DESCRIPCIN DEL CONTENIDO

Proyecto Gas Delta Caribe Oriental

- Documentos Tcnicos -DESCRIPCIN DEL CONTENIDODOCUMENTO NMERO

PROYECTO:DESARROLLO DE LA INGENIERA BSICA Y DETALLE DEL PROYECTO GASODUCTO DRAGN-CIGMA TRAMO TERRESTRE.G03DC-21110-B-E-11601

NV-DB-1888-F-PC-02EL06-001

GERENCIA:INGENIERA - GASODUCTO SUB-MARINO

DOCUMENTO:FILOSOFA DE OPERACINRev.:Fecha:

DISCIPLINA:ELECTRICIDAD - PROTECCIN CATDICAA28/098/08

N PROYECTO:g03dcPgina 3 de 41

Proyecto Gas Delta Caribe Oriental - Documentos Tcnicos -DESCRIPCIN DEL CONTENIDODOCUMENTO NMERO

PROYECTO:DESARROLLO DE LA INGENIERA BSICA Y DETALLE DEL PROYECTO GASODUCTO DRAGN-CIGMA TRAMO TERRESTRE. G03DC-21110-B-E-70801

NV-DB-1888-F-PC-02EL04-003

GERENCIA:INGENIERA - GASODUCTO SUB-MARINO

DOCUMENTO:FILOSOFA DE OPERACIN

DISCIPLINA:ELECTRICIDAD - PROTECCIN CATDICAFECHA

N PROYECTO:g03dc091208

REV.FECHABREVE DESCRIPCIN DEL CAMBIOTOTAL PAGELAB / REV. PORAPROB. POR CONS.REV / APROB POR PDVSA

009/12/08EMISION FINAL41I.B/ R.G.H.CH.C.D/O.S.

B16/10/2008INCORPORACIN DE COMENTARIOS43I.B/ R.G.H.CH.C.D/

O.S.

A28/09/2008EMISIN ORIGINAL29I.B/ R.G.H.CH.C.D/

O.S.

ingeniera bsicaFILOSOFA DE OPERACIN

DESARROLLO DE LA INGENIERA BSICA Y DETALLE DEL PROYECTO GASODUCTO DRAGN-CIGMA TRAMO TERRESTREPROYECTO N G03DC

CONTENIDO

pag.

51.OBJETIVO

52.ALCANCE

63.CDIGOS Y NORMAS

74.Descripcin del Sistema de Proteccin Catdica

84.1.Transformador / rectificador

114.2.Lecho de nodos

124.3.Cajas de Distribucin, Monitoreo e Interconexin

124.4.Sistema de Aislamiento en Bridas

145.Filosofa de operacin DEL SISTEMA DE PROTECCIN CATDICA

155.1.Criterios de Operacin

165.2.Procedimiento de Arranque

165.3.Pruebas de Pre-Arranque del Sistema de Proteccin Catdica

175.4.Puesta en Marcha del Sistema de Proteccin Catdica

216.Monitoreo y Evaluacin del sistema DE PROTECCIN CATDICA

216.1.Monitoreo en lnea

246.2.Frecuencia de Inspeccin en Campo

246.3.Inspeccin del Sistema de Proteccin en Campo

256.3.1Inspeccin Visual de componentes del Sistema

256.3.2Tensin y corriente de CC

266.3.3Medicin de Potencial polarizado estructura-suelo

276.3.4Medicin de drenaje de corriente de los nodos MMO

276.3.5Prueba de Juntas Aislantes

286.3.6Registro de Datos de inspeccin

297.INCORPORACIN DE NUEVAS ESTRUCTURAS

337.1.Interconexin con Tuberas SINORGAS (Sistema Nororiental de Gas)

347.2.Capacidad de Incremento del Sistema de Proteccin Catdica

368.PROBLEMAS FRECUENTES Y RESOLUCIN

409.Seguridad

1. OBJETIVO

El presente documento tiene como objetivo establecer las bases que orientaran la filosofa de operacin y metodologas de mantenimiento, para poder garantizar la operatividad del Sistema de Proteccin Catdica (SPC) por Corriente Impresa las 24 horas, los 365 das del ao, para la proteccin del Gasoducto Submarino DRAGN-CIGMA Tramo Terrestre, fundamentados en:

-Descripcin y funcionamiento de los equipos que integran el Sistema de Proteccin Catdica por Corriente Impresa.

-Protocolo de Arranque del Sistema de Proteccin Catdica.

-Procedimiento de evaluacin y monitoreo que asegure su confiabilidad operacional.

-Visualizacin del Sistema de Proteccin Catdica Integral, considerando posibles efectos de interferencia debido a ampliaciones a futuro, por la presencia de nuevos Gasoductos o otros sistemas.-Problemas frecuentes y Resolucin (troubleshooting). 2. ALCANCE

El presente documento es aplicable solamente a los elementos funcionales del Sistema de Proteccin Catdica por Corriente Impresa asociado al proyecto Gasoducto Submarino DRAGN-CIGMA Tramo Terrestre. Sin embargo, para futuros tendidos, stos podrn ser considerados en el Sistema de Proteccin Catdica, siempre y cuando, los requerimientos de corriente se encuentren dentro de las reservas especificadas para cada rectificador y lecho de nodos.3. CDIGOS Y NORMAS

La Filosofa de Operacin para el Sistema de Proteccin Catdica (SPC) del Gasoducto, se basa en criterios establecidos por las leyes y reglamentos vigentes en la Repblica Bolivariana de Venezuela y las ltimas ediciones de los cdigos y normas originados por los siguientes organismos nacionales e internacionales:

-FONDONORMA 200. Cdigo Elctrico Nacional, CEN-2004-PDVSA HA-201/05. Criterios de diseo para sistemas de proteccin catdica.

-PDVSA 90618.1.072/93. Proteccin Catdica.

-PDVSA EM-28-07/05. Transformador / Rectificador de Proteccin catdica.

-PDVSA EM-28-07/03. Coque metalrgico para uso en lechos de nodos para sistemas de proteccin catdica con corriente impresa.

-PDVSA EM-24-11/01. Cajas y accesorios para instalaciones elctricas de uso en lugares (clasificados) peligrosos.

-PDVSA IR-S-01. Filosofa de Diseo seguro.

-PDVSA SCIP-II-C-10-1. Sistema Unificado de Calidad Instruccin de Trabajo Bases y Criterios de Diseo para Sistemas de Proteccin Catdica.

-PDVSA PI-05-02-04. nodos de xido Metal Mezclado (MMO) para proteccin catdica por corriente impresa (FASE ADQUISICIN).

-NACE SP0169/07. Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems.

-NACE SP0286/07. Electrical Isolation of Cathodically Protected Pipelines.

-NACE TM-0497/02. Measurement Techniques Related to Criteria for Cathodic Protection on Underground or Submerged Metallic Piping Systems.

-NACE SP-0572/07. Design, Installation, Operation, and Maintenance of Impressed Current Deep Anode Beds.

-NACE RP0502/02. Pipeline External Corrosion Direct Assessment Methodology.

-API RP651/07. Cathodic Protection of Aboveground Storage Tanks.

-API RP1632/96. Cathodic Protection of Underground Petroleum Storage Tanks and Piping Systems.

-IEEE 81. Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Ground System.

-ASTM G57/06. Standard Test Method for Field Measurement of Soil Resistivity Using the Wenner Four-Electrode Method.

-A.W. PEABODY. Peabodys Control of Pipeline Corrosion. Second Edition.

Cuando exista un conflicto entre los cdigos y normas indicados, prevalecer el requerimiento de mayor fuerza o validez, establecida en reunin conjunta entre las partes.

4. Descripcin del Sistema de Proteccin Catdica

El Sistema de Proteccin Catdica por Corriente Impresa diseado durante el Desarrollo de la ingeniera Bsica y Detalle del Proyecto GASODUCTO SUBMARINO DRAGN-CIGMA TRAMO TERRESTRE, ser capaz de suministrar la corriente de proteccin requerida para llevar a toda la estructura enterrada a potenciales polarizados por encima de 850 mV vs. Cu/CuSO4 segn la Norma NACE SP-0169-07. El tramo enterrado comprende 3,4 Km de tubera de 36 de dimetro nominal, de material acero al carbono API 5L X65, recubierto con Resina Epxica en Polvo Fijada por Fusin (External Fusion Bonded Epoxy, FBE). Este Sistema de Proteccin Catdica con Corriente Impresa estar conformado por:4.1. Transformador / rectificador

Se dispondr de dos (02) Transformadores / rectificadores automticos del tipo modular de 100V/100A, tipo intemperie, automticos y enfriados por aire. La capacidad de corriente total disponible es de 200 A. Segn la memoria de clculo G03DC-21110-B-E-62801 se necesitan 110 A para lograr llevar a la velocidad de corrosin a valores despreciables, equivalente solo al uso del 55% de la capacidad nominal de los rectificadores para la proteccin del Gasoducto Submarino DRAGN-CIGMA Tramo Terrestre, dejando un 45% de reserva para la incorporacin de otras estructuras. En tiempos donde la resistencia del sistema aumente por efecto del incremento de la resistividad de suelo, igualmente se contar con suficiente voltaje hasta 100 V por cada rectificador, para lograr contrarrestar este efecto.

Los mdulos de cada rectificador se instalarn en paralelo, con seis (06) mdulos de salida que logran en conjunto los 100A de corriente nominal. Son fcilmente reemplazables, para el caso de necesidad de mantenimiento, teniendo en cuenta la particularidad de la aplicacin y los lugares de instalacin. La Figura No 1, muestra un equipo con mdulos integrados.

Figura No 1. Transformador / Rectificador AutomticoBsicamente cada equipo rectificador estar conformado por:

-Transformador y Mdulo Rectificador: cuya funcin ser reducir el voltaje AC de la alimentacin al voltaje de funcionamiento del sistema de proteccin catdica y el rectificador que cambiar la corriente alterna (AC) en corriente continua (DC) para la proteccin catdica.

-Mdulos Switching y Mdulo de Control Digital: Los mdulos de regulacin instalados son fuentes SWITCHING FORWARD que permiten regular el equipo a Potencial Constante, Corriente Constante Voltaje Constante sobre el terminal negativo o positivo del Sistema de Proteccin Catdica. Los Mdulos Switching son electrnicos de estado slido.

-Modulo de Telemetra (Master) o Mdulo de Control Digital: Este dispositivo, basado en un microprocesador, tiene las siguientes funciones:

-Control del Regulador Switching: Realiza las funciones de regulacin y proteccin en forma digital, almacenando los parmetros (Potencial, corriente y Voltaje). Permite la operacin del Rectificador como fuentes de Potencial Constante, Voltaje Constante o Corriente Constante, siendo estas modalidades seleccionables. Al momento del arranque del Sistema de Proteccin Catdica los valores sern determinados localmente desde un teclado colocado en el frente de la unidad remotamente por va telecomunicaciones.

-Operacin a Corriente Constante: Cuando se decida operar a corriente constante, sta puede ajustarse entre 0 y la corriente mxima (100 A) con una resolucin de 0,1 A, siendo programable el Lmite de Voltaje entre 0 y la tensin mxima del rectificador switching.

-Operacin a Voltaje Constante: Cuando se opera a voltaje constante, ste puede ajustarse entre 0 y la tensin mxima del rectificador (100 V), con una resolucin de 0,1 V, siendo programable el Lmite de Corriente entre 0 y la corriente mxima del rectificador switching.

-Operacin a Potencial Constante: Cuando se opera a potencial constante, ste puede ajustarse entre -650 mV y -3.000 mV. Para el caso del Sistema de Proteccin Catdica por corriente impresa el valor de potencial se determinar una vez encendido el rectificador y medidos los potenciales en el punto de drenaje y zonas mas alejada para poder establecer el valor de potencial constante en el equipo.

-Control de Prueba ON/OFF: el rectificador posee una funcin incorporada que le permite apagarse y encenderse en intervalos que pueden ser especificados en el panel de control. Esto permite realizar pruebas ON/OFF para la medicin de potenciales sin necesidad del uso de un interruptor externo de corriente externo.

Los rectificadores podrn ser activados de forma automtica a travs del sistema de control remoto y de forma manual en el mismo equipo. 4.2. Lecho de nodos

Dos (02) lechos horizontales perpendiculares al Gasoducto conformados por diez (10) nodos cada uno. Cada nodo tipo tubular de MMO (xidos de Metales Mezclados) ser instalado verticalmente, con capacidad de drenaje de 10A, lo que se traduce en 100A de la capacidad disponible total para cada lecho, ver Fig. N 2.

Figura N 2. nodo Tubular MMO (xidos de Metales Mezclados)Cada nodo ser instalado con su relleno de coque calcinado de petrleo, centralizadores y tubo de venteo a la profundidad especificada (10 m).

Deber regularse el sistema con una salida mxima de corriente de 7A por nodo, es decir considerando un 70% de su capacidad. Para lograr el balance de salida de cada nodo se debern realizar mediciones de voltaje en cada uno de los Shunt instalados en las cajas de distribucin de positivos, utilizando un multmetro porttil. El valor resultante de voltaje debe ser convertido a corriente segn el factor del dispositivo o Shunt especificado en este caso: 10 A/ 50mV. 4.3. Cajas de Distribucin, Monitoreo e Interconexin Dos (02) Cajas de Distribucin de Positivos para conexin de 10 nodos cada una y dos (02) de Negativos para conexin de cable principal de retorno (ctodo) y cable auxiliar de retorno con sus respectivos accesorios y con reserva suficiente para la conexin a futuro de otras estructuras. Todas segn la especificacin NEMA 4X.

El uso de siete (07) Cajas para puntos de medicin o monitoreo cada 500 m sobre el Gasoducto permitirn la evaluacin puntual de los niveles de proteccin catdica, sin embargo deber coordinarse la ejecucin de mediciones de potenciales a paso a paso o intervalos cortos que permitan establecer el perfil de potencial a lo largo de todo el recorrido.

En la zona cercana a la Estacin PAGMI el Gasoducto Submarino DRAGON CIGMA Tramo Terrestre se encontrar en su recorrido enterrado con un Gasoducto del Proyecto SINORGAS que generar un rea de posible interferencia catdica entre ambos Gasoductos en el punto de cruce, por lo que ser necesario como medida de prevencin la interconexin de estas estructuras, a travs de cables soldados a las tuberas y conectados a una caja en superficie que permita adems de la interconexin, regular el paso de corriente a travs de un puente de unin compuesto por una resistencia variable.

4.4. Sistema de Aislamiento en BridasLos sistemas de aislamiento elctrico (kit de aislamiento) instalados en las bridas ubicadas en ambos extremos del Gasoducto Submarino DRAGON CIGMA Tramo Terrestre, como se indica en el Plano de Disposicin de Equipos N. G03DC-21110-B-E-31701, evitaran la fuga de corriente hacia otras estructuras, adems de ayudar a optimizar el uso de la corriente en el sistema. Estarn conformados por mangos, arandelas y empacaduras de material dielctrico. Las empacaduras debern aislar elctricamente las estructuras metlicas y asegurar el sello hermtico a la unin de las mismas. La Figura N 3, muestra el lugar de instalacin de los kits de aislamiento en el Gasoducto.

El Kits de Aislamiento de 36 es del Tipo VCS, con manguito y dos arandelas de 1/8. Ncleo de acero inoxidable SS A-316L, laminado con resina epoxica y reforzada con fibra de vidrio Grado NEMA G-10, sello de tefln reforzado internamente con espiral de acero inoxidable.

Figura No 3. Ubicacin de Bridas, para instalacin de Kits de Aislamiento5. Filosofa de operacin DEL SISTEMA DE PROTECCIN CATDICA

La operacin del Sistema de Proteccin Catdica se realizar considerando los siguientes aspectos:

Seguridad para las instalaciones y personas que operan el Sistema.

Confiabilidad para garantizar continuidad de servicios en caso de mantenimiento o contingencia.

Simplicidad en la operacin.

Facilidad para el mantenimiento.

Normalizacin de equipos.

Flexibilidad para crecimiento de futuras instalaciones.

Posibles problemas de interferencia, ya que en los Corredores Sur 2 y Este 2, se ha previsto espacio para la instalacin de seis (06) gasoductos futuros en la trayectoria del Gasoducto DRAGON-CIGMA tramo terrestre y otras lneas de servicios. En el caso del cruce con el Gasoducto SINORGAS se considerara la interconexin en esta ingeniera.

La disposicin de los elementos que conforman el Sistema de Proteccin Catdica (lecho de nodos, rectificadores, cajas de distribucin, monitoreo, interconexin y cables) deber realizarse en lugares donde sea mnima la posibilidad de que sufran daos fsicos e interfieran con el proceso. Adicionalmente se debern garantizar las facilidades de acceso que permitan las labores de operatividad y mantenimiento de los mismos.

Para que el Sistema de Proteccin por Corriente Impresa sea eficiente y efectivo, ste deber proveer una corriente elctrica suficiente, y una distribucin uniforme de la misma en la estructura a proteger.5.1. Criterios de Operacin

El Sistema de Proteccin Catdica para el Gasoducto Submarino DRAGN-CIGMA, operar siguiendo algunos criterios que permitan garantizar y monitorear su efectividad, desde el punto de control de corrosin segn los potenciales alcanzados.

-La salida de corriente de cada rectificador deber ser igualmente regulada al valor total requerido en funcin de los valores de potencial polarizados alcanzados a lo largo de toda la estructura. -En los puntos ms alejados de los lechos de nodos se deber garantizar alcanzar el potencial polarizado de 850 mV vs Cu/CUSO4 segn NACE SP-0169-07. De esta forma se podr verificar el perfil de proteccin del Gasoducto a travs de mediciones de potencial a intervalos cortos o paso a paso utilizando los puntos de medicin o monitoreo instalados cada 500 m en el recorrido.

-Cada rectificador se operar preferiblemente a potencial constante, por lo que ser necesario la instalacin de una celda de referencia fija de Ag/AgCl (por la alta concentracin de cloruros del suelo) conectada en el panel del modulo maestro del equipo y al Gasoducto que permita el sensar y regular el potencial segn el set point de la salida (mnimo a -850 mV vs. Cu/CUSO4 o -800 mV vs. Ag/AgCl) basado en las mediciones efectuadas sobre la misma.

-La corriente drenada por nodo deber ser regulada a travs de cada resistencia variable ajustndola hasta alcanzar el balance del circuito, esto con el fin de evitar el desgaste selectivo de uno de los nodos y no podr exceder los 7 A, ya que mayores amperajes reducen la vida til de los mismos, adems de generar mayor cantidad de gases (O2, Cl2, entre otros) producto de las reacciones sobre el nodo que pueden afectar la integridad de los cables y del mismo nodo.

5.2. Procedimiento de Arranque Esta seccin describe el trabajo requerido para preparar cada unidad (rectificador) del Sistema de Proteccin Catdica. Tambin aplica cuando el sistema ha estado detenido por perodos mayores de 12 horas.

Previo al arranque del Sistema de Proteccin catdica, se debern realizar algunas pruebas de pre-chequeo, que incluyen: verificacin de la continuidad elctrica de los cables negativos y principales hacia el rectificador. Adems, se realizar la medicin de potenciales naturales para construir la lnea base sin proteccin catdica aplicada al Gasoducto. Es importante resaltar que, todo el entrenamiento al personal a ser involucrado en la operacin del Sistema de Proteccin Catdica debe estar completado. Personal representante y experimentado del vendedor de los equipos y sistemas crticos han de estar presente, como por ejemplo: El fabricante de los rectificadores, nodos MMO (Oxido de Metales Mezclados), etc.5.3. Pruebas de Pre-Arranque del Sistema de Proteccin CatdicaSe debern realizar mediciones de continuidad elctrica a cada uno de los cables conectados al Gasoducto y cables principales de conexin entre cajas de distribucin y el rectificador, utilizando para ello un medidor de resistencia de aislamiento (MEGGER o similar), o se podr emplear un multmetro con capacidad para medir continuidad elctrica. Se indican los pasos a seguir: Colocar el medidor en la posicin hmetro.

Conectar cada extremo del conductor o cable a verificar en cada borne del medidor.

Observar la lectura; si sta es aproximadamente cero, el conductor se considera continuo elctricamente; si la lectura es OL, el conductor posee una falla en uno o varios tramos de su extensin, si se detecta el tramo daado, se cortar y se medir continuidad nuevamente, si no es posible localizar el tramo con daos, se desechar y se reemplazar por otro conductor o cable.

Se debern medir los potenciales naturales como lo indica la Norma NACE TM-0497/02, en todos los puntos de medicin instalados a lo largo del Gasoducto Submarino Dragn-Cigma Tramo Terrestre (potenciales estructuras-suelo) antes de la puesta en marcha de Sistema de Proteccin Catdica por Corriente Impresa, para tener un valor de referencia que permita medir el cambio en el potencial estructura-suelo una vez energizado el sistema. A partir de los datos registrados se construir la grfica con la lnea base de potenciales naturales encontrados y progresivas de ubicacin de los siete (07) puntos de medicin instalados.

5.4. Puesta en Marcha del Sistema de Proteccin Catdica

Una vez instalado y conectado todo el Sistema de Proteccin Catdica se proceder con el arranque. Se encender el rectificador y se comenzar con el protocolo de prueba del Sistema. Se realizar el chequeo de la salida de corriente de cada uno de los rectificadores en los cables positivos y negativos y se comenzar con el procedimiento paso a paso de ajuste del equipo hasta lograr la estabilizacin del sistema en funcin de los potenciales de proteccin segn el criterio de -850 mV vs. CU/CuSO4 segn NACE SP-0169-07. La siguiente es una lista de las actividades que son generalmente requeridas para tal arranque:-El ajuste de cada rectificador se deber realizar en forma paulatina: es decir, mediante el incremento gradual de la salida de corriente, a tal efecto se deber seguir el siguiente procedimiento:

-Inicialmente se energizar el sistema en la posicin calculada y se medirn los valores de salida de la corriente de cada rectificador.

-Para ajustar la corriente, cuando se vare la posicin de todos los taps gruesos (todos deben estar en la misma posicin) y se grada la posicin de todos los taps finos en forma ascendente hasta obtener el voltaje de salida deseado. En caso de no obtenerse este valor, se coloca nuevamente los finos en mnimo y se procede a aumentar la posicin de todos los gruesos en una unidad; luego se vara la posicin de los finos en forma ascendente y as sucesivamente hasta alcanzar el voltaje de salida deseado.

-Una vez ajustado el TAP del rectificador para obtener el drenaje de corriente mnimo de proteccin especificado, se proceder a encender la unidad y se dejar funcionando el rectificador con ese drenaje de corriente durante un tiempo aproximado de dos (02) horas. Transcurrido este tiempo se proceder a evaluar los potenciales estructura a suelo nuevamente y se evaluar el incremento del potencial y se comparar con lo establecido en el criterio de proteccin. En caso de que los potenciales estn aun por debajo, se proceder a incrementar la salida de corriente de la unidad, hasta alcanzar los potenciales de proteccin.

-Una vez energizado y ajustado todo el Sistema de Proteccin Catdica se proceder a medir los potenciales de estructura a suelo ON/OFF en los puntos de medicin utilizando una celda de referencia de cobre sulfato de cobre (Cu/CuSO4) saturado y un multmetro de alta impedancia con sus respectivos cables para conexin, con el fin de evaluar el alcance de la proteccin para un drenaje de corriente inicial. Esto permitir determinar la corriente necesaria que cumple con los criterios de proteccin de potencial establecidos en esta especificacin.

-Utilizando el dispositivo de interrupcin de corriente incorporado en cada uno de los rectificadores y sincronizndolos a travs de su sistema de GPS, se podrn obtener lecturas de potencial ON/OFF confiables, que permitan el registro de potenciales polarizados a lo largo de todo el Gasoducto. Una vez alcanzado el valor mnimo de proteccin de -850 mV vs. Cu/CuSO4 se podr ajustar y balancear la salida de corriente de cada nodo, manteniendo el requerimiento total de corriente. La Figura No 4, muestra la conexin esquemtica para la medicin de potenciales.

Figura No 4. Esquema de medicin de potenciales.

-Se deber medir el drenaje de corriente hacia el Gasoducto a travs de los shunts 100A/50 mV, instalados en las cajas de distribucin de negativos para confirmar el retorno de la corriente del sistema hacia el rectificador. Para esto, se procede a medir el paso de corriente hacia cada estructura conectada a la caja, por lo que estos shunts debern estar debidamente identificados.

-En el caso de los nodos, se podr medir igualmente la corriente drenada a travs de los shunts instalados en las cajas de positivos, corriente total desde el rectificador hacia el lecho y finalmente se podr balancear la salida de corriente de cada nodo ajustando las resistencias variables. 6. Monitoreo y Evaluacin del sistema DE PROTECCIN CATDICA

Una vez encendido el Sistema de Proteccin Catdica y logrado la proteccin en el Gasoducto, se comenzar con el registro de datos va remota a travs de cada rectificador, complementado con la inspeccin en campo peridica para evaluar su funcionamiento y efectividad durante el tiempo de operacin, que incluyen un conjunto de pruebas y revisiones mnimas del sistema.

6.1. Monitoreo en lnea

Los dos (02) rectificadores automticos permitirn la toma de datos a travs de un software instalado en el equipo que se conecta va protocolo de comunicacin (a ser definido) y los almacena en una base de datos para su posterior control y anlisis, Figura No 5.

Figura No 5. Monitoreo en lnea de parmetros del Sistema de Proteccin Catdica

Tipo de Mensajes RemotosLos rectificadores estn programados para enviar mensajes, tales como:

-Mensaje Normal: mensaje emitido peridicamente por el equipo rectificador a una hora programada por el operador del Software por parte de PDVSA Gas. La hora de emisin puede ser cambiada remotamente. Informacin transmitida va remota por el equipo incluye:

El campo que corresponde al mensaje enviado va ON LINE, puede tomar los siguientes valores:

-Falla de energa- Corte de energa en el sistema

-Circuito abierto (corriente cero) Inyeccin a la tubera igual a 0.

-Bloqueo: Proteccin interna que se activa con una llave interna o automticamente cuando el equipo por alguna razn no est funcionando dentro de los parmetros normales.

-Tensin de salida inferior al valor mnimo - El valor del voltaje est por debajo del valor mnimo establecido.

-Corriente fuera de tolerancia (+/- 10 % del setpoint) - El valor de corriente est desviado +/- un 10% del valor establecido.

-Potencial fuera de tolerancia (+/- 10 % del setpoint) - El valor de potencial est desviado +/- un 10% del valor establecido.

-Tensin de salida superior al valor mximo: El valor del voltaje est por encima del valor mximo.

-Mensaje Excepcin: mensaje emitido cuando se produce una falla de lnea de alimentacin del equipo y la misma se mantiene por el lapso de 30 minutos. Tambin es considerado un reporte de excepcin un pedido de reporte remoto, el cual provoca que el rectificador enva un reporte inmediatamente. Informacin transmitida:

-Mensaje de informe de valores de parmetros del rectificador: mensaje que informa los valores de los parmetros del equipo, este slo es emitido cuando se enva el comando remoto correspondiente solicitando dicha informacin. Informacin transmitida por el equipo:

-Mensaje de informe de valores de parmetros del ensayo ON/OFF: mensaje que informa los valores de los parmetros para el ensayo ON/OFF del equipo, este slo es emitido cuando se enva el comando remoto correspondiente solicitando dicha informacin. Informacin transmitida por el equipo:

Cualquiera sea el mensaje que indique alguno de los problemas mencionados, se deber verificar en Campo para poder tomar las acciones correctivas que sean necesarias en cada caso.

6.2. Frecuencia de Inspeccin en CampoToda inspeccin del Sistemas de Proteccin Catdica se llevar a cabo por un personal entrenado y calificado en el rea, que deber velar y asegurar que las mediciones se hagan correctamente segn las normas y utilizando los equipos adecuados, detectando las irregularidades existentes y recomendando medidas correctivas.

La frecuencia de inspeccin en sitio recomendada segn la Norma PDVSA PI-05-02-02 es la siguiente:

-Inspeccin rutinaria del rectificador: Cada dos meses.

-Monitoreo de potenciales ONOFF, inspeccin de juntas aislantes e inspeccin completa del Sistema de Proteccin Catdica: Semestralmente.

Adems de la inspeccin en sitio del Sistema de Proteccin Catdica, los rectificadores instalados permitirn el monitoreo remoto de algunos parmetros del Sistema de Proteccin Catdica, en lnea desde una ubicacin remota, mediante el envo de respuestas a travs de mensajes en tiempo real, que permitirn detectar cualquier problema en el sistema y as poder tomar acciones a menor tiempo de respuesta.6.3. Inspeccin del Sistema de Proteccin en Campo

A pesar de que este utiliza la tecnologa de monitoreo remoto, sigue siendo necesario recoger los datos en campo para asegurar que el Sistema de Proteccin Catdica funciona correctamente y suministra la proteccin adecuada a la estructura. Las mediciones de campo representarn una parte muy importante en el monitoreo del Sistema de Control de la corrosin. La evaluacin en campo contempla mediciones elctricas e inspecciones generales, segn NACE TM-0497/02. Measurement Techniques Related to Criteria for Cathodic Protection on Underground or Submerged Metallic Piping Systems y PDVSA PI-05-02-02, Procedimiento de Inspeccin, Proteccin Catdica por Corriente Impresa (Fase de Operacin), con el fin de determinar el nivel de proteccin catdica alcanzada de acuerdo con los criterios aplicables, y que cada parte del sistema est funcionando correctamente; tenindose sumo cuidado al seleccionar la ubicacin, el nmero y el tipo de mediciones elctricas usadas. Se debern incluir los siguientes tipos de mediciones:

6.3.1 Inspeccin Visual de componentes del Sistema

Contempla la revisin y evaluacin de los componentes internos y externos que conforman el circuito del rectificador, inspeccin visual de las condiciones fsicas de las cajas de distribucin de negativos y positivos, la medicin de corriente drenada por los nodos y la corriente de retorno del Gasoducto.

6.3.2 Tensin y corriente de CC-Colocar el multmetro digital en la funcin de voltaje CC. El equipo de medicin deber ser ajustado para manejar la carga nominal de salida del rectificador.

-Conectar el extremo positivo del medidor en el terminal positivo del rectificador y el extremo negativo al terminal negativo del mismo.

-Comparar la lectura tomada con la mostrada por el voltmetro del rectificador.

Medicin de corriente de salida CC-Colocar el multmetro en la funcin de voltaje CC.

-Conectar cada punta de prueba a cada extremo del shunt.

-Ver la relacin de calibracin voltajeamperaje en el shunt.

-Con el valor de voltaje obtenido del shunt (mV), realizar la operacin matemtica dependiendo de la calibracin que indique el shunt (A/mV) viceversa.

-Para garantizar la confiabilidad de la calibracin del shunt, se recomienda medir la corriente de salida del rectificador con un ampermetro de tenaza.

-Comparar los valores anteriores con el que muestra el ampermetro del rectificador.

Los valores de voltaje y corriente medidos a la salida del rectificador debern estar dentro de la capacidad nominal del rectificador; si no es as, se debe desenergizar el rectificador y ajustar los selectores del transformador (taps).

6.3.3 Medicin de Potencial polarizado estructura-suelo

Se realiza de la misma manera como se explic en el punto 5.3 para la medicin de potenciales ON/OFF. Potenciales por debajo del criterio de 850 mV vs. Cu/CUSO4 indicarn que el sistema debe ser ajustado, bien sea aumentado la corriente o el voltaje para vencer la resistencia del circuito.

-Sincronizar los interruptores en cada rectificador simultneamente con una relacin ONOFF de 3:1 (se recomienda 12 segundos en ON y 4 segundos en OFF) y dejarlos encendidos hasta culminar las pruebas.

-Colocar la celda de referencia en contacto con el electrolito, en el punto de medicin. Conectar el cable del electrodo en el terminal negativo del multmetro, ste debe estar colocado en la posicin de voltaje CC.

-Conectar el terminal positivo del voltmetro en el punto de contacto de la tubera.

-Registrar los potenciales ONOFF.

-Desconectar los interruptores de corriente.

-Energizar nuevamente los rectificadores y llevarlos a sus condiciones originales de operacin.

6.3.4 Medicin de drenaje de corriente de los nodos MMO

Medir el voltaje en los shunts de los cables de cada nodo en las cajas de distribucin de positivos, y calcular mediante la relacin de calibracin de cada uno de ellos la corriente drenada por cada nodo MMO. Esta actividad tambin puede hacerse con un ampermetro de tenaza para corriente directa.

6.3.5 Prueba de Juntas Aislantes

La resistencia entre cada lado de la brida se deber medir, con el fin de verificar si existe, o no, continuidad elctrica. Esta actividad debe ejecutarse simultneamente con la medicin de potenciales, en los sitios debidamente identificados de ubicacin de kits de aislamientos, como se mencion en el punto 4.4. Durante la inspeccin se deber tomar en cuenta la existencia de condiciones que pudiesen generar continuidad elctrica, tales como pinturas con contenido metlico (aluminio o cinc).

-Colocar el multmetro digital en la funcin de hmetro.

-Colocar cada una de las puntas de prueba del multmetro en cada cara de la brida o en ambos lados de la junta monoltica, segn aplique.

-Si el instrumento registra una lectura en el orden de los ohmios o miliohmios, la junta aislante presenta una ruptura y se debe medir continuidad en cada esprrago en ambas caras de la brida.

-En caso que la junta aislante presente continuidad, se debe verificar el accesorio con un medidor de aislamiento por radiofrecuencia.

6.3.6 Registro de Datos de inspeccinLos resultados de inspeccin sern registrados en los formatos anexos de la Norma PDVSA PI-05-02-02 para Sistemas de Proteccin Catdica por Corriente Impresa:

-B.1 SISTEMAS DE PROTECCIN CATDICA POR CORRIENTE IMPRESA

-B.2 LEVANTAMIENTO DE POTENCIALES

-B.3 JUNTAS AISLANTES7. INCORPORACIN DE NUEVAS ESTRUCTURASSe tiene previsto la instalacin de otras estructuras en los corredores SUR 2 y ESTE 2, dentro de las cuales se encuentran Gasoductos (Mejillones, Plataforma Deltana, Golfo de Paria), lneas de servicio, Gasoducto de Servicio a Mercado Interno, Cable de alta tensin, cuya integridad puede verse afectada por la presencia de corrientes vagabundas originadas por el Sistema de Proteccin Catdica del Gasoducto Submarino DRAGN-CIGMA Tramo Terrestre o por el contrario afectar al efectividad de la proteccin alcanzada.

Las lneas de corrientes generadas por los nodos MMO en suelo, pueden llegar a penetrar en las zonas de daos del recubrimiento de las lneas de servicio o de otros Gasoductos enterrados provocando la falla temprana (perforacin localizada) caracterizada por puntos de corrosin limpios en el rea de salida o retorno de corriente hacia el Sistema de Proteccin Catdica del Gasoducto DRAGON-CIGMA, lo que se conoce como interferencia catdica. En los puntos de entrada de corrientes parasitas se observar un cambio en los potenciales que reflejar la proteccin aparente de la estructura, sin embargo en el punto de retorno los potenciales caern a valores que indicarn el desarrollo de un proceso corrosivo acelerado provocado por salida de corriente. Generalmente, la zona de salida de corriente ser el punto ms cercano entre ambas estructuras, como por ejemplo en los puntos de cruce, por lo que se deber tener especial cuidado en estas zonas. La Figura No 6 muestra este fenmeno de proteccin aparente y problema en zona de retorno.

Figura No 6. Esquema de Interferencia en estructura vecina a DRAGON CIGMA.

Otro escenario que debe ser cuidadosamente evaluado es la presencia de otros Sistemas de Proteccin Catdica, por lo que ser muy importante evaluar el efecto de estos Sistemas con respecto a la proteccin catdica del DRAGON CIGMA y viceversa, as como se muestra en la Figura N 7. Ya que igualmente se pueden originar problemas de interferencia andica entre lechos de nodos que puedan llegar a causar inclusive zonas de sobre proteccin en el Gasoducto DRAGN CIGMA causando desprendimiento catdico del recubrimiento en el peor de los casos.

Figura No 7. Interferencia con otros Sistemas de Proteccin catdicaUna de las alternativas y generalmente la mejor opcin para prevenir los efectos de interferencia sobre las nuevos Gasoductos, lneas de servicio y el mismo Gasoducto DRAGN CIGMA, ser la interconexin elctrica, la cual permitir convertir todo; en una solo estructura a proteger con el Sistema de Proteccin Catdica especificado en este proyecto.

La interconexin elctrica se har entre el Gasoducto DRAGN CIGMA y las nuevas estructuras a incluir en el Sistema de Proteccin Catdica, a travs de cables conectados en una caja de interconexin a travs de shunt para permitir medir la magnitud y la direccin del flujo de corriente, ver Figura N 8. Para la incorporacin de nuevos Gasoductos o lneas de servicio al Sistema de Proteccin Catdica, se podrn utilizar puentes de unin con resistencias variables en cajas de interconexin, que permitan adems, regular la corriente drenada a cada estructura segn las condiciones particulares de cada uno.

Figura No 8. Interconexin elctrica entre GASODUCTOS.

En el caso de cables de alta tensin enterrados habr que evaluar el efecto sobre el Gasoducto Submarino DRAGON CIGMA tramo terrestre y otras estructuras, especficamente en lo que se refiere a la induccin de voltaje de corriente alterna, por lo que ser necesario la instalacin de celdas de polarizacin o uso de nodos galvnicos que drenen estas corrientes inducidas hacia tierra previniendo la corrosin de las estructuras por efecto de corrientes CA. Posterior a su instalacin habr que evaluar este efecto midiendo potenciales en todas las estructuras que puedan estar interferidas.

El Sistema de Proteccin Catdica para el Gasoducto DRAGN CIGMA Tramo Terrestre est diseado con suficiente reserva para poder incluir algunas estructuras nuevas a futuro, tanto en la corriente disponible por lecho andico como en las capacidades nominales de corriente y tensin de cada rectificador. Sin embargo, se debern desarrollar nuevas ingenieras que permitan establecer las estrategias de interconexin, operacin del Sistema y monitoreo. Adicionalmente, los nodos sern instalados a una profundidad de 8 a 10 m, suficiente, para garantizar la llegada de corriente de proteccin a pesar de la existencia de otras estructuras.

Todo esto indica que siempre la mejor opcin a considerar ser proteger todo con un solo Sistema de Proteccin Catdica.7.1. Interconexin con Tuberas SINORGAS (Sistema Nororiental de Gas)

El Gasoducto Submarino DRAGON CIGMA Tramo Terrestre cruzar en su recorrido con las tuberas del Proyecto SINORGAS en el rea cercana a la Estacin PAGMI como se observa en la Figura No 9, por lo que ser necesario contemplar en esta ingeniera la interconexin de ambas estructuras. Para esto ser necesario determinar la estrategia de interconexin, que puede incluir la conexin entre cables a travs de una caja en superficie que involucrara el aumento de los requerimientos de corriente del Sistema de Proteccin Catdica o por el contrario la interconexin con restriccin al paso de corriente a travs de una resistencia variable graduada en rangos suficientemente elevados que no incrementen la corriente de proteccin pero que mantengan la interconexin elctrica.

Figura No 9. Detalle (Planta) Salida de Tuberas de la planta PAGMI (parcela C30-200) Corredor SUR 2. 7.2. Capacidad de Incremento del Sistema de Proteccin Catdica

Se podr aumentar a futuro la cantidad de nodos por lecho (Figura No 10) para poder cumplir con mayores requerimientos de corriente de proteccin debido a la interconexin de nuevos gasoductos en el sistema, siempre y cuando stos no excedan los lmites nominales de cada rectificador, en este caso 100V y 100A, siguiendo criterios y premisas que eviten algn efecto negativo sobre el desempeo del sistema original. Se deber calcular nuevamente la resistencia total del sistema, rea total a proteger y corriente requerida, posibilidad de interconexin entre estructuras, entre otros parmetros.

La incorporacin de nuevos nodos al Sistema de Proteccin Catdica propuesto, podr realizarse respetando, las cotas de separacin mnima entre nodos (7,5 m), alineacin del lecho, profundidades y materiales, a fin de prevenir cualquier efecto de interferencia andica producto de los campos equipotenciales que se generan alrededor de cada nodo. La Figura No 10, muestra esquemticamente la adicin de nuevos nodos al sistema.

Figura No 10. Aumento de la cantidad de nodos a futuro para mayores demandas de corriente

De la misma manera, se podrn adicionar nuevos mdulos para incrementar la capacidad de salida de corriente, ya que los rectificadores especificados cuentan con posibilidades de expansin a mltiples equipos de forma tal de disponer un nmero elevado de salidas o, instalando equipos y salidas en paralelo y/o configurar equipos de alta corriente de salida, as como otros equipos transformadores/ rectificadores totalmente independientes.

8. PROBLEMAS FRECUENTES Y RESOLUCINUn buen programa de mantenimiento puede detectar fallas potenciales del rectificador antes de que ocurran, permitiendo realizar reparaciones antes de sacarlo de servicio. Sin embargo, an con el mejor programa de mantenimiento, ocurren fallas. Las tcnicas bsicas paso-a-paso de resolucin de problemas (troubleshooting) pueden por lo general determinar la causa de la salida de servicio.Al revisar el drenaje del rectificador rutinariamente, hay cuatro sntomas bsicos que requieren investigacin: -Corriente y voltaje cero. -Corriente cero sin cambios en el voltaje. -Cambios significativos en la corriente sin cambios en el voltaje.

-Cambios significativos tanto en el voltaje como en la corriente.

Corriente y Voltaje Cero:

-En el caso de que tanto la corriente como el voltaje sean cero, o bien no hay energa en la unidad o bien existe un circuito abierto dentro del rectificador. -Primero, hay que determinar el voltaje de entrada CA. Si no lo hay, el problema es externo al rectificador. -Si hay voltaje CA en los terminales de entrada, hay un circuito abierto dentro del rectificador. Sin embargo, el circuito abierto puede deberse a una falla del interruptor de entrada del rectificador.

-El componente que causa el circuito abierto puede localizarse si se tiene en cuenta que el voltaje del rectificador debe existir a travs del mismo. Si se determina que el interruptor de la alimentacin ha fallado, por una elevada corriente o sobrecarga. Esta corriente elevada puede haber sido un problema temporal, tal vez un rayo, o un cortocircuito permanente. La mejor manera de proceder en este caso es reducir el sistema de regulacin de voltaje a un nivel bajo y volver a enganchar la llave trmica. Si esta no falla ahora, probablemente el problema haya sido temporal y se puede restablecer por completo el voltaje de salida. Si se repitiera la falla del interruptor, esto indica un cortocircuito permanente.

Para determinar si el corto es externo al rectificador, se desconecta uno de los cables de salida CC y se vuelve a conectar el interruptor de la alimentacin. Si el corto es externo, el interruptor no volver a saltar. Si el corto es interno, el interruptor volver a fallar. A continuacin, lo mejor es individualizar el problema a una determinada seccin del rectificador, comenzando con los terminales de entrada y agregando de a un componente por vez hasta que el interruptor vuelva a fallar. El cortocircuito debe ser el ltimo componente incorporado antes de que el interruptor haya fallado. Por ejemplo, se puede conectar el transformador con las conexiones para el ajuste de la tensin desconectadas.

La Figura No 11, muestra la secuencia para localizar un cortocircuito en el Sistema.

Figura No 11. Ruta para detectar problemas de corto en el rectificador.

Corriente Cero sin Cambios en el Voltaje

Si el voltaje de corriente continua (CC) de salida del rectificador permanece relativamente inalterado pero la salida de corriente es cero, es porque existe un circuito abierto, que puede estar causado por:

-Un fusible abierto en el circuito de salida

-Un cable abierto (positivo o negativo)

-Una falla en el nodo de MMO

Si se encuentra un fusible abierto en el circuito de salida, es porque existe (o ha existido) un corto en el circuito.

Cambios Significativos en la Corriente sin Cambios en el Voltaje

Si la salida de corriente continua cambia significativamente sin cambios en el voltaje de salida, es porque ha cambiado la resistencia del circuito. -Si la corriente ha aumentado, la resistencia ha disminuido. Esto puede deberse a agregados al sistema, cortos a otras estructuras enterradas, o grandes daos en el revestimiento. -Si la salida de corriente disminuye sensiblemente, la resistencia ha aumentado. Algunas causas posibles incluyen instalacin de aislantes sobre la lnea, deterioro del dispersor, discontinuidad debida a la desconexin de algn componente del sistema, o bloqueo de gases. Las variaciones estacionales de las condiciones del suelo, como sequas o congelamiento, tambin pueden aumentar la resistencia en el circuito.

Cambios Significativos tanto en el Voltaje como en la Corriente

A veces disminuyen sensiblemente tanto el voltaje como la corriente de salida. Si disminuyen aproximadamente a la mitad de sus valores normales, la causa ms probable es la falla parcial de las placas rectificadoras (solamente media onda rectificada). Si las placas rectificadoras estn funcionando normalmente, debe verificarse que nos haya cortos en los arrollamientos de los bobinados.9. Seguridad

La seguridad en el trabajo es de mayor importancia. En esta seccin se analizan varios riesgos asociados a las actividades de Mantenimiento del Sistema de Proteccin Catdica por Corriente Impresa.

Elctricos

Este peligro invisible est casi siempre presente, por lo que se deben tomar varias precauciones.

Mediciones de potencial de Proteccin Catdica

Existe siempre la posibilidad de encontrar potenciales peligrosos al realizar mediciones de proteccin catdica. A continuacin algunas precauciones:

-El potencial a medir puede ser peligroso. Durante las mediciones no debe hacerse contacto con el circuito de medicin hasta determinar que su potencial es seguro.

-Si puede haber corriente alterna presente, medir primero el voltaje de alterno (CA). En los casos en que una estructura o un cable corre paralelo a circuitos de transmisin de energa elctrica, pueden encontrarse potenciales de corriente alterna significativos. Los potenciales de corriente alterna peligrosos pueden encontrarse en una estructura por induccin, corrientes que retornan por la tierra, o por corrientes de falla.

Siempre debe medirse el potencial de corriente alterna de una estructura si existe la posibilidad de encontrar potenciales peligrosos. Evite hacer contacto fsico directo con el circuito de medicin, conecte un multmetro para medir los potenciales de corriente alterna entre la estructura y una celda de referencia de cobre-sulfato de cobre (CU/CUSO4) en contacto con la tierra u otra base de baja resistencia. Si se mide un potencial de corriente alterna de ms de 15 voltios CA, la estructura se considera peligrosa, y deben tomarse los pasos necesarios para reducir el nivel peligroso del potencial. Si se determina que los potenciales son inferiores a los 15 voltios, no es necesario hacer nada en especial.

-Evite realizar mediciones durante tormentas elctricas, ya que pueden inducirse voltajes peligrosos en las estructuras debido a las descargas, aunque sean lejanas.

-Al trabajar cerca de lneas de transmisin elctrica, tener cuidado o, al medir a travs de kits de aislamientos, use una sola mano para realizar conexiones con cables y conectores aislados.

-Tener cuidado al verificar o reparar rectificadores y otras fuentes de energa; deben ser apagadas antes de separar y/o trabajar con los componentes del circuito.

Recubrimiento de MMO

Ncleo de titanio

Cable del nodo

DA

lA

S-GC-SIYC-IN-G-FO-15

REVISIN N: 0

EMISIN: OCT / 2006

ELABORADO / REVISADO POR CONSULTORA:APROBADO POR CONSULTORA:REVISADO / APROBADO POR PDVSA:

FIRMA:FIRMA:FIRMA:

NOMBRE: Iren Bolvar / Ramn GuaidoNOMBRE: Hctor Chirinos NOMBRE: O. Santos / C. Delmoral

S-GC-SIYC-IN-G-FO-15

REVISIN N: 0

EMISIN: OCT / 2006

_1262024689.doc

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_1262024688.doc