbol de Navidad
Equipo colocado en la cabeza de un pozo petrolero para controlar el flujo de petróleo y gas y
evitar erupciones (Ver erupciones).
Arenas Asfálticas
Mezcla de arena, agua y asfalto: una fuente adicional de petróleo (de producción muy costosa).
Asfalto
Residuo pesado del petróleo, utilizado en carreteras y techos.
Aseguramiento de la Calidad
Conjunto de actividades planeadas y sistemáticas implantadas dentro del sistema de calidad y
demostradas, según se requiera, para proporcionar confianza adecuada de que un elemento
cumpliera con los requisitos para la calidad.
Avgas
Gasolina de aviación utilizada en motores de pistón para aeronaves.
Auditor
Persona certificada para realizar auditorías.
Auditor Externo
Persona certificada para realizar auditorías, externo a la organización.
Auditor Interno
Persona certificada para realizar auditorias en su propia organización.
Auditoría
V
Actividad de investigación, sistemática e independiente, realizada utilizando procedimientos y
listas de verificación documentadas para determinar si las actividades y los resultados
asociados a éstas, cumplen los requerimientos y disposiciones preestablecidos aplicables y
para determinar también, si tales disposiciones y requerimientos están siendo correcta y
completamente implantados y si son adecuados para alcanzar los objetivo.
B
Barril
Unidad de medida utilizada para el petróleo crudo y los productos del petróleo (1 barril = 35
galones imperiales o 59 litros).
Benchmarking
Patrón de referencia para comparar el desempeño de varias empresas petroleras,
generalmente a nivel internacional
Biomasa
Término general que designa toda planta o vegetación utilizadas (directa o indirectamente) para
obtener energía.
Buque de carga mixta
Buque que puede transportar petróleo o cargamentos secos a granel.
C
Carga a granel
Producto líquido o sólido que se carga en un buque sin envasar (por ejemplo, petróleo, granos).
Capacitación
Conjunto de actividades dirigidas al personal, cuyo propósito es el de incrementar y/o reforzar el
conocimiento teórico práctico, así como el cambio de aptitud y/o actitud, de acuerdo con un
programa orientado hacia las necesidades previamente detectadas.
VI
Catalizador
Substancia que promueve una reacción química sin formar parte del producto final y que
permanece sin sufrir cambios al terminar la reacción.
Certificación
Reconocimiento otorgado por una institución autorizada a otra organización ó persona(s) que
hayan(n) satisfecho los requisitos preestablecidos en una actividad, servicio o producto.
Componente Crítico
Todo aquel equipo, dispositivo o instalación que al fallar pudiera originar un accidente.
Conejo
Dispositivo utilizado para limpiar un oleoducto o para separar dos líquidos que pasan por la
misma tubería. Un "conejo inteligente" tiene sensores o registradores que detectan la corrosión
u otros defectos.
Contingencia
Conjunto de condiciones físicas adversas derivadas de actividades humanas o fenómenos
naturales que incrementan la posibilidad de que ocurra un incidente o accidente que de origen a
una emergencia.
Contratación
Acción o procedimiento para definir y protocolizar legalmente un contrato.
Contratista
Persona física o moral que celebre contratos de obras públicas y de servicios relacionados con
las mismas (Definición tomada de la Ley de Adquisicones y Obras Públicas)
Contrato
Convenio escrito entre dos o más personas físicas o morales, en el cual se establecen
obligaciones recíprocas o correlativas entre las partes firmantes, con relación a la realización
y/o entrega de un bien determinado, por un monto y una duración determinados.
VII
Control
Fase del proceso de Administración, que consiste en evaluar si lo programado esta ocurriendo
como se planeó y en su caso tomar las acciones correctivas pertinentes.
Crudo Brent
Petróleo crudo del yacimiento Brent, utilizado como referencia para fijar precios de otros crudos
del Mar del Norte.
D
De destilación primaria
Expresión aplicada a un derivado del petróleo crudo obtenido por destilación, sin conversión
química.
Detonación
Sonido metálico que hace un motor y es causado por un combustible que no corresponde al
índice de compresión del motor.
Diagnóstico
Etapa de trabajo en la que se determina cualitativa y cuantitativamente la problemática y
características de un lugar, proceso y organización en un tiempo determinado.
"Downstream"
Actividades relacionadas con el comercio, transporte, refinación, distribución y mercadeo de los
productos de petróleo.
VIII
E
Energía geotérmica
Energía obtenida del calor presente por debajo de la superficie terrestre.
Energía renovable
Recursos energéticos que se reponen continuamente, por ejemplo, energía solar, fuerza eólica,
fuerza mareomotriz, biomasa, energía hidroeléctrica o energía geotérmica.
Erupción
Escape de gas, petróleo o agua de un yacimiento, porque se libera presión que no se controla
debidamente (Ver: Arbol de Navidad).
Esquistos bituminosos
Roca sedentaria compacta que contiene kerógeno que rinde petróleo cuando se calienta.
F
Futuros (petróleo)
Compra y venta de petróleo a un precio acordado con anterioridad para ser entregado en fecha
futura.
G
Gas Envasado
Generalmente gas licuado de petróleo (GLP) mantenido en un recipiente a presión.
IX
Gas Natural
Mezcla de metano y etano hallada en la corteza terrestre, a menudo asociada con el petróleo.
Gravedad API
Escala adoptada por el American Petroleum Institute para expresar el peso específico del
petróleo.
H
Herramienta
Instrumento que ayuda al desarrollo y desempeño de una tarea o actividad.
Hoja de Datos de Seguridad
Documento que contiene los datos de cada uno de los materiales y/o sustancias, los cuales
incluyen características físicas, químicas y que además específica el tipo de equipo de
protección personal, de primeros auxilios y las medidas preventivas para su manejo.
I
Indice de viscosidad
Método de indicar la relación entre la viscosidad y la temperatura del aceite.
ISO 9000
Serie de normas internacionales de acatamiento voluntario, que establecen requerimientos para
sistemas de gestión ambiental; esto es: Son estándares que persiguen el mejor desempeño
ambiental de una empresa, a través de reconocer los requerimientos legales y voluntarios a los
que está sujeta, el planteamiento de objetivos ambientales en el corto y mediano plano y el
valor del factor ambiental en la organización.
X
J
Jet A-1
Keroseno de aviación.
Julio
Unidad recomendada para medir la energía y el calor.
K
Kerógeno
Materia orgánica presente en las rocas productoras de petróleo y gas.
L
Liderazgo.
Habilidad y capacidad para guiar y apoyar a otros para lograr objetivos.
"Load-on-top"
Sistema de limpieza de tanques de un buque petrolero, por el cual el agua de lavado se recoge
en uno de los tanques, en el que el agua se separa del petróleo para luego echarla fuera del
buque dejando residuos de petróleo en el tanque. De este modo se reduce al mínimo la
contaminación del mar.
M
Mercado "spot"
Mercado en el cual el petróleo y sus derivados se venden para entrega inmediata y al precio del
momento ("Precio spot").
Mercaptanos
Compuestos de carbono, hidrógeno y azufre, de olor fuerte, que se encuentran en el petróleo y
el gas. A menudo se utilizan como agentes odoríferos en el gas natural.
XI
Mejora Continua
Proceso mediante el cual se logra un cambio benéfico en un proceso o sistema administrativo, a
través de su revisión y actualización periódica y permanente.
N
Nafta
Fracciones de gasolina de destilación primaria cuyo punto de ebullición es inferior al del
keroseno. Se utiliza como alimentación para la conversión en la refinería y como materia prima
para obtener productos químicos.
Negro de humo
Producto de carbono obtenido de una alimentación de hidrocarburos líquidos y utilizado
principalmente en la industria del caucho.
Norma de seguridad
Documento de observancia obligatoria que incluye un conjunto de reglas o requisitos mínimos
de seguridad e higine industrial para que las instalaciones ofrezcan el mayor grado de
protección o para que las acciones ejecutadas con un mínimo de riesgo.
Normatividad
Disposiciones internacionales y nacionales sobre requerimiento específicos a cumplir para
aplicarlos a diversos tópicos, para el control de riesgos relacionados con los contratistas y/o
proveedores y medio relacionados para verificar sus cumplimiento y eficacia.
Número de cetano
Escala utilizada para especificar la calidad de ignición de los combustibles diesel (Ver número
de octano).
Número de octano
Método de especificar las propiedades antidetonantes de los combustibles para automóviles.
XII
P
Petrodólares
Dólares pertenecientes a un residente de un país exportador de petróleo. Palabra que empezó
a usarse después de la primera alza aguda de los precios de hidrocarburo en 1974.
Plataforma continental
Prolongación de la costa de un continente en forma de plataforma sumergida a poca
profundidad (máxima 200 metros).
Poder calorífico
Medida de la energía liberada en forma de calor cuando se quema un combustible.
Pozo de desviación
Pozo perforado en ángulo respecto de la vertical, a fin de abarcar el área máxima de un
yacimiento marino que puede explotarse desde una plataforma única.
Pozo de evaluación
Pozo perforado como parte de un programa destinado a determinar la extensión, reservas y
probable rendimiento de un yacimiento petrolífero.
Pozo seco
Pozo que no da señales de tener petróleo o gas.
Proceso
Conjunto interrelacionado de recursos y actividades que transforman elementos de entrada en
productos finales agregándoles valor.
Productividad
Medida de la utilización para evaluar el cumplimiento de los objetivos en términos de calidad,
costo, y oportunidad; y está dada por los resultados obtenidos entre los recursos invertidos.
Productos agroquímicos
Productos químicos utilizados en la agricultura (excluyendo fertilizantes), generalmente para
proteger las plantas: por ej., insecticidas, herbicidas, fungicidas.
XIII
Productos blancos
Gasolina, nafta, kerosene y gas oil.
Productos negros
Fuel oil y gas oil marino.
Productos químicos básicos
Materia primas (aromáticos y olefinas) obtenidas del petróleo crudo y que se transforman en
otros productos químicos, por ejemplo polímeros.
Punto de escurrimiento
La temperatura por debajo de la cual un aceite se solidifica y no fluye con facilidad.
R
Recuperación mejorada de petróleo
Proceso de extraer petróleo agregando productos químicos, vapor , etc., cuando no son
adecuadas la recuperación primaria ni la secundaria.
Recuperación primaria
Producción de petróleo por mecanismos naturales, o sea, el hidrocarburo es desplazado por
fluidos que se encuentran naturalmente en el yacimiento.
Recuperación secundaria
Desplazamiento del petróleo desde el yacimiento con inyección de agua o gas por pozos de
inyección.
Recuperación terciaria
Inyección de un fluído de recuperación mejorada por pozos inyectores especiales, con el fin de
extraer el petróleo que queda después de la recuperación primaria o secundaria.
Registro
Documento que prevee evidencia objetiva de las actividades ejecutadas o resultados obtenidos.
XIV
Reservas probadas
Cantidad de petróleo y gas que se calcula que es recuperable en yacimientos conocidos, en las
actuales condiciones económicas y de explotación.
Roca productiva o madre
Roca en la cual se encuentra petróleo y gas normalmente, arenizca, caliza, dolomita.
S
Supervisor de obra
Persona responsable de verificar la ejecución de una obra y/o servicio desde su inicio hasta su
terminación.
T
Toneladas de peso muerto (tpm)
El peso del cargamento, provisiones, combustible y agua que transporta un barco cuando está
totalmente cargado.
Transacciones "netback"
Transacciones en las cuales el precio del crudo se determina sobre la base del valor que se
espera tenga el producto refinado que se obtenga de ese crudo.
U
"Upstream"
Actividades relacionadas con la exploración del petróleo crudo, su producción y su entrega a la
terminal de exportación.
V
Vacío
Espacio de un tanque que no es ocupado por su contenido. Se utiliza como medida del
producto adicional que puede descargarse en el tanque.
XV
CONTENIDO
PRESENTACIÓN
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE LÁMINAS
ANTECEDENTES
INTRODUCCIÓN
CAPITULO 1
DIFERENTES TIPOS DE PLATAFORMAS.
1.1.
Plataformas móviles para exploración
1.2.
Plataforma autoelevables
1.3.
plataforma semisumergibles
1.4.
Barcos de perforación
1.5.
Plataforma fijas de perforación y producción
1.6.
Plataforma de gravedad de concreto
1.7.
Componentes principales de la estructura condeep
1.8.
Plataforma de columnas tensadas
1.9.
Torre marítima estabilizada con cuerdas
1.10.
Plataforma tubulares fijas
CAPITULO 2
SELECCIÓN DE ZONAS PROPICIAS PARA LA FABRICACIÓN DE PLATAFORMAS
MARÍTIMAS.
2.1.
Infraestructura de un patio para fabricar plataformas marinas.
XVI
CAPITULO 3
INFORMACIÓN BÁSICA PARA EL DISEÑO DE PLATAFORMAS MARINAS.
3.1.
Bases de Diseño, especificaciones, Códigos y normas que rigen el diseño de
plataformas marinas.
3.2.
Diseño de pilotes
3.3.
Diseño de subestructura ó jacket
3.4.
Diseño de superestructura ó deck
CAPITULO 4
ACCIONES A QUE ESTARÁ SUJETA LA ESTRUCTURA DURANTE SU VIDA ÚTIL
4.1.
Etapas de la perforación, separación de crudo, bombeo, compresión y equipos
utilizados
CAPITULO 5
INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE
PLATAFORMAS MARINAS.
5.1.
Propiedades de los metales
5.2.
Metales
5.3.
Tratamiento térmico de los aceros
5.4.
Morfología de los materiales
XVII
CAPITULO 6
PROCEDIMIENTOS DE LA SOLDADURA USADOS EN LA FABRICACIÓN DE
PLATAFORMAS MARINAS.
Descripción de las características del personal, equipo y accesorios para soldar
CAPITULO 7
PROTECCIÓN ANTICORROSIVA.
7.1.
La corrosión y su control
7.2.
Protección catódica
CAPITULO 8
DINAMICAS DE LA FABRICACIÓN, SUPERVISIÓN, INSPECCION, Y CONTROL DE
OBRAS DE PLATAFORMAS MARINAS
8.1.
Descripción de los diferentes materiales
8.2.
Procedimientos de construcción de la subestructura, pilote, superestructura, y obra
electromecánica
CAPITULO 9
CARGA DE ESTRUCTURAS, FIJACIÓN Y TRANSPORTE SOBRE CHALAN.
9.1
Instalación e interconexión de plataformas
9.2
Estadística de la fabricación de plataformas marinas en México.
XVIII
CAPITULO 10
CALIDAD
Definición de conceto de control y aseguramiento
Concepto de norma
Serie ISO-9000
Conceptos de certificación
CAPITULO 11
ASPECTOS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y PROTECCIÓN AMBIENTAL.
Razones principales de accidentes
Principios que riguen al sistema
Pricipios de la seguridad industrial
Criterios del diseño de SIASPA
Caracteristicas relevantes del sistema
Estructura de SIASPA
Alcance e implementación
Beneficios de SAISPA
CAPITULO 12
GUIA DEL SUPERVISOR
CAPITULO 13
¿HACIA DONDE VAMOS?
APENDICE
I.
DÍAGRAMAS OPERATIVOS
II.
REGISTRO PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
ÍNDICE DE L ÁMINAS
Comparativa torre de Pemex vs. plataforma marinas.
Equipo de perforación sobre chalán en un canal dragado en zona pantanosa.
Equipo de perforación sobre una estructura tipo tapanco en zona lacustre.
Faja de oro en el Golfo de México.
Sonda de Campeche en el Golfo de México.
Localización de los principales yacimientos marinos.
Plataforma Marinas.
Barco de tendido de tubería.
Boya de carga y buquetanque.
Operación de enterrado de tubería.
Vista general de un complejo de plataformas.
Coordinación general en la fabricación de plataformas marinas.
Proyecto de suministro de nitrógeno
Ubicación del campo Cantarell
Plataforma lastrable ó sumergible.
Plataforma autoelevable (jack-up).
Plataforma semisumergible.
Barco de perforación.
Fabricación, transporte e instalación de una plataforma de gravedad.
Plataforma de gravedad de concreto.
Torre marítima estabilizada con cuerdas.
Partes ó módulos principales para plataformas.
Plataforma tubular y sus dimensiones.
Patio de fabricación tipo.
Relación de equipo de construcción necesario para fabricar plataformas marinas.
Relación de personal especializado.
Instalaciones tipo de un patio para fabricar plataformas marinas.
Curva (p-y) de tres segmentos.
Capacidad de carga acumulada.
Representación del suelo mediante modelos no lineales.
Distribución de esfuerzos y deformaciones de los pilotes.
Registro de hincados.
XX
Proceso en la explotación de crudo en un yacimiento marino.
Relación de equipo y sus características para una plataforma de perforación.
Relación de equipo y sus características para una plataforma de enlace.
Relación de equipo y sus características para una plataforma de producción.
Relación de equipo y sus características para una plataforma de compresión.
Relación de equipo y sus características para una plataforma habitacional.
Diferentes arreglos atómicos para formar celdas básicas.
Diagrama de equilibrio hierro – carburo de hierro.
Métodos de soldadura.
Soldadura automática con arco sumergido.
Soldadura semiautomática innershield.
Soldadura por arco eléctrico.
Revestimiento de electrodos.
Clasificación de electrodos.
Diferentes posiciones para soldar manualmente.
Símbolos de soldaduras.
Clasificación de juntas soldadas a tope.
Sistema de aire a presión para limpieza con chorro de arena y aplicación pintura.
Instrumento más usado para supervisión de protección anticorrosiva.
Guía de recubrimientos anticorrosivos.
Ejemplo de pila seca y protección catódica.
Diferentes celdas galvánicas.
Organigrama de la supervisión tipo, para un patio de fabricación.
Dinámicas de la construcción de una subestructura tipo.
Dinámicas de la construcción de una superestructura tipo.
Diferentes vistas de un chalán para la carga y transporte de estructuras.
Diferentes vistas del arreglo de estrobos para el izaje y lanzamiento de una subestructura.
Arreglo de un juego de pilotes y conductores para su carga y transporte e hincado.
Posicionamiento y anclado del barco grúa para la instalación de una plataforma marinas.
Barco grúa.
Subestructura sobre chalán de lanzamiento.
Fase de lanzamiento de una subestructura.
Estorbamiento e izaje de una subestructura lanzada.
Maniobra e izaje y colocación de una subestructura sobre cabezal de pozo.
Procedimiento de hincado de pilotes.
Estorbamiento de una superestructura sobre chalán.
XXI
Izaje y colocación de una superestructura.
Distribución de paquetes de un equipo de perforación.
Total de plataformas fabricadas periodo 1978-1987.
Integración material estructural plataforma tipo.
Plataformas fabricadas en el periodo 1978-1987.
Embarcaciones necesarias para el transporte e instalación de
una plataforma marinas.
1.- ¿Por qué suceden los accidentes?
2.- Emision de las politicas de Seguridad Industrial y Proteccion Ambiental
3.- ¿Cómo esta compuesto el SIASPA?
4.- Unidades de implantacion
5.- Diseño del sistema Integral de administracion de Seguridad Industrial y Proteccion
Ambiental