38 valvulas aislamiento y seccionamiento

7/28/2019 38 Valvulas Aislamiento y Seccionamiento

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VALVULAS DE AISLAMIENTO Y DE

SECCIONALIZACIONTABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ___________________________________________ 1

Propositos del Módulo ______________________________________ 2

SECCIÓN 1 – FUNDAMENTOS DE VALVULASIntroducción ______________________________________________ 3

Componentes fundamentales de una válvula _____________________ 4

Actuadores _______________________________________________ 8

Repaso 1 _________________________________________________ 13

SECCIÓN 2 – VALVULAS DE AISLAMIENTO Y SECCIONALIZACIONIntroducción ______________________________________________ 15

Válvulas de Compuertas_____________________________________ 16

Válvulas de Tapon _________________________________________ 19

Válvulas de Bola___________________________________________ 21

Repaso 2 _________________________________________________ 23

SECCIÓN 3 – VÁLVULAS PARA FUNCIONES ESPECIALESIntroducción ______________________________________________ 25

Válvulas de Retención ______________________________________ 26Válvulas de Alivio de Presión ________________________________ 29

Accesorios de Válvulas para Entaponar_________________________ 32

Repaso 3 _________________________________________________ 36

SUMARIO _________________________________________________ 38

GLOSARIO ________________________________________________ 40

RESPUESTAS _______________________________________________ 43



1

VALVULAS DE AISLACIÓN Y DE SECCIONAMIENTO

Los operadores de oleoductos son responsables por el transporte seguro yeficiente de productos petroleros a través de miles de kilómetros detuberías. Para manejar los equipos de control del oleoducto, los cuales nopueden verse directamente, los operadores utilizan un sistema de controlcomputarizado. Aunque, distantes de la realidad física del oleoducto, losoperadores requieren un conocimiento detallado de las características delos equipos del oleoducto para tomar decisiones correctas. Los opera-dores se comunican constantemente con los mecánicos, electricistas, y elpersonal de mantenimiento, para coordinar el funcionamiento de losequipos del oleoducto.

Las válvulas son esenciales en el funcionamiento del oleoducto, debido a

que dirigen el flujo de los líquidos. Aunque los operadores no controlantodas las válvulas del oleoducto, ellos deben comprender cada tipo deválvula y sus funciones. El operador usa las válvulas para dirigir yregular el flujo de los fluidos y para estrangular la presión. Las válvulasprotegen las tuberías y las bombas contra excesos de presión, ayudan aevitar oscilaciones hidráulicas momentáneas y previenen el retorno delflujo a las bombas. Por ejemplo, si una válvula de retención no se cierra,puede causar una reducción de presión y como resultado el retorno delfluido a través de la bomba. Aunque esta no es una válvula que secontrola directamente, el entendimiento de su función, propósito, ycomportamiento, permiten al operador detectar posibles dificultades quepueden impactar las operaciones de la línea.

El uso correcto y la operacion de la válvula es esencial para elcumplimiento exitoso de la ejecución de todos los procedimientos ymaniobras del sistema de oleoducto. Si las válvulas no son seleccionadasadecuadamente y no operan apropiadamente, puede ocurrir cavitacióncuando el fluido circula a través de ellas, resultando en desgaste rápido,fugas y finalmente el reemplazo costoso de las mismas. Cerrando rápida-mente una válvula de control, usando una válvula de retencióninadecuada, o llenando la línea muy rápido, puede resultar en severostransientes hidráulicos momentáneos. El conocimiento de la ubicación delas válvulas de y de las válvulas de retención, puede ayudar al operador aminimizar las fugas y el impacto de las mismas.

Cuando se realiza una selección de válvulas, un factor importante que sedebe conocer es el pronóstico de flujo a largo plazo. Los equipos seadquieren basándose en la mayor tasa de flujo que circulará através deellos de acuerdo a los pronósticos a largo plazo. El equipo actualmente

INTRODUCCIÓN



2

PROGAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS

utilizado puede ser de mayor capacidad en anticipación a una tasa deflujo mayor en el futuro. Los equipos apropiados o dimensionados paraflujos o presiones actuales, podrían causar restricciones futuras en elrendimiento y requerirán la adquisición costosa de equipos en el futuro.

Este módulo describe las válvulas de APERTURA/CIERRE, sufuncionamiento característico y también sus aplicaciones. El módulosiguiente - VÁLVULAS DE CONTROL DE PRESIÓN, discute lasválvulas de control de presión, y como se las puede usar desde laestación de bombeo para un mayor rendimiento.

Este Módulo describe las válvulas ABRIR/CERRAR y sus caracteris-ticas de aplicación y operaciones. El siguiente módulo VALVULAS DECONTROL DE PRESION, discute las válvulas de control de presión, ycómo ajustar el rendimiento de una estación de bombeo.

Este módulo presenta información sobre los siguientes objetivos.Describe los componentes fundamentales de las válvulas y explica sufuncionamiento.

Describe válvulas típicas usadas para aislacion y seccionamiento, yexplica sus aplicaciones.

Describe las consideraciones operacionales para cada tipo de válvula deaislación y de seccionamiento.

La fase de entrenamiento -- Introducción al comportamiento de fluidos.

PROPOSITOS DELMODULO

PREREQUISITOS



3


A pesar de que existen distintos tipos y dimensiones de válvulasutilizadas en la construcción de oleoductos y en otras aplicaciones,todas tienen componentes comunes. Esta sección describe los compo-nentes fundamentales que son comunes a casi todos los tipos deválvulas y es la base para comprender más tarde las descripcionesespecificas de cada tipo de válvula.

Adicionalmente, esta sección describe los actuadores manuales yelectromecánicos.

Después de esta sección, Ud. será capaz de comprender los siguientesobjetivos.:

• Identificar los principales componentes de las válvulas, el cuerpo delas válvulas, sombrerete de la válvula, la pieza de cierre, el vástagode la válvula, y la válvula de guarnición.

• Reconocer cual es la función de un actuador.

• Diferenciar entre dos tipos de actuadores y el uso de las válvulas deAPERTURA/CIERRE.

• Identificar las aplicaciones de los actuadores electromecánicos.

SECCIÓN 1

FUNDAMENTOS DE VALVULAS

OBJETIVOS

INTRODUCCION



4


Una válvula es un mecanismo que controla el flujo del fluido a través deloleoducto. Cuando una válvula está completamente abierta, los líquidoscircularán sin impedimentos a lo largo del oleoducto. Cuando una válvulaestá abierta parcialmente, tendrá un efecto de estrangulación en la circu-lación de los líquidos. Cuando una válvula está cerrada, ningún líquidopodrá pasar a través de la tubería.

Los componentes típicos de una válvula incluyen:

• cuerpo de la válvula

• sombrerete de la válvula

• pieza de cierre

• vástago de la válvula• asiento, sello/anillos de asiento, y

• guarnición de la válvula

Figura 1

Válvula Típica

Esta figura muestra la Válvula de Tapón iden- tificada con sus principales componentes,incluyendo, el cuerpo, el sombrerete, el cierre, el vástago de la válvula, el sello/anillo y el asiento

El cuerpo de la válvula es una armazón, que contiene la pieza de cierre. Elcuerpo de la válvula proporciona el soporte estructural y es la parte queestá físicamente adherida a la tubería. La forma del cuerpo de la válvulaayuda a determinar como los fluidos circularan a través de la válvula.

Figura 2

El cuerpo de la válvula Provee el soporte estructural y es la parte que está físicamente adherida a la tubería Cuando se observa una válvula en

funcionamiento, la parte que se observa es el cuerpo de la válvula.

Cuerpo

de la vál

Pieza

de cierre

Entrada

del tapón

Sello

Sombrerete

Vastago

de la Válvula

Cuerpode la válvula

Pieza decierre

Entradadel Tapón

Sello

Sombrerete

Vástagode la Válvula

COMPONENTESFUNDAMENTALESDE UNA VALVULA

CUERPO DE LAVÁLVULA



5


La pieza de cierre , frecuentemente llamada (mecanismo de cierre), esuna barrera física que usa la válvula para detener el flujo. La pieza decierre se abre o se cierra cuando el operador necesita detener el flujo,estrangular el flujo, o dejar correr el flujo libre-mente a través de las tuberías. La Figura 3 muestratres tipos de pieza de cierre: de compuerta, de bolay de tapón.

Las válvulas que frecuentmente se denominan deacuerdo al tipo de pieza de cierre que usan. LaSección 2 da detalles sobre las válvulas usadastípicamente para aislamiento y seccionalizazión

Figura 3

Piezas de Cierre La figura muestra tres tipos de piezas de

cierre comúnmente usadas: de compuerta,de tapón y de bola.

El sombrerete de la válvula es la

parte que cubre la válvula. El

personal de mantenimiento abre elsombrerete de la válvula para efec-tuarle manteni-miento a la misma.

Figure 4

Sombrerete de la Válvula El sombrerete es una es una cobertura desmontable que el personal de mantenimiento puede abrie cuando sse le realiza mantenimiento a la válvula. Esta parte es de especial importancia para

accesar válvulas que se encuen- tran bajo tierra.

Sombrerete

de la Válvula

Pieza de cierre paraVálvulas de compuerta

Pieza de cierre paraVálvulas de bola

Pieza de cierre paraVálvulas de tapón

PIEZA DE CIERRE

SOMBRERETE DE LA

VÁLVULA



6


La pieza de cierre se conecta al actuador mediante el vástago de laválvula. El actuador levanta, baja o rota el vástago de la válvula, el cualcausa un cambio correspondiente a la pieza de cierre. Los actuadoresmanuales pueden ser adheridos al vástago de la válvula. Las válvulaspueden ser clasificadas dependiendo de como mueva el vástago de laválvula la pieza de cierre.

• Las válvulas de movimiento lineal cierran mediante la elevación o

descenso del vástago de válvula y la pieza de cierre. Una válvula decompuerta es un ejemplo de una válvula de movimiento lineal. (verFigura 6).

• Las válvulas de movimiento rotatorio cierran mediante el giro de la

pieza de cierre, las Válvulas de Tapón (ver Figura 5) y las Válvulas deBola (ver Figura 14), son ejemplos de válvulas de movimiento rotatorio.

Figura 5

Vástago de la válvula

Las válvulas de movimiento rotatorio, como esta válvula de tapón, cierran mediante la rotación de la pieza de cierre.

Figura 6

Válvula de Movimiento Lineal

La válvula de movimiento lineal,como esta válvula de compuerta,levanta o baja el vástago de la válvula y la pieza de cierre, para abrir o cerrar la válvula.

Vástagode la Válvula

Pieza deCierre

VÁSTAGO DE LASVÁLVULAS

Vástagode la válvula Sellos del

vástago

Compuerta

Cuerpo dela válvula



7

El asiento de la válvula esta dentro del cuerpo de la válvula, cerca dela pieza de cierre El anillo de asiento y/o los sellos ayudan a mantener

la pieza de cierre contra el asiento. Proveenun sello hermético entre la válvula y elasiento, para evitar fugas cuando la válvulaestá cerrada, y para que no haya filtración delíquido dentro del cuerpo de la válvula,cuando la válvula está abierta.

Figura 7

Asiento, Sellos / Anillos de Asiento El asiento de la válvula se encuentra dentro del cuerpo de la válvula cerca de la pieza de cierre. El anillo de asiento y/o sello provee un sello hermético entre la válvula y el asiento.

La guarnición de la válvula es la parte removible de la válvula, la cual

incluye la pieza de cierre, los asientos, los sellos y el asiento/anillos de

asiento. Además de la guarnición estándar, muchas válvulas pueden seradaptadas con guarniciones especiales para reducir los ruidos ocontrolar la cavitación. Realizando ajustes a las guarniciones se puedecambiar la función de la válvula, haciéndola útil para una variedad deoperaciones. El reemplazo de la guarnición de la válvula prolonga suvida y el costo es menor que el reemplazo total de la válvula.

Figure 8

Guarnición de la Válvula

La guarnición de la válvula es la parte removible de la válvula, la cual incluye la pieza de cierre, los asientos, los sellos y el asiento/anillos de asiento. Realizando ajustes a las guarniciones se puede

cambiar la función de la válvula, hacién- dola útil para una nueva operación.


ASIENTO, SELLOS /ANILLO DE ASIENTO

GUARNICIÓN DE LAVÁLVULA

Asiento

Anillo deAsiento

Piezade cierre

Aseinto dela válvula

Anillo deAsiento



8


Los actuadores a control remoto se usan para controlar las válvulas enel área operacional. Los actuadores remotos traducen las señales eléc-tricas transmitidas desde el PLC, (en respuesta a las órdenestransmitidas desde el sistema de control del oleoducto ) a energía física.Cuando el actuador recibe una señal desde el PLC, el actuador abrirá ocerrará una válvula.

Figura 9

Actuador Electromecánico

El actuador electro-

mecánico usa un motor pequeño para hacer funcionar al vástago de la válvula. Los volantes normalmente están presentes en caso de un malfun- cionamiento del motor.

Existen dos tipos de actuadores: actuadores electromecánicos y actu-

adores electrohidraúlicos. Los actuadores electromecánicos tienen trescomponentes principales:

• motor eléctrico

• caja de engranajes

• ensamblaje del suiche limitador

El movimiento de rotación del motor es convertido en energía mediantelos engranajes, esta energía permite levantar o girar al vástago de laválvula. Al mover el vástago de la válvula, se mueve la pieza de cierre.El ensamblaje del suiche limitador es programado y permite al vástago

de la válvula un movimiento físico limitado. Los indicadores en elsuiche limitador muestran la posición actual de la válvula. El ensamblajedel suiche limitador también se equipa con un mecanismo de seguridadque protege a la válvula y al motor de un sobre torque (torque enexceso) y de sobrepasar el límite de recorrido.

Engranajes

Volante

Motor

ACTUADORES



9


Los actuadores electromecánicos se usan con mas frecuencia cuando lavelocidad de las válvulas de apertura y de cierre no es crítica, y cuandola válvula no se abre o se cierra con mucha frecuencia. Los actuadoreselectromecánicos se usan para las siguientes aplicaciones:

• válvulas de succión en la estación de bombeo, en la descarga y en laderivación (bypass)

• válvulas de seccionamiento del oleoducto.

• válvulas de despacho

• válvulas de succión de la bomba reforzadora, en las válvulas dedescarga y en las de derivación (bypass)

• válvulas del múltiple (manifold)

• válvulas del banco de medidores.

Los actuadores electromecánicos NO se utilizan en válvulas de controlde presión. Las válvulas de control de presión utilizan actuadores

electrohidráulicos. Los actuadores electrohidraúlicos son descritos enel módulo VÁLVULAS DE CONTROL DE PRESIÓN.

La mayoría de las valvulas están equipadas con un volante para poderoperar manualmente el actuador mecánico. Un volante manual puede ono estar colocado como mecanismo de respaldo para el motor eléctrico ypara el ensamblaje del suiche limitador. El volante es un mecanismo que

opera el actuador mecánico manualmente, permite al operador decampo o al personal de mantenimiento controlar la válvula en caso de

una falla de energía eléctrica o cualquier otra emergencia. Tambiénpermite controlarla en caso de que la válvula necesite ser reparada, oque la misma no esté equipada con un motor eléctrico y un ensamblajede suiche limitador.



Dependiendo de su aplicación, las válvulas pueden ser utilizadas solas oen combinación con otras. Las Figuras 9a y 9b muestran como lasválvulas son configuradas en la estación de bombeo principal, y en laestación terminal. A medida que Ud. aprende acerca de cada tipo deválvulas, refiérase a estas figuras para poner las válvulas en contexto.

Figura 9a

Arreglo de válvulas en una Estación

típica de Bombeo de la línea Principal.

10


1 112

2

2

2

2

3

3

33

4

4

4

444446 6 6

5 5 5 5

Trampa para Limpiadores de Tubos Lanzador para limpiadores de tubo L í n e a

P r i n c i p a l

E s t a c i ó n

Bombas

USO Y TIPO DE VÁLVULASVálvula

No.Aplicación Tipo Operador Notas

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,7,4

1,2

2,6,8,9

7,8

3,5,6

-

-

3,5,6

8,10Aislamiento de Tanque

Aislamiento de la LíneaPrincipal

Trampa de Limpiarel tubo

Conexión de la Línea PrincipalAislamiento de la estación

Aislamiento de la BombaEquipo de Aislación

Aislamiento de bomba HPV

Bomba. Verificación del terminalVerificación de la línea principal

Verificación de la bomba

reforzadora Verificación del Múltiple

Multiples de los motores Transferencia

de la custodia. y Aislamiento de HVP

Compuertade Losa

Compuertade Losa

Compuertade Losa

Compuerta de

Losa

Compuerta de

losa / bola

Bola

De Retención

De Retención

De Retención

Motor

Motor

Motor

Motor

-

-

Motor

Motor

MotorBiselado

CONFIGURACIÓN DELAS VÁLVULAS EN UN

CONTEXTO



11


Despachador

Operadora

P r o v e r

9

97

77

7

4

4

4

4

4

4

8

8

8

8

8

8

4

44

4

7 9

9

Bomba reforzadora dela línea de la estación

Válvula dealivio de Presión

Área de medición

Despachador



1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,7,4

1,2

2,6,8,9

7,8

3,5,6

-

-

3,5,6








Verificación de la bombareforzadora Verificación del Múltiple



Compuertade Losa

Compuertade Losa

Compuertade Losa

Compuerta de

Losa

Compuerta de

losa / bola

Bola

De Retención

De Retención

De Retención

Motor

Motor

Motor

Motor

-

-

Motor

Motor

MotorBiselado

Figura 9b

Arreglo de una válvula en una Estación típica de Bombeo de la línea Principal.



12


Figura 9c

Notas para la tabulación del uso y tipo de Válvulas de las Figuras 9a y 9b.



1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,7,4

1,2

2,6,8,9

7,8

3,5,6

-

-

3,5,6








Verificación de la bomba

reforzadora Verificación del Múltiple



Compuertade Losa

Notas:1. La válvula debe ser apropiada para la línea de lanzamiento de

cochino.2. La operación de esta válvula no es frecuente (pocas veces al

año), se usa principalmente con propósitos operacionales y de

mantenimiento.3. La operación de esta válvula es frecuente (diaria osemanalmente) con propósitos operacionales solamente.

4. Se debe considerar el uso de una válvula de bola para el bloqueode caudal de la línea principal o para seccionamiento cuando serequieran ciclos frecuente.

5. Cuando se requiera la operación de doble bloqueo y purga.6. Cuando se requiera aislar HVP, transferir la custodia, sellar

herméticamente y operar con doble bloqueo y purga. Se requieredoble válvula cuando se va a aislar HVP. Una conexión típica dela línea principal ramificada HVP, consiste de una válvula conbrida soldada a la línea principal y seguida de una válvula condoble brida.

7. Se usa una válvula de compuerta con una cavidad de cuerpopequeño para minimizar la contaminación de productos.

8. Se utiliza un equipo accionado mediante un motor paralocalidades remotas.

9. Para aplicaciones donde se requiera la recuperación y elmantenimiento de una válvula se considera el uso de bridas conanillos de cierre tipo O (o-ring) en el lateral de la línea principal

10. Si el tanque es el equipo que se va a transferir, se requerirá unaválvula de doble bloqueo y purga

Compuertade Losa

Compuertade Losa

Compuerta de

Losa

Compuerta de

losa / bola

Bola

De Retención

De Retención

De Retención

Motor

Motor

Motor

Motor

-

-

Motor

Motor

MotorBiselado



13


1. Una válvula es un equipo para a) bloquear el flujo a través de la línea de las tuberías cuando está

cerradab) medir la presión de líquidos en la tuberíac) levantar o rotar una pieza de cierred) ayudar a mantener un flujo turbulento

2. El armazón de la válvula, que aloja la guarnición de la válvula, se llama el

a) sombrerete

b) cuerpo de la válvulac) mecanismo de cierred) vástago

3. La barrera física que se usa para bloquear el flujo, se llama

a) actuadorb) pieza de cierrec) vástagod) guarnición

4. Para controlar las válvulas, los operadores rutinariamente

a) van a la válvula y gira el volanteb) presionan el botón rojo de APERTURA/CIERRE sobre la

consolac) llaman y activan el comando del Supervisión y Control y

Adquisición de Datos (SCADA)d) Activan los actuadores electromecánicos por intermedio del

sistema de control del oleoducto.

REPASO 1



14


5. El ensamblaje del suiche limitador se utiliza para a) cerrar la válvulab) abrir la válvulac) controlar el movimiento del vástago de la válvulad) cerrar la caja de engranajes

6. ¿Cual de las siguientes válvulas NO usan un actuador electromecánico?

a) válvula de control de presiónb) válvula de seccionamiento del oleoducto

c) válvula del múltipled) válvula de aislamiento de la estación de bombeo

7. La pieza de cierre y el actuador están conectados a través del

a) sellob) de la caja de engranajesc) actuadord) vástago de la válvula

8. ¿Cuales de los siguientes NO es parte de la guarnición de la válvula?

a) la pieza de cierreb) los asientosc) el actuadord) los anillos de asiento Las respuestas están al final de este

módulo

Las respuestas están al final del módulo



15

Esta sección describe las válvulas usadas especialmente en aplicacionesde y de. Las válvulas que se utilizan para aislar y seccionar común-mente son válvulas de APERTURA/CIERRE Una válvula deAPERTURA/CIERRE es una válvula que puede funcionar completa-mente abierta o completamente cerrada. Los tres tipos de válvulas deAPERTURA/CIERRE que se usan típicamente en los sistemas de oleo-ductos son:

• válvulas de compuerta

• válvulas de tapón y

• válvulas de bola

Esta sección provee la descripción física de cada válvula y ademásdescribe las aplicaciones específicas para el uso de cada válvula, así como también las condiciones de operación.

Después de esta sección, Ud. podrá comprender los siguientesobjetivos:

• Identificar las válvulas típicas utilizadas para aplicaciones de, comoson las válvulas de compuerta, las válvulas de tapón y las válvulas debola.

• Reconocer los tipo de pieza de cierre para cada válvula.

• Relacionar cada tipo de válvula con una aplicación específica.


SECCION 2

VÁLVULAS DE AISLAMIENTO Y DESECCIONALIZACION

INTRODUCCION

OBJECTIVES



16


Existen dos tipos de válvulas de compuerta. La válvula de compuerta delosa es una válvula que tiene una pieza de cierre de losa plana atrav-

esada por un orificio (estas válvulas también se llaman válvulas de

compuerta "a través de un conducto") La losa funciona como unacompuerta, moviéndose hacia arriba y hacia abajo sobre el vástago de laválvula. Cuando la compuerta bloquea totalmente la abertura, la válvulase cierra. Cuando la abertura de la compuerta esta alineada con latubería, la válvula se abre y el líquido pasa libremente a través de laválvula. Una válvula de compuerta tipo cuña , tiene una pieza de cierre

en forma de cuña. Cuando la cuña está levantada, los fluidos pasan através de la válvula. En la posición de cierre, la cuña bloquea el paso delos líquidos a través de la línea.

Las válvulas de compuerta pueden ser controladas manualmente, local-mente, o remotamente, dependiendo de la localidad y de la función.Estas válvulas tienen un diseño simple y resistente el cual requiere unmantenimiento mínimo. Las válvulas de compuerta generalmente seusan para separar secciones de la tubería, de la estación de bombeo o deltanque cuando se requiere mantenimiento o por razones operacionales.Las válvulas de compuerta de losa se usan en las operaciones de la líneaprincipal, las válvulas de compuerta tipo cuña se usan mas frecuente-mente para las aplicaciones de tanques y de los múltiples.

Figura 10

Válvula de compuerta en posición de apertura y de cierre.El diseño de una válvula de compuerta es de tal forma que una puerta se levanta o se baja para abrir o cerrar la válvula.Este tipo de movimiento de apertura/cierre hace que una válvula de compuerta sea más lenta que las válvulas de bolas o de tapón.Las válvulas de compuertas están diseñadas para ser operadas totalmente abiertas o totalmente cerradas.Estrangular una válvula de compuerta puede dañar los asientos y los sellos, y puede impedir el funcionamiento operacional de la válvula.

VÁLVULAS DECOMPUERTA

Vástagode la válvula Sellos del

vástago

Compuerta

Cuerpo dela válvula

Cierre

VástagoSello del Vástago

Compuerta

Cavidaddel cuerpo

Cuerpode la Válvula

Apertura

Anillo de sello ysellos para

aplicacionesmetal a metal

L iqu id F lo w



17


Las válvulas de compuerta generalmente se usan para aislar seccionesde la tubería, de los tanques o de la estación de bombeo por razones demantenimiento o de operaciones. Estas válvulas no están diseñadas paraser abiertas y cerradas frecuentemente, y no se deben usar para

estrangular el flujo.

Figura 11

Válvulas de Compuerta tipo cuña

En lasVálvulas de Compuerta tipo cuña, la pieza de cierre tiene la forma de cuña en lugar de una losa plana. Las Válvulas de Compuerta tipo cuña se usan con más frecuencia en los tanques y en los múltiples.

Las válvulas de compuerta se usan en:• en cualquiera de los extremos de un equipo, como por ejemplo en las

válvulas de control de presión, bombas, medidores, y probadores demedidores, los cuales pueden ser separados o aislados para sureparación o reemplazo. Las válvulas de compuerta se posicionan detal manera que las válvulas de compuerta en la línea principalutilizadas para aislacion estan en la posición de “cierre”, mientrasque otra válvula de compuerta colocada en la línea de derivación(bypass), esta en la posición de "ape rtura".Esta derivación permiteque el líquido pase a través de la válvula sin interrumpir el flujo de latubería.

• ambos extremos de los cruces de grandes ríos. En esta aplicación, laválvula ubicada aguas arriba, es una válvula de compuerta accionadapor un motor y controlada remotamente.

APLICACIONES DE LAVÁLVULA DECOMPUERTA

Anillo de Asiento Enroscado



18


El tipo de válvula aguas abajo puede variar según las siguientes circuns-tancias:

• Si hay energía disponible, se usa otra válvula de compuerta que esaccionada por un motor y controlada remotamente.

• Si NO existe energía disponible, se utiliza una válvula de compuertaaccionada manualmente para mantener la aislamiento y se instala unaválvula de retención para limitar el retorno del flujo, hasta que laválvula de compuerta se cierra.

La ubicación de la válvula de compuerta para seccionar los segmentosde una tubería puede variar. La ubicación dependerá de la ubicacióngeográfica de la tubería, el diseño y el tipo de producto que pasara por la

misma . La distancia entre las válvulas de compuerta para propósito deseccionamiento puede ser establecida por autoridades competentes decada área a traves de la cual pasará el oleoducto. Típicamente, las áreasdensamente pobladas o "ambientalmente sensibles" requerirán unnúmero mayor de válvulas de seccionamiento. Esto creará una disminu-ción del volumen de fluido, que podría eventualmente fugarse siocurriese una ruptura, cerrando la válvula más cercana aguas arriba yaguas abajo de la ruptura. Si existe energía disponible, las válvulas queestán ubicadas en la zona sensible serán controladas remotamente yactivadas electromecánicamente. Los tipos de productos que pasaran porla tubería se deben tomar en consideración con respecto a la ubicación

de las válvulas de seccionalización:en las líneas de baja presión de vapor (LPV). Las válvulas decompuerta se instalan entre las estaciones para aislar la línea principalde las estaciones de bombeo. Las válvula de compuerta se puedeninstalar en los lados aguas arriba y aguas abajo de la estación debombeo, no obstante las válvulas de la línea principal instaladas en ladoaguas arriba y aguas abajo de la estación de bombeo, no se requierencon frecuencia en una línea LVP.

en las líneas de altas presiones de vapor (HVP). Las válvulas decompuerta son instaladas en la línea principal aguas arriba y aguas abajode cada estación de bombeo. Las válvulas de compuerta sobre la líneaprincipal permiten :

• el aislamiento de la sección de la línea principal adyacente a laestación de bomba.

• el aislamiento de la línea principal entre dos estaciones de bombeo.



19


Figura 12

Derivación típica alrededor de una Válvula de Control de Presión

Cuando la válvula de control de presión requiere ser modificada,reparada o reemplazada, la válvula de compuerta de cualquiera de los lados se cierra, y la válvula de compuerta de la línea de derivación se abre. El líquido fluye por la línea de desviación hasta que la válvula de control de presión funciona nuevamente. Luego las válvulas de compuerta de la línea principal se abren y la válvula de derivación (bypass) se cierra para que el flujo normal pueda continuar.

Otros factores que pueden influir en la ubicación de las válvulas deseccionalización son:

• accesibilidad al sitio de la válvula. Si la válvula no es accesible rápi-damente, la válvula deberá tener la posibilidad de poder seraccionada remotamente desde el centro de control.

• posibilidad de desarrollo urbano en el futuro.

• el volumen de líquido que se desplazará en caso de ser necesario.

Los diseñadores de oleoductos también deben considerar diferentesaspectos operacionales cuando se ubican las válvulas de aislamiento.Por ejemplo, una fuga en una válvula de seccionamiento (por defecto enel asiento de la válvula) de la línea principal ubicada al pie de unamontaña, alivia la presión debido a la alta elevación y contamina el lote(bache) de producción. Si la línea se cierra por un tiempo prolongado, lacolumna del líquido se separará en el punto más alto.

Flujo del Líquido

Válvulas deAPERTURA/CIERRE

Válvulas deAPERTURA/CIERRE

Válvula de retención



20


Una válvula de tapón es una válvula que se abre y se cierra por larotación de un tapón, moviéndose perpendicularmente a la pared de la

tubería. El tapón tiene una cavidad que la atraviesa. Cuando la cavidadestá alineada con la tubería, la válvula está abierta, permitiendo el flujodel líquido.

Al girar un cuarto de la válvula, ésta se abre o se cierra, lo cual es relati-vamente rápido comparado con el tiempo requerido para levantar obajar la compuerta en una válvula de compuerta. Cuando el tapón gira90 º, la cavidad, también llamada camino del flujo, gira perpendicular-mente a la dirección del flujo, bloqueando el líquido. Esta es una granventaja operacional ya que la válvula puede abrirse totalmente o

cerrarse totalmente con un 1/4 degiro. La cavidad a través deltapón es más pequeña que laperforación del tubo.

Las válvulas de tapón son apropiadas para aplicaciones donde el uso deválvulas es frecuente. Principalmente se usan para aplicaciones demedición y de despacho. Los materiales elásticos como el teflón se usanpara asegurar que los sellos estén herméticos, permitiendo realizarprocesos operacionales tales como medición y prueba para latransferencia de custodia en oleoductos con volúmenes a altaspresiones, también son una garantía contra las fugas.

Las válvulas de tapón se usan para aislar y para desviar el flujo hacia

medidores y tanques donde se requiere exactitud total. En esta apli-cación, la válvula de tapón debe proveer un sello absoluto. Paradeterminar si el sello es absoluto, se debe examinar regularmente,usando el método de doble bloqueo y purga. Las válvulas de tapón seutilizan para bloquear las líneas que se obstruyen y se desbloqueanfrecuentemente. Estas válvulas se usan principalmente en mediciones yen aplicaciones de despacho.

Cuerpo

de la válvula

Piezade cierre

Entrada

del tapón

Sello

Sombrerete

Vastago

de la Válvula

APLICACIONES PARALA VÁLVULA DE

TAPÓN

VÁLVULAS DETAPÓN



21

Doble bloqueo y purga es un método que se usa para comprobar si unaválvula está sellando correctamente. Cuando la válvula está cerrada, lacavidad está perpendicular a la tubería. Un asiento aísla la cavidad, delos líquidos que fluyen aguas arriba, mientras que los otros asientosaíslan la cavidad de los líquidos que fluyen aguas abajo.

La cavidad tiene un volumen conocido. Cuando la válvula está cerrada,cierta cantidad de líquido permanece en la cavidad. La base de lacavidad tiene un drenaje. Cuando el drenaje está abierto, si hay una fugade líquido a través del sello, se filtra dentro de la cavidad y sale por eldrenaje. Si la cantidad de líquido filtrado desde la cavidad es superior alvolumen de la cavidad, esto indicará la presencia de fugas.

La válvula de bola es muy similar en diseño a una válvula de tapón, sin

embargo, la pieza de cierre es esférica, y la cavidad a través de la bola

es redonda. Cuando la cavidad esta paralela a la tubería, la válvula estaabierta, y el líquido puede circular a través de la misma. Cuando la bolase gira de tal manera que el orificio esta perpendicular al tubo, laválvula se cierra y el líquido no puede pasar a través de la tubería. A

través de una válvula de bola de apertura completa (es decir que el

diámetro de la cavidad es el mismo que el diámetro de la tubería) se

puede lanzar un cochino. Esta válvula tiene una pérdida de presión másbaja que cualquiera otra válvula usada en la tubería.

NOTA: En el módulo VÁLVULAS DE CONTROL DE PRESIÓN, sedescriben las válvulas de bola de estrangulación. La válvula de bola deestrangulación tipo bola-V, se usa en aplicaciones de control de presiony no se debe confundir con las válvulas de bola para aislamiento.

Figura 14

Válvula de Bola Las válvulas de bola giran 90° para abrir o cerrar. A través de una válvula de bola de salida completa se puede lanzar un cochino. Las pérdidas de presión ocasionadas por el uso de estas válvulas son menores comparadas con cualquier otro tipo de válvula en la tubería.


VÁLVULAS DEBOLA

CerradoAbierto

Flujo delliquido

Abierto

DOBLE BLOQUEO YPURGA



22


Las válvulas de bola se pueden utilizar con los mismos propósitos quelas válvulas de tapón, debido a que permiten un sello positivo y puedenser probadas usando los procedimientos de doble bloqueo y purga.

Debido a que las válvulas de bola de mayor dimensión son extremada-mente costosas, solo se usan en muy pocos lugares, como por ejemploen los medidores y en el múltiple de los tanques. Las válvulas de bola seusan normalmente en las líneas de instrumentos.

APLICACIONES DE LASVALVULAS DE BOLA



23


1. Una válvula cuya pieza de cierre es una losa plana que se mueve hacia arriba y hacia abajo se llama

a) bola-Vb) válvula de bolac) válvula de compuertad) válvula de tapón

2. Estrangular una válvula de compuerta daña sus asientos y sellos.

a) cierto

b) falso

3. El tipo de válvula usada a ambos extremos de un cruce principal de río se llama

a) válvula de tapónb) válvula de bolac) válvula de compuertad) válvula de retención

4. Una válvula cuya pieza de cierre es una esfera con una cavidad cilindrica a través de la misma se llama


5. El tipo de válvula que se usa en cualquiera de los dos extremos de una estación de bombeo para aislar la estación de la línea principal se llama


REPASO 2



24


6. El término doble bloqueo y purga se refiere a a) una aplicación de la válvula de tapónb) una manera de examinar la integridad del sello en válvulas de

bola y de tapónc) una configuración de la válvula de compuerta usada para aislar

una unidad de bombeod) una configuración de aislacion que se usa para los medidores.

7. Una válvula que se cierra con un giro de 90º, la cual no puede ser limpiada por un cochino, se llama

a) válvula de tapón

b) válvula de bolac) válvula de compuertad) válvula de retención

8. La válvula usada mas frecuentemente con una válvula de compuerta en el lado aguas abajo de el cruce de un río se llama

a) válvula de tapónb) válvula de bolac) bola vd) válvula de retención

9. La válvula usada frecuentemente en las líneas de instrumentos se llama


10. ¿Cual de las cinco válvulas descritas en esta sección,tiene la perdida mas baja de presión a través de la válvula?





25


Además de las válvulas que son estrictamente para aislar y seccionar,existen válvulas de APERTURA/CIERRE que ejecutan funciones masespecializadas. Las válvulas de retención aseguran que el flujo delíquidos a través de la tubería permanezca en una sola dirección, deaguas arriba hacia aguas abajo, y que no ocurra un retorno del flujo. Lasválvulas de alivio de presión garantizan la seguridad del personal y laintegridad de los equipos, mediante el drenaje extra de líquidos haciauna línea alterna, hacia un sistema de tanques o hacia un sistema desumidero, si la presión acumalada en una línea o en un recipiente rebasalos límites permitidos. Acoplamientos de bloqueo se usan para desviartramos (bypass) de las tuberías que requieren mantenimiento o reem-plazos.

Esta sección describe las válvulas utilizadas para funciones especial-izadas de aislamiento y de seccionamiento incluyendo:

• Válvulas de retención• Válvulas de alivio depresión y

• Acoplamientos de bloqueo

Después de esta sección, Ud. podrá comprender los siguientes objetivos:

• Identificar las válvulas usadas para aplicaciones especificas como sonlas válvulas de retención, válvulas de alivio de presión, yacoplamientos de bloqueo

• Reconocer los principios de funcionamiento de cada tipo de válvula.

• Relacionar cada tipo de válvula con su aplicación típica

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

SECCIÓN 3

VÁLVULAS PARA FUNCIONES ESPECIALES



26


Una válvula de retención es una válvula de una sola dirección. Loslíquidos circulan a través de la válvula solamente en una dirección (de

arriba hacia abajo).Las válvulas de retención no tienen un vástagoexterno o un actuador. Se abren por la presión de los líquidos que fluyende aguas arriba hacia aguas abajo. Cuando el flujo del líquido para ocambia de dirección, la válvula se cierra. Ningún líquido puede retornara través de la válvula cuando está cerrada. Si la válvula de retención nollegara a cerrarse, petróleo crudo podría retornar a la bomba. Esto podríacausar un incremento en la tasa de flujo a través de la bomba y undescenso de la presión cuando el fluido recircula desde la descarga hastala succión. Aunque los operadores no controlan directamente lasválvulas de retención, entender el funcionamiento de las válvulas de

retención facilita la posibilidad de detectar un problema que puede tenerun impacto en las operaciones de líneas.

Existen dos tipos de válvulas de retención que se usan en un sistema detuberías:

• Válvula de Retención tipo Chapaleta: Estas válvulas tienen unapieza de cierre que está asegurada con una bisagra en la parte masalta. La circulación de los líquidos empuja la pieza de cierre ypermite que se abra. Cuando no hay circulación de líquidos, la piezade cierre gira y se cierra para prevenir el retorno de los líquidos (verFigura 15). Cuando está abierta, las válvulas de retención tipo

chapaleta pueden permitir libremente el paso de un cochino a travésde ella.

Figura 15 Válvula de Retención Tipo Chapaleta Cuando los líquidos circulan en la dirección correcta, la chapaleta de la

junta permanece abierta. Cuando los líquidos circulan en dirección opuesta, la chapaleta de la junta se cierra y detiene el flujo.

Válvula de Retención tipo Oblea: Esta válvula tiene una pieza de

cierre que es un disco de dos piezas con bisagras en el medio, y

operada por resorte. El líquido empuja la pieza de cierre contra elresorte, comprimiéndolo y esto permite que la válvula se abra. Cuandono hay flujo, la presión contra la pieza de cierre disminuye y el resorteempuja y cierra la pieza de cierre. (ver Figura 16).

Flujo del liquido

Abierta Cerrada

VÁLVULAS DERETENCIÓN



27


Las válvulas de retención (tipo oblea) se usan frecuentemente en líneasverticales, como en una bomba de descarga, y donde la gravedad sola noes suficiente para asegurar un cierre rápido. La pérdida de presión através de las válvulas de retención(tipo oblea) es ligeramente más altaque a través de las válvulas de retención tipo chapaleta. Los cochinos nopueden pasar a través de la válvula de retención (tipo oblea).

Figura 16

La Válvula de Retención tipo Oblea.

Cuando el líquido fluye en la dirección correcta, la presión empuja la pieza de cierre contra el resorte. Cuando el flujo se detiene, o la dirección se invierte, el resorte empuja la pieza de cierre a su posición de cierre.

El objetivo principal de la válvula de retención es prevenir la inversióndel flujo. La inversión del flujo puede causar:

• contaminación de otros baches de producción

• sobrepresión, que puede causar fugas y otros daños

• daños a las unidades de bombeo

• contaminación del ambiente, y

• errores en las mediciones.

Disco

Pasador de

BisagraCuerpo

Resorte

Pasadorde Parada

Disco

Pasador deBisagra

Resorte

Cuerpo

Pasadorde Parada

APLICACIONES DE LAVALVULA DERETENCIÓN



28


Las válvulas de retención se usan:• con válvulas de compuerta aguas abajo de los principales cruces de

ríos para prevenir la inversión del flujo de los productos hacia el río,en caso de que ocurra una ruptura en la línea.

• en una ubicación estratégica a lo largo de la tubería en caso deruptura

• en localizaciones ambientalmente sensibles.

• entre las líneas de succión y de descarga, en la derivación de labomba para prevenir el retorno de los líquidos, (Figura 17).

• aguas abajo de las bombas reforzadoras (con una válvula decompuerta) para prevenir el retorno del flujo cuando la bomba estacerrada y

• aguas abajo de los tanques para prevenir que la circulación del líquidose invierta cuando la bomba reforzadora esta cerrada.

Figura 17

Unidades de Bombeo con Válvulas de Retención Las válvulas de retención funcionan con las válvulas de compuerta y con las válvulas de bola para asegurar que el liquido llegue a la succión de la bomba, y que el flujo del líquido no se invierta. Si las válvulas de

compuerta y de bola están cerradas (A), el líquido fluye a través de la válvula de retención. Si la válvula de compuerta y la válvula de bola están abiertas (B) y la bomba esta funcionando, la mayor presión aguas abajo de la válvula de retención la mantiene cerrada para permitir el paso directo de los líquidos a la bomba. Si la válvula de retención queda abierta o atascada, el líquido recircula desde la descarga de la bomba hasta la succión de la misma, disminuyendo la presión de la descarga e incrementando la presión en el cabezal de succión.

Válvula

de Bola

Válvula deCompuerta

Flujo del Líquido Válvula de Retención

Válvula de Bola y de compuertaen Posición Cerrada

Válvula de Bola y de compuertaen Posición Abierta

Válvula

de Bola

Válvula deCompuerta

Válvula de RetenciónFlujo del Líquido

(A) (B)



29


La válvula de alivio de presión es una válvula que se abre automática-mente para aliviar la presión de la línea que es mayor de los limites

seguros de la operación. Las válvulas de alivio de presión garantizan laseguridad del personal y la integridad del equipo debido a que cuando lapresión en la línea se acumula por encima de los límites permitidosdrenan el líquido extra hacia un sistema de sumidero.

Las válvulas de alivio de presión responden automáticamente a uncambio de la presión de circulación en el sitio de esta válvula. Existendos tipos de válvulas de alivio de presión comúnmente usadas en lossistemas de tuberías:

• la accionada por resorte y

• la de diafragma

Las válvulas de alivio de presión accionadas por resorte operan demanera similar a las válvulas de retención oblea. La pieza de cierre esun accionada por resorte de forma tal que cuando la presión en la línea(o tanque) es suficientemente alta, el líquido presionará contra la piezade cierre para comprimir el resorte, la válvula abre y el productocircula hacia el sistema de sumidero.

Figura 18

Válvula de Alivio de Presión Accionada por

Resorte.Al igual que la válvula de retención, la válvula de alivio de presión es accionada por resorte. El punto de presión establecido en las válvulas de alivio de presión se ajusta a un punto de presión lo mas alto posible para minimizar la interrupción del flujo, y lo mas bajo posible para proteger la tubería de una sobre presión.

Cuando se ha liberado suficiente líquido, lapresión se reduce a un punto menor al establecidopara la válvula (la presión necesaria paracomprimir el resorte), esto hace que el resorte

empuje la pieza de cierre a su posición original yla válvula se cierra bloqueando la liberación delos líquidos.

Puerta deEscape

Puerta dePresión

VÁLVULAS DEALIVIO DEPRESIÓN



30


En la válvula de alivio de presión tipo diafragma, un tubo flexible hori-zontal (el diafragma) rodea un núcleo ranurado rígido. Alrededor de laparte exterior del diafragma, se usa presión de nitrógeno para mantenerel diafragma en posición fija contra la ranura del núcleo. Mientras lapresión del líquido en la tubería sea menor que la presión del nitrógenoen el diafragma, no puede haber pérdida de líquido a través de laválvula. Cuando la presión del líquido excede la presión del nitrógenoen el diafragma, el diafragma flexible es empujado por el líquido lejosdel núcleo ranurado, y el líquido fluye a través del núcleo (ver Figura19).

Figura 19

Válvula de Alivio de Presión Tipo Diafragma Cuando la presión del líquido excede la presión del nitrógeno en el diafragma, el diafragma flexiona, y deja que el líquido circule a través de las ranuras del núcleo.

El punto establecido de presión de las válvulas de alivio se fija lo sufi-cientemente alto para que la válvula se abra en caso de una emergenciaverdadera. El punto establecido real de presión de la válvula de aliviode presión es calculado tomando la presión de operación máxima(MOP), más un 8%, y después se sustrae el diferencial a través de laválvula a la tasa de flujo de diseño. Los operadores deben monitorear laválvula de alivio de presión después de abrirla, para asegurarse que ésta

cerrará nuevamente. Si la válvula falla en reposicionarse, el líquido dela tubería continuará fluyendo a través de la válvula. Niveles altos enlos sumideros causaran eventualmente un paro en la estación.

Entrada para el NitrógenoNúcleo RígidoDiafragma Flexible

Barrera delNúcleo

Aberturasde Entrada

Aberturade Salida

Flujo delLíquido



31


Un disco de ruptura es un disco de metal que se rompe, permitiendo el flujo de liquido, si la , presión en la linea excede la presión maxima

especificada de ruptura del disco. Si el liquido flujo a través del discode ruptura, el liquido activa un interruptor de presión o interuptor deflujo. EL interruptor de flujo de la presión esta conectado al sistema decontrol del oleoducto y envia una señal al centro de control. Cuando eloperador de la estación recibe la señal que los líquidos están circulandoa través del disco de ruptura, hay suficiente tiempo para reducir lapresión en la zona afectada antes de que el producto se pierda a travésde la válvula de alivio de presión aguas abajo hacia el sistema desumidero.

En el sistema del oleoducto, las válvulas de alivio de presión seinstalan:

• en un sistema de baja presión de vapor, en circunstancias donde elequipo o el sistema, tales como los múltiples de los tanques, losmúltiples de los medidores, o las tuberias, pueden ser expuestos a lapresión de la línea principal debido a la configuración del sistema debaja presión con respecto a la línea principal.

• en tuberías que pueden ser aisladas cerrando las válvulas.Dependiendo de la ubicación de la oleoducto el contenido del mismopuede calentarse por el sol, lo que ocasionaría la expansión térmicadel líquido en el oleoducto resultando en una sobrepresión.

• en tuberías que podrían estar expuestas a emergencias por incendios.Este tipo de tubería está equipada con una válvula de alivio depresión, para asegurar una manera de aliviar la expansión térmica ylos vapores generados por un incremento de la temperaturaocasionada por el incendio.

Cuando el líquido con baja presión de vapor pasa a través de la válvulade alivio de presión, se dirige normalmente hacia un tanque disponible,o hacia un recipiente con capacidad para almacenar el líquido liberado.Si cualquiera de las dos opciones falla, entonces el líquido fluye hacia elsistema de sumidero.

Cuando un líquido con alta presión de vapor pasa a través de unaválvula de alivio de presión,se debe dirigir hacia una esfera o hacia otromecanismo apropiado para productos con alta presión de vapores.

DISCO DE RUPTURA

APLICACIONES DE LA

VÁLVULA DE ALIVIO DEPRESIÓN



32


En zonas donde no exista un lugar para enviar los productos liberados através de la válvula de alivio de presión, o donde otro método de aliviode presión podría funcionar mejor, uno o más de los siguientes métodosalternativos de control de presión se podrían utilizar:

• aislar la zona que podría ser dañada por las fuentes de altas presiones,cerrando las válvulas de aislamiento alrededor de esa zona.

• bajar la presión estrangulando la válvula de alivio de presión.

• instalar sistemas de paradas por alta presión en las bombas para quela bomba pare cuando la presión de descarga exceda la presión segurade operación aguas abajo.

Las válvulas descritas hasta el momento son instaladas como elementospermanentes en el sistema de tuberías. Como cualquier otro componenteen el oleoducto, estas válvulas pueden ser modificadas, reparadas, yreemplazadas. Para reparar o reemplazar cualquier parte de la tubería serequiere una desviación del flujo de los líquidos, para no interrumpir eltrabajo de reparación

Las tuberías son diseñadas para que hayan rutas alternas, o derivaciones,alrededor de cualquier equipo que necesite ser modificado, reparado oreemplazado. Por ejemplo, cuando la válvula de control de presiónnecesita reparación, las válvulas de compuerta a cada lado se cierran y el

flujo es desviado a otra ramificación de la línea. Este principio de diseñoasegura una operación eficiente y económica del sistema, suministrandoun movimiento continuo del producto a través de la línea. Sin embargo,a veces, las secciones de la misma tubería necesitan ser reparadas oreemplazadas en zonas donde no se ha construido una desviación paralos líquidos. Para servir estas zonas se requiere la instalación de desvíostemporales. Los acoplamientos para valvulas de bloqueo son temporal-

mente instalados en las líneas que necesitan ser reparadas.

Los acoplamientos de bloqueo son instalados en los ductos cuando éstoscontinuan en operación. Se deberán seguir cuidadosamente losprocedimientos de instalación para asegurar que los líquidos no

presurizados se fuguen del oleoducto durante la instalación de losacoplamiento.

OTROS MÉTODOS PARAALIVIAR LA PRESIÓN

ACOPLAMIENTOSPARA VALVULAS

DE BLOQUEO



33


Se instalan dos asientos de bridas, uno con un ramal del tamaño de la línea yel otro ligeramente menor, ambos tienen válvulas sandwich atornilladas a laramificación, los cuales se sueldan a la tubería a cada extremo de la seccióndel tubo a ser derivado. Una máquina de empalme se instala encima de lasválvulas sandwich (ver Figura 20). La máquina perfora un orificio dentro dela tubería. Una vez que se han perforado los orificios, el componente cortadorde la máquina perforadora se retracta con los discos removidos adheridos, y laválvula sandwich se cierra para sellar los dos nuevos orificios. Después deque las máquinas de empalme se retiran, una linea de desvío se conecta a losdos ramales.

Figura 20 La Máquina de Empalme Perfora Orificios en la Tubería La máquina de empalme, perfora un orificio en cada extremo de la tubería a ser derivada. El cortador se retira, la válvula sandwich se cierra, y se sellan los dos nuevos orificios.

Con la máquina perforadora separada de las válvulas sandwich y reem-plazada por máquinas para taponar bloqueos (ver Figura 21), la máquinaspara taponar bloqueos se conectan a la derivación temporal del oleoducto.

Es importante para el operador observar que el tubo de derivación tiene

un diámetro más pequeño que el de la tubería principal. Debido a esto,

la velocidad del líquido aumenta, incrementando las pérdidas por fric-ciones. Por esta razón, la presión de la tubería debe ser reducida a una

nueva presión de operación segura, determinada por el ingeniero del

oleoducto cuando la derivación está instalada.

Las válvulas de bloqueo insertan tapones del tamaño de la linea dentro deloleoducto, los cuales giran al ser insertados, de tal manera que el tubo secierra completamente.

Flujo del líquido

Máquina de Empalme

Brida y VálvulaSandwich

Línea principal

Cortador Retirado

Cortador Engranado



34


La Figura 21 muestra que una ruta alterna se ha construido para loslíquidos. Para desviar los líquidos hacia una ruta alterna de la líneaprincipal, primero se abren las válvulas sandwich. El ensamblaje delcabezal de taponamiento y los sellos se bajan a la posición de la tuberíaprincipal. Una vez que la tubería principal esta sellada, el líquido circuladentro de la derivación como lo muestra la Figura 22.

Figura 21

Colocación de los Tapones y los Sellos en el Oleoducto.

Las válvulas sandwich se abren,el ensamblaje del cabezal de taponamiento y los elementos de sellor se bajan dentro de la línea principal.

Figura 22

Flujo de Líquido a Través de los Acoplamientos de Válvulas para Bloquear Una vez que la tubería principal se sella, el líquido fluye a través de la derivación de la tubería.La tubería de la línea principal es drenada para luego ser reemplazada.

Línea Principal

Máquina de TaponamientoCabezal de Taponamiento

Brida y VálvulaSandwich

Ensamblaje Activado

Flujo de Líquidos

Sección de la

tubería aislada

Derivación

Tapones

Línea Principal

Máquina de Taponamiento

Brida y Válvula SandwichBrida y Válvulas Sandwich

Cabezal de TaponamientoEnsamblaje Retirado

Flujo de Líquidos Flujo de Líquidos



35


Los acoplamientos para válvulas de bloqueo son para una aplicación decampo. Si bien los operadores no están directamente envueltos en lainstalación, operación y el mantenimiento de estas desviaciones, tienenla responsabilidad de mantener un flujo uniforme en la tubería. Ladesviación de los líquidos a través de la derivación afecta el flujo dellíquido.

• Los acoplamientos de bloqueo requieren que los líquidos cambien dedirección cuatro veces. Cada cambio de dirección crea perdidas porfricción.

• El tubo que se usa para la derivación es generalmente de diámetroinferior, al que se esta reparando. La tubería de menor diámetro

limita el flujo, y requiere de correcciones aguas arriba, para preveniraltas presiones.

Dependiendo del trabajo que se esté llevando a cabo que requierebloqueo, las condiciones de operación pueden variar en cierto grado.Por ejemplo, si el bloqueo se instala para desviar el flujo alrededor deuna operación de reemplazo de tubo, la presión de la línea se debe

mantener a una presión de operación segura, la cual debe ser

determinada por el ingeniero de operaciones del oleoducto.



36


1. Las válvulas de retención solo se cierran cuando________.a) el líquido esta circulando en la dirección deseadab) no hay líquido circulando para mantenerlas abiertasc) el operador envía una señal para cerrarlasd) son cerradas manualmente

2. La válvula que tiene como función principal prevenir retorno del flujo se llama________.

a) válvula de alivio de presiónb) válvula de retención

c) válvula de aislamientod) válvula para bloquear

3. Una válvula de alivio de presión se cierra cuando________.

a) el líquido circula en la dirección correctab) el disco de ruptura es activadoc) la presión disminuye por debajo del punto de ajuste de la válvulad) el operador envía un comando a control remoto para cerrarla

4. Las válvulas de alivio de presión deben ser instaladas________.

a) en varias ubicaciones de las tuberíasb) cerca de zonas pobladasc) en los tanquesd) en la tubería que puede ser aislada cerrando las válvulas

5. Cuando líquidos de alta presión de vapor circulan a

través de una válvula de alivio de presión la válvula drena hacia________.

a) un sistema de sumiderob) un recipiente de almacenaje de alta presiónc) un tanqued) la atmósfera

REPASO 3



37


6. Un sistema de derivación temporal instalado en las secciones del oleoducto que requieren modificación,reparación o reemplazo se llama

a) acoplamiento para bloquearb) válvula de aislamientoc) desviador portátild) sistema de alivio de presión

7. Acoplamientos de bloqueo crean pérdidas de presión

a) cierto

b) falso




38


SECCIÓN 1 - FUNDAMENTOS DE LAS VÁLVULAS• Una válvula es un mecanismo que controla el flujo de los líquidos através del oleoducto.

• El cuerpo de la válvula es el armazón de la válvula, la cual aloja lapieza de cierre. La forma del cuerpo de la válvula ayuda a deter-minar la menera en que los líquidos fluyen a través de la misma.

• El sombrerete es la cobertura de la válvula. El personal de manten-imiento abre el sombrerete para dar mantenimiento a la válvula.

• La pieza de cierre, muchas veces llamada el dispositivo de cierre, esla barrera física usada en la válvula para detener el flujo, estrangularel flujo o permitir pasar completamente el flujo.

• Los actuadores remotos se usan para controlar válvulas en elcampo. Cuando el actuador recibe una señal desde el PLC, elactuador abre o cierra la válvula.

• Los actuadores electromecánicos son usados para ABRIR OCERRAR las válvulas cuando la velocidad de apertura o de cierrede la válvula no es crítica, y cuando la válvula no se abre o se cierracon frecuencia.

• El vástago de la válvula es el que conecta la pieza de cierre y elactuador. El actuador eleva, baja o gira el vástago de la válvula, elcual provoca un cambio correspondiente en la pieza de cierre.

• Las válvulas de movimiento lineal se cierran elevando o bajando el

vástago de la válvula y la pieza de cierre.• Las válvulas de movimiento rotatorio cierran girando la pieza de

cierre.

SECCIÓN 2 - VÁLVULAS DE AISLAMIENTO Y DESECCIONALIZACION• Las válvulas de compuerta generalmente se usan para separar

secciones de la tubería, estaciones de bombeo o del área dealmacenamiento cuando se requiere mantenimiento o por razonesoperacionales.

• Las válvulas de tapón se usan para aislar y para desviar el flujo alos medidores y hacia los tanques cuando se requiere precisiónabsoluta. En esta aplicación, la válvula de tapón debe proveer unsello absoluto.

• El doble bloqueo y purga es un método que se usa para probar si la

RESUMEN



39


válvula sella correctamente. Existe un drenaje en la base de lacavidad de la válvula. Si hay fuga de líquidos a través de los sellos,este es absorbido dentro la cavidad y fluye hacia drenaje. Si lacantidad de líquido drenado de la cavidad es mayor que el volumende la cavidad, esto indicará la presencia de fugas.

• Las válvulas de bola no son de uso frecuente, normalmente seutilizan en los medidores y en los múltiples de los tanques, sinembargo son usadas con mayor frecuencia en las líneas de instru-mentación.

SECCIÓN 3 - VÁLVULAS PARA FUNCIONESESPECIALES• Una válvula de retención es una válvula de una sola dirección. Los

líquidos pueden circular a través de la válvula en una sola dirección.Las válvulas de retención no tienen vástago ni actuador. Lasválvulas de retención se abren por la presión de los líquidos quecirculan en la dirección deseada.

• La función principal de la válvula de retención es la de prevenir lainversión de los líquidos en el oleoducto.

• La válvula de alivio de presión es una válvula que se abre paraaliviar la presión de un tanque o de una tubería ocasionada por la

expansión termica debido a las altas temperaturas ambientales o acondiciones de emergencia como incendios.

• Los acoplamientos de válvulas de bloqueo tienen sistemas dedesviaciones temporales instalados en las líneas para caundo serequiera mantenimiento.



40


accesorios de la válvula para entaponares un sistema de derivación temporal (bypass) que se instala directa-mente sobre la tuberías cuando una sección requiere reemplazo,reparación o modificacion. (p.32)

actuadores

son equipos utilizados para controlar las válvulas en el campo. (p.8)

alta presión de vapor (HVP)

refiere a la presión de vapor que se produce en una tubería que trans-porta hidrocarburos con vapor a presiones superiores a los 50 psi (340kPa) absolutos a 100 F (38 grados C.). (p.18)

anillo de asientoes un sello que ayuda a mantener la pieza de cierre contra el asiento.(p.7)

cochino

herramienta equipada con una serie de instrumentos que permiten larecolección de información acerca de las condiciones físicas deloleoducto. El cochino es propulsado por el producto dentro deloleoducto y en su desplazamiento va limpiando las paredes deloleoducto y separando los diferentes batches del producto.

cuerpo de la válvula

es la carcaza de la válvula, en la cual está alojada la pieza de cierre.(p.4)

disco de ruptura

disco de metal que se rompe cuando la presión en la línea excede ellímite de presión máximo especificado para el disco. Al romperse ellíquido fluye a través de la tubería.(p.31)

doble bloqueo y purga

es un proceso que se usa para verificar la integridad de los sellos sobrelas válvulas. El cuerpo de la cavidad de la válvula queda aislada de latubería cuando esta se cierra y el drenaje al pie de la válvula se abre. Sihay más líquidos que el volumen del flujo de la cavidad, entonces el

sello de la válvula tendrá una pérdida de líquido. (p.21) guarnición de la válvula

es la parte removible de la válvula, incluye la pieza de cierre, losasientos, los sellos y los anillos de asiento, el desgaste de estas piezasdetermina cuando se le realizará mantenimiento a la válvula. (p.7)

GLOSARIO



41


indicador de posiciónes un indicador en la válvula que indica si la válvula de compuerta, debola o de tapón esta abierta o cerrada.

pieza de cierre

es una barrera física que se usa en las válvulas(p.5).

sello

componente de la válvula, generalmente esta compuesto de un materialresistente que garantiza que la pieza de cierre de la válvula este correc-tamente ajustada contra los asientos. Se usa para prevenir filtracionesen la válvula. (p.7)

sombrerete de la válvulaes la cubierta de la válvula. (p.5)

válvula de alivio de presión

es una válvula que se abre automáticamente para aliviar la presión de lalínea cuando la misma es superior a los límites seguros de operación.(p.29)

válvula de asiento

está dentro del cuerpo de la válvula, cerca de la pieza de cierre. (p.7)

válvula de bola

es una válvula que se cierra al rotar una abertura circular hacia el tapón

esférico en dirección de la pared de la válvula. (p.21)válvula de compuerta

válvula que se cierra al bajar una compuerta plana la cual permite elbloqueao del flujo de los líquidos que pasa a través de las tuberías.Existen dos tipos de válvulas de compuertas: tipo losa y tipo cuña.

válvula de movimiento lineal

una válvula cuya pieza de cierre se levanta o se baja para permitir elcierre o la apertura de la válvula. (p.6)

válvula de movimiento de rotación

es una válvula cuya pieza de cierre rota para abrir o cerrar. (p.6)

válvula de presión baja (LVP)

refiere a la presión de vapor que se produce en una tubería que trans-porta hidrocarburos con vapor a presiones inferiores a los 50 psi (340 kpa) absolutos a 100 grados F (38 grados C). (p.18)




válvula de retenciónes una válvula que deja pasar el flujo en una sola dirección. (p.26)

válvula de retención tipo chapaleta

tipo de válvula de retención que tiene una chapaleta conectada a travésde una bisagra a la parte superior del tubo. El flujo desplaza la válvulahacia la posición de apertura. Cuando no existe flujo, la chapaleta sebaja para prevenir la inversión del fluído. (p.26)

válvula de retención wafer

tipo de válvula de retención. Contiene dos discos sujetados al diametrode la tubería. El flujo desplaza la válvula hacia la posición de apertura.Cuando no existe flujo, un resorte cierra el disco para prevenir lainversión del flujo. (26)

válvula de tapón

válvula que se cierra mediante la rotación de la abertura en dirección deltapón cilíndrico hacia la pared del tubo.(p.19)

vástago de la válvula

conecta la pieza de cierre con el actuador. (p.6)

volante

mecanismo que opera manualmente el actuador mecánico. Permirte aloperador de campo y al personal de mantenimiento controlar la válvula.(p.9)

38 valvulas aislamiento y seccionamiento

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