informe caño espiralado 17-02-2011- lanzillotti

Estudio de Aptitud para el Servicio del Gasoducto 2504

Febrero 2011

Dirección Técnica de Distribución de Gas – Gas Natural SDG Pagina 1 de 28

.

ÍNDICE

OBJETO 3

RESUMEN 3

INTRODUCCIÓN 4

Características de la tubería 4

Antecedente de falla en Metrogas 6

PLAN DE TRABAJO 6

ANTECEDENTES 6

Estudios realizados por Metrogas 6

Estudio integridad Gas Natural BAN 9

HIPÓTESIS INICIAL 9

ESTUDIO DE APTITUD 10

Generalidades 10

Características generales del gasoducto bajo análisis 10

Dimensiones 10

Las características mecánicas. 10

Variable de interés 11

Presiones de operación 12

Fundamento de la base de cálculo 13

Ensayos y determinaciones realizadas 14

Fuga o rotura 14

Propagación en caso rotura. 16

Conclusiones 18

ESTUDIO DE INTEGRIDAD (VER ANEXO VII) 19

Conclusiones 20


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ACTIVIDADES DE MITIGACIÓN 20

DICTAMEN TÉCNICO 20

ANEXO I. INFORME CITEFA SOBRE CAÑERÍA. TRAMO CROVARA – CAMPO DE MAYO. 22

ANEXO II. ANÁLISIS DE LAS CAUSAS DE FALLA EN B° 9 DE ABRIL. METROGAS 24” LA MATANZA -LLAVALLOL 23

ANEXO III. ANÁLISIS MEDIDAS DE MITIGACION, TRAMO LA MATANZA –LLAVALLOL, METROGAS 24

ANEXO IV. STRUCTURAL REALIBILITY ANALYSIS OF SPIRAL WELD DEFECTS IN METROGAS PIPELINE SECTION X, LLAVALLOL TO LA MATANZA 25

ANEXO V. INFORME INTEGRIDAD GIE - GAS NATURAL BAN 26

ANEXO VI. INFORME DE APTITUD 27

ANEXO VII. INFORME DE INTEGRIDAD 28


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Objeto Analizar la aptitud para el servicio del Gasoducto 2504 – Campo de Mayo – La Matanza. Tramo: Calle El Pindo e/ rotonda Ruta 21 y calle El Carpincho – Ciudad Evita.

Resumen El gasoducto 2504 en un conducto de unos 50 años de antigüedad que atraviesa las zonas de distribución de Metrogas y de Gas Natural BAN. El mismo está constituido por tramos de tubos de diferentes características, consistiendo uno de ellos en un conducto con soldadura longitudinal helicoidal con falta de penetración (defecto de fabricación). En la fabricación de este conducto fueron soldadas chapas para lograr la longitud de la tubería. Vale decir que las uniones de estas chapas con la costura longitudinal se encuentran a 90°. De modo que podemos resumirlo como conducto de soldadura helicoidal y chapa discontinua. De ahora en más lo identificaremos como Helicoidal Discontinuo. El 17 de agosto de 2007 se produjo, en la zona de Metrogas, una rotura en una soldadura helicoidal longitudinal en un conducto Helicoidal Discontinuo. Los estudios realizados por Metrogas mostraron que la tubería estaba en perfecto estado de mantenimiento en lo referente a la corrosión interna y externa y concluyó que la falla se produjo por el defecto de fabricación indicado con el agregado necesario de alguna carga externa anormal no identificada. También concluye que no se produjo efecto de fatiga. Con el objeto de analizar la situación del tramo de gasoducto existente en nuestra zona de distribución se realizaron pozos de sondeo, detectándose un tramo de conducto Helicoidal Discontinuo con falta de penetración, característica que se observa desde el interior de la tubería como una hendidura a lo largo de todo el helicoide. Esta tubería presenta la misma característica constructiva que la detectada en el tramo que fallara en la zona de distribución de Metrogas. En el presente informe se destalla todo lo actuado con el objeto de determinar si las características de esta tubería (Helicoidal Discontinua) y el nivel de presiones a las que trabaja comprometen la seguridad con la que deben manejarse estas instalaciones. Para ello de desarrolló un plan de trabajo consistente en:

Recopilación de antecedentes del conducto, incluyendo los estudios realizados por Metrogas.

Elaboración de un estudio de aptitud técnica Elaboración estudio de integridad


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Determinación actividades de mitigación necesarias Para ello se realizaron ensayos de campo y de laboratorio y se determinó la posibilidad de ocurrencia de falla, ya sea en modo de fuga o de rotura, incluyendo en el análisis la posibilidad de que un daño de tercero provoque una rotura, determinando si esta se extendería en forma inestable o por el contrario se limitaría a la zona del daño producido. Los cálculos para todas estas determinaciones se realizaron siguiendo los criterios y fórmulas empleadas en forma generalizada en la industria del gas, desarrollados por el AGA, el Batelle Laboratory y verificando el cumplimiento de la ASME B-31.8

Como se puede observar detalladamente en el desarrollo del informe, a las presiones históricas de utilización de la tubería, las características del material de la misma muestran la imposibilidad de una rotura como consecuencia de la entalla producida por la falta de penetración de la soldadura helicoidal. Para producirse una falla por este defecto el mismo debería comprometer más del 80 % del espesor de la tubería, no habiéndose detectado hendiduras que alcancen el 20% del espesor. Se destaca que las pruebas hidráulicas que llevaron a la rotura a muestras de tubería extraídas del gasoducto presentaron fallas por encima de la tensión de fluencia, y casi al valor de la tensión de flujo, tres veces por encima de la de trabajo. Para la elaboración de los estudios que nos permiten asegurar lo expresado anteriormente, se ha trabajado con valores de SMYS conservativos. Restan otras determinaciones para ajustar estos valores y los de tenacidad del material. Los mismos están siendo objeto de estudio en las instalaciones de CITEFA, previéndose su finalización para marzo de 2011. Por lo expuesto se concluye que la cañería puede operar en forma segura con una tensión de hasta el 40% de la SMYS. Se tomarán las siguientes medidas de mitigación para evitar la aparición de cargas externas anormales:

Recorrido de inspección cuatrimestrales (vigilancia de red)

Control de fugas en forma semestral

Reforzar la señalización del gasoducto

Introducción Características de la tubería El gasoducto 2504 es un conducto de 24” que opera a una presión nominal de 22 bar y atraviesa las zonas de distribución de Gas Natural BAN y de Metrogas,


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ingresando a nuestra red de distribución a través del puente de medición de la Matanza.

Figura 1

En nuestra zona de distribución transcurre en clase de trazado 2, 3 y 4. Fue construido por la ex Gas del Estado en el año 1962. En el mismo se han identificado 4 tipos de caños.

1) Helicoidal continuo 2) Helicoidal discontinuo 3) Longitudinal normal 4) Longitudinal extrapesado.

El helicoidal discontinuo está conformado con chapas soldadas para lograr la longitud estándar, de manera que a la costura helicoidal longitudinal se le agrega otra a 90° transversal, resultado de la unión de las distintas chapas que conforman la cañería.


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Antecedente de falla en Metrogas En un tramo correspondiente a Metrogas, el 17 de agosto de 2007 se produjo una rotura en la zona de soldadura longitudinal helicoidal en una parte de la tubería correspondiente al tipo de caño “helicoidal discontinuo”. Consecuencia de este accidente Metrogas resolvió reducir la presión de operación a 12 bar, luego a 6 bar y finalmente reemplazar la tubería. Considerando que el tramo existente en nuestra red de distribución es continuación del correspondiente de Metrogas, el objeto del presente trabajo consistió en analizar la tubería en cuestión para resolver si era posible continuar con la operación de la misma y bajo que condiciones. Cabe destacar que en la zona de distribución de Gas Natural BAN no se detectó cañería helicoidal discontinua en el tramo Crovara – Campo de Mayo. Los ensayos realizados muestran que esta zona está constituida con un material que cumple con exceso un API5L X46. Esto puede observarse en el informe del Anexo I.

Plan de trabajo Para lograr el objeto descripto se definió un plan de trabajo consistente en:

1) Determinación de antecedentes

a. Estudios realizados por Metrogas b. Historial de integridad Gas Natural BAN c. Estudio CITEFA sobre cañería tramo CROVARA – CAMPO DE

MAYO.

2) Hipótesis Inicial 3) Estudio de aptitud

4) Estudio de integridad

5) Operación y Mantenimiento. Tareas de mitigación

6) Dictamen técnico

Antecedentes Estudios realizados por Metrogas


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A continuación se transcriben conclusiones y parte de los informes elaborados por Metrogas con referencia a la rotura producida el 17 de agosto de 2007. La relación es a título informativo y no implica conformidad con lo indicado. 17-08-2007: Se produce una falla en el ramal de 24” operado por Metrogas

en le tramo 10 (La Matanza – Lavallol). El incidente se manifestó en la rotura de un tramo del ramal sobre la soldadura helicoidal, de arco simple con aporte solo del exterior, en la parte superior del caño.

Figura 2

Características del tramo donde se produjo la falla:

o Tipo de cañería: con soldadura helicoidal SAW con chapa discontinua o Diámetro 24” o Fecha de construcción: 1962 o Espesor: 6,7mm o Material: API 5L X46 (según resultados de los ensayos realizados) o Presión de operación: 22 bar o Tipo de línea: Transmisión o Tapada: 1,3 m aproximadamente. o Cantidad de válvulas de bloqueo: 2 en extremos o Cantidad de válvulas de servicio: 6 o Válvula de bloqueo semi troncal: 2 o Revestimiento: Asfáltico o Protección anticorrosiva: posee un sistema de protección catódica o Inspecciones en operación: 2004 CIS y DCVG


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En el análisis de las causas elaborado por Metrogas se indica que: o El evento ocurrió sobre la soldadura del tipo helicoidal en un sector

donde ésta presentaba en la raíz una serie de fisuras, asociadas al proceso de fabricación de la cañería. La presencia de estos defectos, asociados a las pobres propiedades fractomecánicas de la soldadura y probables esfuerzos axiales sobre el tramo crearon las condiciones para la falla.

o Además:

Sobre las superficies no se observaron defectos volumétricos severos

ni depósitos asociados a corrosión. El revestimiento en la zona alejada a la falla se encontraba en buen estado.

No se detectaron deformaciones plásticas macroscópicas, solo

aquellas originadas durante el proceso de desmontaje del caño.

En algunos sectores, a partir de este defecto se generó fisuración en caliente, durante la solidificación de la soldadura.

El material base cumple holgadamente los requisitos API 5L X46, con

muy bajo contenido de Carbono. La soldadura presenta muy baja tenacidad, muy inferior a la de los

materiales utilizado en la actualidad. Se realizaron mediciones de tensiones residuales sobre la soldadura.

La tensión residual transversal a la soldadura es del orden del 50% de la fluencia del material base.

No hay indicaciones de propagación de fisura por fatiga, la falla no fue

provocada por este mecanismo. Los defectos preexistentes sobrevivieron la prueba hidráulica

preoperacional. Rompieron en servicio debido a un aumento de la tensión longitudinal, por efecto de cargas externas.

Ver informe en Anexo II 12-02-2008: Metrogas informa al ENARGAS sobre un plan de acción como

consecuencia del informe de investigación de averías, consistente en:

o Reducción de la presión de operación. De 22 a 12 bar o Verificaciones directas sobre el tramo para definir acciones futuras

Ver informe en Anexo III


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16-07-2009: Como resultado de las evaluaciones directas GL Industrial Services UK Ltd (GL) realiza, por indicación de Metrogas, un Análisis de Confiabilidad Estructural para determinar la probabilidad de falla del gasoducto en cuestión. Las conclusiones principales de este estudio son:

o La causa raíz de la falla consistió en un defecto en la soldadura

espiralada del caño. o Considerando que este defecto no es función del tiempo, y que esta

tubería opera desde 1962 sin fallas, se asume que una carga anormal debe haber sido aplicada para producir la ruptura

o Considerando que podría repetirse esta carga anormal, recomienda reducir la presión de operación a 6 bar.

Ver informe en Anexo IV Estudio integridad Gas Natural BAN En mayo de 2009 se realizó un estudio de integridad del gasoducto 25-04 en el tramo Calle El Pindo e/ rotonda Ruta 21 y Calle El Carpincho – Ciudad Evita. Como resultado del estudio se concluyó que el tramo analizado se encontraba protegido catódicamente, que la integridad del revestimiento era aceptable y que en los lugares explorados no se detectaron procesos corrosivos, así como tampoco alguna irregularidad que podría representar algún grado de criticidad y que pudiera afectar la integridad del conducto Ver informe en Anexo V

Hipótesis Inicial El gasoducto en cuestión ha operado durante casi 50 años sin presentar falla alguna. Los estudios de integridad que analizaron los aspectos variables con el tiempo (corrosión) concluyen, en forma unánime, que la tubería no presenta signos de deterioro. En todos los estudios realizados por cuenta de Metrogas sobre la tubería existente en su zona de distribución, similar a la existente en Gas Natural BAN, concluyen sobre la necesaria participación de cargas anormales que hayan desatado finalmente la falla producida el 17 de agosto de 2007. Tal carga no ha sido identificada, pero deberían ser diferente a las habituales, toda vez que estas han actuado sobre todo el periodo de utilización del gasoducto sin influencia alguna. La hipótesis inicial busca comprobar la aptitud para el uso de la tubería a la luz de las más actuales técnicas en la materia y la elaboración de un estudio de integridad que permita determinar los factores de mitigación que deberán considerarse para evitar la repetición de los hechos ocurridos en Metrogas.


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Estudio de Aptitud Generalidades El informe completo del estudio de aptitud se encuentra en el Anexo VI. Aquí se resumen los aspectos más importantes del mismo. El objeto del estudio de aptitud es determinar si la falta de penetración en la soldadura helicoidal longitudinal afecta la integridad de la tubería. Como se expresó anteriormente, considerando que en el gasoducto bajo análisis se encontró el tipo de tubería helicoidal discontinuo solamente frente a la planta de medición de La Matanza, se reducirá el estudio al tramo comprendido entre el puente de medición mencionado y la Av. Crovara. Características generales del gasoducto bajo análisis Se han detallado en extenso a lo largo del presente informe. No obstante, para darle integridad al presente apartado resumiremos: Dimensiones Gasoducto de 24 pulgadas. Conformada cada tira de caño con una y dos chapas (soldadas para lograr la longitud estándar de la tira). El primer tipo posee dos espesores 6,35 y 7,3mm. El segundo tiene un espesor de 6,39mm. En el mismo se han identificado 4 tipos de caños.

5) Helicoidal continuo (espesor: 6,35 y 7,3mm) 6) Helicoidal discontinuo (espesor: 6,39mm) 7) Longitudinal normal 8) Longitudinal extrapesado.

Longitud de la tubería: 4,9 km Antigüedad de la instalación: aproximadamente 50 años. Las características mecánicas. El gasoducto 2504 fue motivo de análisis junto con otros gasoductos en el año 1999, extrayendo cupones desde cada cañería con operaciones de hot tap. Estos cupones fueron enviados a CITEFA para tener datos respecto de sus características mecánicas. No obstante haberse determinado valores de 42.000 psi en un ensayo realizado por CITEFA (Ver Anexo I), sobre una muestra del caño Helicoidal Discontinuo, extraïda frente al Puente de Medición la Matanza, actuando en


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forma conservativa, en una primera aproximación se adoptó un valor de SMYS para los cálculos de 35000 psi y 27 ft lb para el Charpy. Por otra parte, se ha entregado a CITEFA un niple de caño del cual se deberán sacar aproximadamente 10 probetas en las direcciones longitudinal, perpendicular y transversal, parar ejecutar ensayos de tracción. Los valores que de allí surjan serán definitivos, no para establecer una SMYS, sino para determinar un valor de fluencia y realizar los cálculos definitivos. Este trabajo se ha demorado más de lo esperado debido a inconvenientes internas de CITEFA. Con estos nuevos datos se podrán repetir los cálculos. Se prevé la finalización de los ensayos para fines de marzo. Variable de interés La variable de interés es un defecto de fábrica en la soldadura SMAW, longitudinal helicoidal debido a falta de penetración. Se prioriza esta falla dado que estudios de gammagrafía y ultra sonido (US) la muestran como posible inicio de una falla pasante bajo condiciones que son las que se pretenden evaluar.

Figura 3. Interior soldadura longitudinal (espiral).

Desde las inspecciones visuales del interior de la cañería es posible suponer que todas las tiras instaladas de este tipo de caño tienen igual defecto en toda la longitud del gasoducto. Los datos utilizados son provenientes de las evaluaciones directas ya que los valores obtenidos por US, a pesar de ser coincidentes, presentan una incertidumbre no determinable. De dos tramos de tubería extraídas frente al puente de medición La Matanza, lado Metrogas, se realizaron mediciones directas para determinar la profundidad de la entalla. Tanto ésta, como la medición por US registraron una distribución de profundidades de falta de penetración como muestra el gráfico siguiente:


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Histogram (profundidadesdeflatadepenetracionenraiz 3v*73c)

2,000000 = 73*0,1*extreme(x; 0,469; 0,1993)

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2

2,000000

0

2

4

6

8

10

12

14

16

No

of

ob

s

Figura 4. Profundidad de falta de penetración en mm

Presiones de operación El valor de la variable presión interna fue evaluado en función de registros obtenidos entre el 1/1/2008 y 30/7/2010 en dos puntos, en la interfaz con la compañía Metrogas y en León Gallo, La Matanza. La evaluación estadística de los datos de presión es la que se muestra en la ilustración siguiente:

Histogram (G25.04.sta 12v*22586c)

Include condition: V7>16Exclude condition: V7>25

La Matanza Presion B - M = 20950*0,5*normal(x; 19,5486; 0,807)

15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 18,5 19,0 19,5 20,0 20,5 21,0 21,5 22,0 22,5

La Matanza Presion B - M

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

No

of

ob

s

Figura 5. Variación de presión, 1/1/08 al 30/07/2010


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Fundamento de la base de cálculo La falla identificada que afecta la integridad de la cañería en cuestión es una pérdida de material en la raíz de la soldadura longitudinal helicoidal. Se trata de determinar si el daño existente en la cañería permite continuar trabajando a la presión de operación actual o es necesario disminuirla o es posible incrementarla. En principio se trata de determinar si los defectos (anomalías) conocidos o desconocidos pueden provocar fuga o rotura y si esto sucede, si se propaga en forma inestable o no. El 2504 es un caño sometido a bajas tensiones, estos caños están comprendidos en el campo de trabajo entre el 20% de la SMYS y el 40%. A los efectos del análisis se considera todo el tramo como de clase de trazado 4. Por lo tanto el coeficiente de seguridad es 0.4 de la SMYS. Se deben determinar las áreas de alto riesgo y allí realizar los estudios de integridad, pero dado que al momento de elaborar este informe aun no se han determinado, se consideran los 4,9 km de gasoducto como objeto de estudio. La utilización de un coeficiente de diseño de 0.4, la determinación de las áreas de alto riesgo y los estudios de integridad son los requisitos exigidos por la norma para probar que se cumple con las prescripciones indicadas en la NAG 100. El sistema que organiza esas exigencias es un análisis de riesgo sea cuantificable o ponderado. La falla identificada que afecta la integridad de la cañería en cuestión es una pérdida de material en la raíz de la soldadura longitudinal helicoidal. Esta falla no pasante posee en términos generales una profundidad y una longitud que debilita el caño, fundamentalmente actuando como un concentrador de tensiones. El comportamiento de este tipo de defectos en cañería fue estudiado por el Battelle Columbus Laboratory en años anteriores a 1973. J F Kiefner, W A Maxey, J R Eibar y A R Duffy publicaron el escrito “Failure Stress Levels of Flaws in Pressurized Cilinders” en 1973. Con ese objetivo se realizaron experimentos (Batelle) en muestras a escala real de cañería conteniendo fallas prefabricadas atravesando la pared de la tubería y superficiales, que llevaron al desarrollo de ecuaciones semi empíricas para predecir niveles de tensiones en falla dúctil. Si bien el cálculo considera fallas longitudinales, por ser estas las más solicitadas en una tubería a presión, en el presente estudio se consideraron


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con igual solicitud las helicoidales, que por presentar un ángulo con la longitudinal están realmente menos solicitada. Esto se mantiene como una postura conservadora de cálculo. Las expresiones de cálculo se detallan en forma pormenorizada en el desarrollo del informe del Anexo VI. Ensayos y determinaciones realizadas Las determinaciones se realizaron sobre distintas muestras de tubería, tales como:

Cañería reemplazada por razones de cambio de traza. Cañería en operación al realizar trabajos bajo carga sobre la misma.

Cañería en operación por cumplimiento de lo normado en la NAG100.

Cupones retirados de línea (labor iniciada en el 95 a la fecha).

Tiras de caño del tipo Helicoidal Continuo, retiradas específicamente

para su ensayo:

o Ensayo hidráulico-neumático (ENSY1) de un niple de aproximadamente 3 m de largo, extremos con casquetes semielipticos hasta el colapso. En superficie.

Tiras de caño del tipo Helicoidal Discontinuo, retiradas específicamente

para su ensayo: o Ensayo hidráulico (ENSY2) de un niple de aproximadamente 6 m

hasta la falla. En superficie.

o Ensayo hidráulico-neumático (ENSY3) de un niple de aproximadamente 3 m de largo, extremos con casquetes. Enterrado a 1.5 metros de profundidad. Terreno compactado.

Fuga o rotura

Lo primero a determinar es si bajo las condiciones de operación, de producirse una falla, esta se manifestará en modo de fuga o rotura. En el gráfico siguiente se observan los resultados de los ensayos en la representación de la ecuación 10 corregida (de anexo VI) con el coeficiente de 0.85 usado en la B-31G modificada, para diferentes longitudes y profundidades de falla para un caño de 24 pulgadas, 0.25 pulgadas de espesor y de 35000 psi de fluencia:


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presion de falla para diferentes profundidades

937,5

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

longitud de falla en pulgadas

pre

sio

n d

e fa

lla

en p

si

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

TW

Presion de falla ENSY2

Presion de falla ENSY3

Presion de operacion

Presion de falla a la SMYS

Figura 6. Evaluación de fallas (romas)

Como puede observarse del gráfico, a la presión de trabajo de 300 psi una falla debiera tener una profundidad del 90 % del espesor y un largo de más de 9” para que produzca una rotura. La falla más extensa que se encontró fue de 1,1mm, que representa el 17% del espesor. Con esta profundidad debiera ser la presión de trabajo superior a 800 psi para producir una rotura en la tubería. Se observa que hay correspondencia entre los resultados de los ensayos y lo observado en el gráfico de la figura 6: o Se observa que la presión de falla para longitud cero es de 930 psi, siendo

el valor alcanzado en la prueba de 971 psi (ENSY2). Es decir que no existen fallas en la muestra que se pongan de manifiesto a una presión inferior a la de flujo del material del caño.

o En el ENSY3 la presión de falla fue de 900 psi, poco inferior a la tensión de

flujo. Es decir que si existía en la muestra una falla esta era pequeña. A la vez podemos observar que la presión de trabajo está 3 veces por debajo de las presiones que provocaron la falla. Se realizó una evaluación estadística con el Método Montecarlo donde se graficaron las curvas de distribución de las presiones de operación y las que producirían la rotura en la cañería Helicoidal Discontinua. La misma muestra la casi nula probabilidad de rotura. Figura 7.


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Histogram (montecharlyespiralado2 18v*1022c)

100200

300400

500600

700800

9001000

11001200

13001400

15001600

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900N

o o

f ob

s

Presión de operación Presion de falla 150 Presion de falla larga Presion de falla como fisura Presion de operación clase 4

Figura 7

Propagación en caso rotura. Es conveniente analizar que sucedería si se produjera una falla por terceros a la presión de operación actual. Esto es, si la rotura se limita al elemento que la daña o se propaga en forma rápida de manera inestable. Una falla en una cañería, longitudinal para el caso, se propaga primero a través del espesor volviéndose pasante, en este punto, puede suceder una fuga, tal como sucedió en la prueba a 67 bar o una rotura con propagación dúctil. Para determinar cuando una rajadura puede propagarse, hay que comparar la presión de descompresión (la velocidad de descompresión) con la velocidad de fractura. La variación de la velocidad de descompresión del gas y la velocidad de fractura con la presión determinan el potencial para sostener la propagación o detenerla. En la figura siguiente se muestra una representación de esta comparación para las tiras de caño Helicoidal Discontinuo del gasoducto 2504. Están construidas con el soft PIPE-DEFRAC (US-DOT, PRCI):


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0

50

100

150

200

250

300

350

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

velocidad de fractura y velocidad de descompresion, ft/sec

pre

sio

n k

si

Decompression Curve

Fracture Arrest Curve

Fracture Arrest Given Toughness

Figura 5. Salida DE PIPEDEFRAC. Presión inicial 300 psi

Aquí puede observarse que la velocidad de descompresión (curva azul) para una presión dada es mayor que la velocidad de propagación de la rotura (curva amarilla), de modo que no alcanza la presión del gas para mantener la velocidad de la fractura, y esta se detiene. La curva magenta representa el caso límite en el cual, en el punto de tangencia las velocidades se igualan y comienza la propagación rápida de la falla. Observemos que el caso analizado (amarillo) está a valores muy inferiores a los que puede producir la propagación rápida de la falla. Esto se produciría en el ejemplo de la figura siguiente:


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Figura 6. ENSY3, presión inicial 900 psi.

Conclusiones

Los ensayos de campo pusieron de manifiesto que ni la falta de penetración conocida u otras producen fractura a 300 psi.

La evaluación estadística determina que la probabilidad de fractura es irrelevante.

Si una falla alcanzara el tamaño crítico (daño por terceros), la tenacidad de la cañería y su presión de operación detendrían la propagación rápidamente

Reviendo el grafico para evaluación de fallas se pude ver que:

A la presión de operación actual la profundidad de falla que produciría una fractura es del 90% del espesor o mas y con longitudes de hasta seis pulgadas se generaría una perdida, detectable.

Las presiones en que se produjo la fuga en poros de soldadura (ENSY2) y la de fractura con propagación (ENSY3), son próximas a fallas de longitud aproximadamente cero.


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Por otra parte la B31G repara todos los defectos que tengan una presión de falla que produzca la fluencia del material o menos. Es decir que las fallas encontradas en los ensayos no son reparables.

Para que se produzca la rotura deberá materializarse la combinación de los siguientes factores:

Factores Gasoducto 2504 Longitud de falla largas (mayor

que 6 pulgadas) Si

Estar en dirección axial No Penetrar entre el 80 y el 90 %

del espesor No

El caño debe ser de baja tenacidad.

No

Factores para la rotura

El análisis y el historial de fugas y fallas explican las causas de tener cero incidentes en este conducto.

Estudio de Integridad (Ver Anexo VII) Se evaluó el tramo de cañería aplicando lo establecido en el Capítulo de la NAG 100 denominado Parte O “Gerenciamiento de la Integridad de Líneas de Transmisión”. Se determinaron las amenazas que podrían afectar la integridad del conducto, clasificándolas para un mejor análisis en categorías de acuerdo al riesgo asociada a cada una. Se estudiaron pormenorizadamente las amenazas consideradas para este caso de mayor riesgo – corrosión externa, construcción y fabricación; y se realizó una evaluación cualitativa del resto de las amenazas. En el caso de las amenazas de mayor riesgo potencial, se aplicaron los distintos criterios que permiten su análisis, se evaluaron los antecedentes, se realizaron nuevos estudios específicos, y se explicitaron las conclusiones y las recomendaciones que correspondan a cada Amenaza. Para el estudio pormenorizado de las amenazas, se tomó como guía el Anexo A del Código ASME/ANSI B31.8S, reagrupando –para un mejor análisis- las 21 categorías listadas precedentemente en las siguientes:

Corrosión Externa

Fabricación y Construcción


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Otras Amenazas

Para cada una de las amenazas, se definió su significado, se analizó su nivel de riesgo, se explicitaron los antecedentes y nuevos estudios efectuados y, en caso de resultar pertinente, se definieron las acciones correctivas y/o de seguimiento correspondientes.

Conclusiones

Como resultado del estudio realizado puede concluirse que la cañería que comprende el tramo analizado se encuentra protegido catódicamente, que la integridad del revestimiento es aceptable y que en los lugares explorados no se detectaron procesos corrosivos, como así tampoco alguna irregularidad que pueda representar algún grado de criticidad y que pueda afectar la integridad del ducto.

Se considera que las rutinas de control son las adecuadas para mantener las estructuras protegidas contra la corrosión externa.

Actividades de Mitigación De los estudios realizados tanto por Metrogas como por Gas Natural, se concluye que la tubería no presenta signos de deterioro. El defecto de fabricación observado permanece estable y requiere de una fuerza externa anormal para producir una falla. Por lo tanto corresponde tomar medidas adicionales para mitigar la probabilidad de aparición de una fuerza anormal. Por lo tanto, se recomienda:

Realizar los recorridos de inspección (vigilancia de red) en forma cuatrimestral.

Realizar el control de fugas en forma semestral


Dictamen Técnico Por lo expuesto se concluye que la cañería puede operar en forma segura con una tensión de hasta el 40% de la SMYS.


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Se tomarán las siguientes medidas de mitigación para evitar la aparición de cargas externas anormales:

Recorrido de inspección cuatrimestrales (vigilancia de red)

Control de fugas en forma semestral



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Anexo I. INFORME CITEFA SOBRE CAÑERÍA. TRAMO CROVARA – CAMPO DE MAYO.


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Anexo II. ANÁLISIS DE LAS CAUSAS DE FALLA EN B° 9 DE ABRIL. METROGAS 24” LA MATANZA -LLAVALLOL


Febrero 2011


Anexo III. ANÁLISIS MEDIDAS DE MITIGACION, TRAMO LA MATANZA –LLAVALLOL, METROGAS


Febrero 2011


Anexo IV. Structural Realibility Analysis of Spiral Weld Defects in Metrogas Pipeline Section X, Llavallol to La Matanza


Febrero 2011


Anexo V. Informe Integridad Gie - Gas Natural BAN


Febrero 2011


Anexo VI. Informe de Aptitud


Febrero 2011


Anexo VII. Informe de Integridad

informe caño espiralado 17-02-2011- lanzillotti

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