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La sociedad ATMOS Energy (EE UU) realizó en 2009 su primera instalación comercial a gran escala con P-11 en su División Mid-Tex

Instalaciones comerciales a gran escala con tuberías de gas de poliamida Rilsan PA11

Pratik Shah, market manager O&G & Account Manager Technical Polymers Arkema Inc.08/05/2013
En diferentes conferencias enfocadas a aplicaciones de tuberías de plástico, Arkema ha presentado las pruebas y el desarrollo de la tubería de gas de alta presión fabricada con Poliamida Rilsan PA11.
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Desde finales de 2008, de acuerdo con la enmienda introducida en el Apartado 192 del Título 49 del Código de Reglamentos Federales del Departamento de Transporte de Estados Unidos (DOT por sus siglas en inglés), los circuitos de tuberías de plástico de Poliamida Rilsan Arkema PA11 cuentan con el visto bueno del DOT para emplearse también en instalaciones de gas natural.

ATMOS Energy, a la vanguardia

La sociedad ATMOS Energy (EE UU) realizó en 2009 su primera instalación comercial a gran escala con P-11 en su División Mid-Tex, con alrededor de diez programas principales de sustitución diferentes. El año 2012, cerró con más de 48 kilómetros de tuberías de PA11 operativas, habiendo realizado 4 proyectos clave relevantes en el Estado de Tejas: en Coolidge en 2010, Hubbard y Grossbeck en 2011 y en Priscilla en 2012 y otro proyecto aún en proceso de instalación.

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La instalación de poliamida Rilsan PA11: idéntica a la del polietileno (PE)

ATMOS Energy no utilizó ningún equipo especial. La instalación del PA11 se hizo empleando los mismos equipos, valores y procedimientos:

  • Soldadora por fusión
  • Procesadores de electrofusión
  • Presión interfacial de fusión
  • Prensas de cierre
  • Límites de radio de curvatura
  • Procedimientos y equipos de manipulación
  • Precauciones respecto a la corriente estática y otros procedimientos de seguridad
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La instalación en ATMOS Energy se realizó por 4 métodos: zanja a cielo abierto, perforación horizontal en viales y masas de agua, instalación de rastreador y cintas de señalización y por último, por reposición de servidumbres mínima

El método de unión fue mediante soldadura por fusión. En la instalación en ATMOS Energy se emplearon soldadoras por fusión hidráulicas (de 28' o más). Se utilizaron pirómetros de contacto para garantizar la temperatura adecuada a ambos lados de la placa calentadora, siendo la temperatura de la placa calentadora de 260 °C (500 ºF) antes de cada fusión. Hubo que mover la cortadora hasta los topes de ambos extremos de la tubería.

Al hacerlo manualmente, se empleó una llave de ajuste dinamométrica con un adaptador de fábrica. Se utilizó repetidamente una llave de tamaño 30-46 pies-libras para una tubería DR11 de 4’’ hasta que la junta se enfrió lo suficiente.

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Ensayo de doblado

ATMOS Energy ha exigido ensayos de fusión con cierta frecuencia, a determinados intervalos y también para la primera junta, posteriores a cualquier puesta en marcha. Las juntas de fusión se cortaron y se llevó a cabo un ensayo de doblado en tres segmentos de la soldadura en los puntos correspondientes a los ángulos de 60º, 180º y 300º.

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Electrofusión

Durante las tareas de mantenimiento realizadas, se instalaron varias tes para acometida y se utilizaron raspadoras OEM para raspar la tubería. Se produce una compensación de la temperatura, es decir, el lector lee el código de barras del conector y dependiendo de la temperatura exterior, determina el amperaje y el tiempo para una óptima electrofusión. Por otro lado, se emplearon manguitos roscados múltiples en ambos lados de las tes de derivación para asegurarse de que la tubería estaba completa y se ajustaba totalmente a la base de la Te de derivación unida por electrofusión.

Pruebas hidrostáticas

Se realizaron pruebas de presión a algunas secciones de las tuberías de poliamida PA11. ATMOS Energy realizó pruebas hidrostáticas y neumáticas. La presión obtenida en la prueba fue 1,5 veces la presión de diseño, durante 8 horas. Fue difícil purgar el agua de las secciones bajas de las tuberías, por lo que se prefiere la prueba neumática. Si la temperatura de la tubería fuese elevada, sin atender al motivo, debe ajustarse la presión del ensayo de fugas

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Ventajas de la tubería de poliamida Rilsan PA11

Durante décadas, se han utilizado circuitos de acero y polietileno para transportar hidrocarburos. Con la poliamida Rilsan PA11, ahora se añade una nueva opción para elegir y esta selección se basa en las distintas condiciones de funcionamiento: presión, temperatura, entorno químico.

En comparación con los circuitos de tuberías de polietileno, la poliamida PA11 soportan:

  • Presión de funcionamiento más alta
  • Temperatura de funcionamiento más alta
  • No se degradan en terrenos contaminados por hidrocarburos
  • Mayor resistencia a la tracción (perforación direccional horizontal más larga)
  • En comparación con los circuitos de tuberías de acero, las PA11:
  • No requieren protección catódica (PC) (costes de mantenimiento mínimos)
  • Radio de curvatura más pequeño (perforación direccional horizontal más corta)
  • Disponibles en bobinas (instalación más rápida)
  • Juntas de fusión (se prescinde de la soldadura más cara)
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Inversión

Respecto al coste de propiedad, las infraestructuras son activos a largo plazo, por lo que es esencial tener en cuenta los costes de mantenimiento del circuito de tuberías. El coste total de propiedad (TCO) de un activo en funcionamiento es:

CosteTotal de Propiedad (TCO) = Depreciación(D)+Gastos de funcionamiento (OpEx)

La inversión total de capital (CapEx) incluye: el diseño, el material y los gastos de instalación. Los gastos de funcionamiento (OpEx) se calculan en función de los costes de mantenimiento del circuito de tuberías

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No obstante, no siempre es fácil dar cuenta de estos gastos. Los OpEx de los circuitos de tuberías de acero pueden incluir: Necesidades de regulación (por ejemplo, una inspección de fugas periódica), gastos de mantenimiento de las tuberías (sistemas de PC, recambios de ánodos, revestimientos protectores anticorrosión, etc.), costes de futuras ampliaciones o nuevos servicios, etc. y gastos de reparación.

Incluimos cuadro con la inversión total de capital para tuberías con Poliamida Rilsan PA11.

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Conclusiones

Las instalaciones de Poliamida Rilsan de Arkema PA11 que ATMOS Energy ha llevado a cabo garantizan una instalación en base a técnicas conocidas y con herramientas habituales, seguridad en su funcionamiento con presiones más altas que las de las tuberías de polietileno, disponibilidad comercial y reducción en los costes de mantenimiento. Arkema está abierta a la colaboración con otras empresas en todo mundo para llevar a cabo proyectos similares

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