inspeccion al rectificador

PROCEDIMIENTO ESPECÍFICO

PE-CIDIM-DU-XXX

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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CONVENIOS DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE INTEGRIDAD MECÁNICA


CIDIM – IPN – DU – XXX

LEVANTAMIENTOS DE POTENCIALES A INTERVALOS CORTOS (CIPS) EMPLEANDO CICLOS

DE POTENCIAL ON/OFF Y MEDICIONES ELÉCTRICAS EN EPICENTROS DE FALLAS EN EL

RECUBRIMIENTO [MÉTODO COMBINADO CIPS Y DCVG]INSPECCIÓN A LOS EQUIPOS

RECTIFICADORES DE OPERACIÓN MANUAL DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA CON

CORRIENTE IMPRESA

ING. OSCAR A. CARIÑO AGUILAR ING. RICARDO LÁZARO BAEZ DR. JOSÉ MANUEL HALLEN LÓPEZ

ELABORÓ REVISÓ APROBÓ


PE-CIDIM-DU-XXXINSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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LEVANTAMIENTOS DE POTENCIALES A INTERVALOS CORTOS (CIPS) EMPLEANDO CICLOS ON/OFF Y MEDICIONES ELÉCTRICAS EN EPICENTROS DE FALLAS EN EL RECUBRIMIENTO [MÉTODO COMBINADO CIPS Y DCVG]INSPECCIÓN A LOS

EQUIPOS RECTIFICADORES DE OPERACIÓN MANUAL DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA CON CORRIENTE IMPRESA

ÍNDICE

TEMA PÁGINA

1. OBJETIVO 3

2. DEFINICIONES 3

3. ALCANCES 7

4. RESPONSABILIDADES 8

5. INTERACCIÓN CON OTRAS ÁREAS 8

6. REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO PARA REALIZAR LA INSPECCIÓN / LEVANTAMIENTO.

9

7. METODOLOGÍA 10

8. REGISTRO DE CONTROL DE CAMBIOS 22





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1. OBJETIVO

Realizar actividades de inspección en el equipo rectificador de operación manual de los sistemas de

protección catódica con corriente impresa a través de la medición de sus parámetros de operación y

verificación de sus conexiones para mantener y monitorear su desempeño y funcionamiento.

Establecer la metodología para llevar a cabo un levantamiento de potenciales ON/OFF a intervalos

cortos (CIPS, Close Interval Potential Study), así como realizar mediciones de gradientes de potencial en

los epicentros de los defectos en el recubrimiento detectados previamente por la técnica de gradiente de

potencial de corriente directa (DCVG, Direct Current Voltage Gradient), para establecer el carácter o

actividad corrosiva y determinar la severidad de dicho defecto.

2. DEFINICIONES

Ánodo. El electrodo de una celda electroquímica en el cual ocurre la oxidación.

Arreglos complejos de tubería. Aquellos arreglos de tubería que corren en paralelo o se cruzan

entre ellos.

Caída IR. Es el voltaje medido en una resistencia debido al paso de una corriente eléctrica, de

acuerdo a la ley de Ohm.

Cátodo. El electrodo de una celda electroquímica en el cual la reducción es la reacción principal.

Cama de ánodos. Sistema de ánodos inertes que es parte de un sistema de corriente impresa de

protección catódica para dispersar la corriente en un electrolito.

Contorno de gradiente equipotencial. Es el entorno que rodea un defecto en el recubrimiento en

una estructura enterrada cuyo gradiente de potencial es de igual magnitud.

Corrosión. El deterioro de un material, usualmente un metal, que resulta de la reacción con su medio

ambiente.





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Corrosividad del (medio) suelo. Un término simplemente empleado para identificar el grado de

corrosión natural que puede ocasionar cierto tipo de suelos (electrolito). El término está usualmente

relacionado a la resistividad del suelo (electrolito) y este depende de la actividad bacterial, del nivel (la

concentración química) de sales, pH y humedad.

Defecto del recubrimiento. Área desnuda de la tubería provocada por una discontinuidad en el

recubrimiento dieléctrico.

Desprendimiento catódico. La pérdida de adhesión entre un recubrimiento anticorrosivo y la

superficie recubierta ocasionada por los efectos de los productos de una reacción catódica.

Detección. Encontrar el epicentro de un defecto de recubrimiento, donde la señal de gradiente de

voltaje será más fuerte.

Disipación. Una reducción en el gradiente de voltaje provocado por el nivel de resistividad del suelo.

Epicentro. El punto central de un gradiente de voltaje de un defecto de recubrimiento en una línea

enterrada, en el cual el potencial más negativo será encontrado.

Estado sólido. Estado físico de la materia en el cual las moléculas, átomos o iones constituyentes

vibran en arreglos de posiciones en su red cristalina.

Gradiente. Una relación regular de cambio en el contorno del potencial alrededor del epicentro de un

defecto en el recubrimiento.

Gradiente de voltaje. Un gradiente entre contornos equipotenciales espaciados.

Interruptor. Instrumento conectado a la terminal negativa del rectificador, para cortar

intermitentemente el suministro de corriente directa.





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Marcador. Una estaca pequeña, hecha de metal o madera que se coloca al identificar el epicentro de

un defecto.

Media celda. Un metal puro en contacto con una solución de sus propios iones, a una concentración

conocida y a una temperatura específica.

Medidor análogo. Medidor con aguja indicadora (no hay información digital).

Medidor de levantamiento. El medidor que registra el cambio de potencial en el gradiente de voltaje.

Oxidación. Pérdida de electrones por un constituyente de una reacción química.

Pasivación. Una reducción en la velocidad de reacción anódica de un electrodo envuelto en

corrosión.

Potencial de Polarización. Es el potencial tubo-suelo libre de la caída IR, esta lectura es

generalmente medida entre 100 milisegundos hasta 4 segundos, para la condición de rectificador

encendido y apagado.

Potencial tubo-suelo. Es el diferencial de potencial entre un ducto enterrado y el suelo, medido con

respecto a una celda de referencia de cobre-sulfato de cobre.

Poste de registro. Es aquél que indica la trayectoria y localización de las estructuras metálicas por

proteger, sirviendo además para medir el potencial de la estructura al electrolito, puede ser del tipo R

o RA de acuerdo a lo señalado en la norma NRF-030-PEMEX-2006.

Rango de deflexión. El movimiento de la aguja.

Recubrimiento. Un líquido, licuable, o de composición de masa que después de la aplicación a la

superficie, es convertida en un sólido protector, decorativo o película adherente funcional.





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Recubrimiento conductivo. Un recubrimiento que conduce la electricidad.

Recubrimiento dieléctrico. Material dieléctrico aplicado a la superficie externa de una tubería, con el

objeto de aislarla del medio ambiente. Un recubrimiento que no conduce la electricidad.

Recubrimiento calcáreo. Una capa formada de carbonato de calcio y otras sales depositadas en la

superficie. Cuando la superficie es catódicamente polarizada como con la protección catódica, esta

capa es el resultado del incremento del pH adyacente a la superficie protegida.

Reducción. Ganancia de electrones por un constituyente de una reacción química.

Resistividad. La resistencia por unidad de longitud de una sustancia con sección transversal

uniforme. Una medición de la habilidad de un electrolito a resistir el flujo de una carga eléctrica.

Señal no sincronizada. Señal cíclica de forma irregular (ejemplo: 0.45 ON / 0.80 OFF).

Sincronización. La acción de ser interrumpido en unísono con otro dispositivo.

Suelo de alta resistividad. Un tipo de suelo que tiene una resistencia eléctrica (R) muy elevada.

Telúricas. Un término técnico que esta asociado con aquellos voltajes, que son inducidos en una

línea enterrada por los cambios en los cambios magnéticos de nuestro planeta.

Tierra Remota. Es el punto más alejado de la tubería, donde el potencial tubo-suelo es prácticamente

cero.





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3. ALCANCES

Este procedimiento es aplicable a la inspección de fuentes de energía no controladas

remotamente, siendo eL caso de los equipos rectificadores, en los sistemas de protección

catódica por corriente impresa. En caso contrario será necesario recurrir a la estipulado en la

norma de referencia NRF-047-PEMEX-2007, para determinar las actividades a realizarse.

Este procedimiento contempla la realización de inspección y mediciones en el rectificador para

determinar su capacidad de funcionamiento y alcance de protección en las estructuras que estén

conectadas al circuito.

Los datos obtenidos con las mediciones no son absolutos ya que están influenciados o

relacionados por una serie de parámetros tales como la profundidad del suelo, resistividad del

terreno, humedad, pH, entre otros. Estos factores deben ser tomados en cuenta para mejorar la

precisión de cualquier tipo de resultado y relacionar la variación de resultados a lo largo de la

línea.

Tanto para la aplicación como la interpretación de los resultados de la inspección y mediciones,

es sumamente importante reunir la mayor cantidad de información acerca de la fuente de

energía como datos de construcción, datos históricos de mantenimiento y rehabilitación, así

como los relacionados con los componentes del sistema de protección catódica que influye

directamente sobre el dispositivo anódico. Previo a la aplicación de esta técnica, debe existir un

respaldo de información técnica para que la aplicación e interpretación de los resultados se lleve

acabo de manera confiable.

Este procedimiento asume que el operador esta completamente informado y cuenta con todos

los permisos de trabajo necesarios aprobados, acceso a derecho de vía de la cama anódica y

entrenamiento eléctrico para el manejo de los sistemas de protección catódica.





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Este procedimiento requiere que el operador, registre claramente la ubicación de las fuentes de

energía de los sistemas de protección catódica con corriente impresa, empleando un método de

medición (equipo GPS, odómetro, cinta métrica, etc.)

Para determinar el potencial tubo suelo, de las estructuras metálicas enterradas o sumergidas

conectadas al sistema de protección catódica en estudio, se utilizara un electrodo de referencia

de cobre-sulfato de cobre y un multímetro digital de alta impedancia.

Este procedimiento contempla el acoplamiento de dos métodos indirectos de manera simultánea

para evaluar el recubrimiento exterior y el sistema de protección catódica en ductos enterrados,

empleando las técnicas de DCVG y CIPS.

Definir y entender problemas en líneas enterradas empleando técnicas superficiales sin contacto con

la tubería es complejo. Los datos obtenidos con mediciones superficiales no son absolutos ya que

están influenciados o relacionados por una serie de parámetros tales como la profundidad del suelo,

resistividad del terreno, humedad, pH, entre otros. Estos factores deben ser tomados en cuenta para

mejorar la precisión de cualquier tipo de resultado y relacionar la variación de resultados a lo largo de

la línea.

Tanto para la aplicación como la interpretación de los resultados de las técnicas indirectas, es

sumamente importante reunir la mayor cantidad de información acerca de la línea, datos de

construcción, datos históricos, de mantenimiento, rehabilitación, así como los relacionados con los

sistemas de protección catódica que influyen directamente sobre la integridad del ducto. Previo a la

aplicación de esta técnica, debe existir un respaldo de información técnica para que la aplicación e

interpretación de los resultados se lleve acabo de manera confiable.

Las diferentes técnicas de levantamiento, pueden tener diferentes puntos de inicio los cuales deben

ser identificados para utilizarlos como referencia, y puedan ser correlacionados en actividades

posteriores. Estos puntos establecidos de correlación, deben ser mandatarios para todos los





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levantamientos. El éxito del análisis de los resultados y de la interpretación estará en función de una

buena correlación y alineación de datos.

Con el objetivo de alcanzar la mayor precisión en los datos de cualquier medición, este

procedimiento requiere previamente la localización precisa e identificación del ducto enterrado, así

como también la localización del epicentro cada defecto del recubrimiento.

Este procedimiento es aplicable en líneas que cuentan con un sistema de protección catódica por

corriente impresa. En caso contrario, será necesario recurrir a la implementación de un sistema

temporal, que permita realizar estas mediciones.

Este procedimiento asume que el operador esta completamente informado y cuenta con todos los

permisos de trabajo necesarios aprobados, acceso a derecho de vía de la línea y entrenamiento

eléctrico para el manejo de los sistemas de protección catódica.

Este procedimiento requiere que el operador, registre claramente la distancia empleando un método

de medición (equipo GPS, odómetro, cinta métrica, etc.), así como también la dirección del

levantamiento.

4. RESPONSABILIDADES

Este documento se revisará y actualizará al menos cada cinco años, o antes si las sugerencias o

recomendaciones de cambio lo justifican.

No es responsabilidad, ni la intención de este procedimiento, cubrir todo lo concerniente con la

seguridad necesaria para realizar el trabajo adecuadamente, es responsabilidad del personal

que trabaja en una instalación que transporta hidrocarburos o maneja equipo eléctrico, el estar

informado de las medidas de seguridad establecidas, y aplicarlas.

5. INTERACCIÓN CON OTRAS ÁREAS





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Este procedimiento es aplicable para la resolución de fallas en los sistemas de protección catódica con

corriente impresainspección indirecta del recubrimiento, los datos reunidos y obtenidos serán necesarios

en aplicaciones de evaluación directa de corrosión externa (ECDA, External Corrosion Direct

Assesment); proceso de evaluación internacional que es considerado por documentos oficiales, como

una manera global de determinar la integridad de un ducto.





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6. REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO PARA REALIZAR LA INSPECCIÓN / LEVANTAMIENTO.

I. GENERALIDADES

El equipo para llevar a cabo las mediciones en los rectificadores en los sistemas de protección

catódica con corriente impresa debe consistir de un voltímetro o multímetro digital de alta

impedancia y un amperímetro de gancho digital.

Todo el equipo debe encontrarse en buen estado, con sus componentes operacionales con

batería completamente cargada y tener un certificado de calibración actualizado.

El voltímetro o multímetro digital debe tener una impedancia de entrada de al menos 10 mega

Ohm (MΩ).

El equipo para llevar a cabo un levantamiento de potenciales a intervalos cortos, debe consistir

de un mili-voltímetro de alta impedancia conectado a dos electrodos de referencia, con solución

saturada de sulfato de cobre. Las mediciones de potencial se realizan por la conexión a un poste

de registro y el contacto electroquímico de los electrodos con el suelo durante el recorrido a

través de la tubería inspeccionada. Los datos registrados son almacenados en el equipo para su

posterior procesamiento.

Todo el equipo debe encontrarse en buen estado con sus componentes operacionales con

batería completamente cargada y tener un certificado de calibración actualizado.

Los interruptores para el levantamiento deben ser capaces de ser sincronizados, de tal forma

que al interrumpir múltiples rectificadores, se deben de evitar defasamientos en la obtención de

las mediciones ON a OFF, por un periodo máximo de 5 milisegundos. Los interruptores deben

mantener la sincronización, por un mínimo de diez horas de trabajo. Es preferido el uso de

interruptores sincronizados satelitalmente.





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Los electrodos deben ser llenados de solución de sulfato de cobre saturada. Esto debe ser

revisado a intervalos regulares de tiempo. El contacto electroquímico de los electrodos con el

suelo, debe realizarse vía tapones conductivos de cerámica o madera.

El mili voltímetro almacenador de datos, debe tener una impedancia de entrada de al menos 10

mega Ohm (MΩ).

El interruptor de corriente debe insertarse en serie en el cable negativo a la línea en el

rectificador.

La localización de todos los rectificadores debe estar claramente identificada en los registros del

levantamiento.

7. METODOLOGÍA

I. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN.

Antes de comenzar cualquier trabajo de levantamiento, es importante reunir toda la información

posible acerca de la línea que será inspeccionada. La información colectada debe incluir (pero

no estará limitada a)):

a. Fecha de inicio de operación del rectificador.

b. Registros de voltaje y amperaje de CD y CA, eficiencia del rectificador, resistencia del

circuito.

c. Registros del potencial tubo-suelo en el punto de drenaje de las estructuras conectadas al

sistema de protección catódica.

d. Registros de consumo de kWh.

e. Características de la cama anódica, material, dimensiones y cantidad.

f. Tipo de instalación de los ánodos, superficial (horizontales o verticales) o profundo

g. Ubicación geográfica de la caseta del rectificador





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h. Mapas de ruta con tantos datos como sea posible.

i. Localización de posibles fuentes de corrientes parasitas.

j. Material de la línea incluyendo el grado de acero (especificación).

k. Diámetro de la línea y espesores de pared.

l. Tipos de recubrimiento a lo largo de toda la línea.

m. Mapas de ruta con tantos datos como sea posible.

n. Localización (distancia) y voltaje de operación de todas las fuentes de poder de protección

catódica.

o. Localización de posibles fuentes de corrientes parasitas.

p. Dificultad de acceso en áreas, cruces de ríos, cruces de carreteras etc.

q. Cualquier cambio a lo largo del derecho de vía.

r. Ubicación de postes de registros R o RA.

II. ANTES DE REALIZAR CUALQUIER INSPECCIÓN

TodoTodo el equipo empleado para un levantamiento debe ser inspeccionado y aprobado para

su uso por el encargado de realizar los trabajos, .

Todo el equipo debe estar een buen estado o separado y debe tener todos sus servicios

operacionales con baterías completamente cargadas.

Los equipos que sean empleados para la inspección estarán identificados con números de serie

únicos para permitirles ser distinguidos en el campo. Esto es para asegurar que todas las

mediciones eléctricas, sean tomadas empleando los mismos instrumentos.

Cualquier incremento significativo en la resistencia de la cama anódica (o en un circuito abierto)

requerirá la realización de pruebas adicionales tales como localización de rotura de cables o

ánodos que estén fallando.





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El nombre y localización de todos los transformadores rectificadores, interrumpidos mientras se

realiza la inspección de cada sección de línea, deben ser claramente identificados en los

registros.

III. INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR EN EL RECTIFICADOR.

III. INSPECCIÓN DEL CABLE PRINCIPAL ANÓDICO

Cuando se detecte un incremento en la resistencia, se puede utilizar un localizador de cable para

encontrar la falla que lo origina.

Si el localizador indica un cable continuo a través de la longitud de la cama anódica, uno o mas

ánodos pudieran estar fallando.

Si hay una rotura en el cable a lo largo de la línea de ánodos, la señal en el localizador de cable

caerá a esencialmente a cero en la vecindad de la rotura.

IV. POTENCIALES REMOTOS SOBRE LA LÍNEA DE ÁNODOS

E l número y espaciamiento de los ánodos debe conocerse para la aplicación de esta técnica.

Donde se indiquen fallas en los ánodos, estos pueden localizarse por un perfil de potenciales

sobre la línea (hecha a lo largo de la línea de ánodos con el rectificador energizado) midiendo el

potencial entre un electrodo remoto (aproximadamente a una distancia de cincuenta metros) y

otro colocado sobre la línea el cual se mueve en incrementos de dos a tres pies (un metro) de

distancia sobre la línea.





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E l perfil de potencial mostrará piscos de potencial positivo encada ánodo trabajando. Cualquier

área donde los picos en el potencial no son encontrados representa ánodos que ya no están

trabajando y requiere reparación o reemplazo.

V. POTENCIALES TUBO SUELO

Si los cables de los ánodos están separados e instalados en una caja unión, use esto para medir

la corriente de los ánodos y determinar la funcionalidad de los ánodos

Ajustar el rectificador al más alto voltaje en su regulación el cual no resulte en daño al

revestimiento de la estructura, para permitir que sea más fácil la localización de los ánodos.

Mida el potencial sobre los ánodos con un multímetro en la escala de Volts de CD. Con el

rectificador encendido, conecte el cable positivo del multímetro a la terminal de la estructura del

rectificador. Usando un electrodo de referencia de cobre sulfato de cobre conectado a la punta

de prueba negativa del multímetro, localice el punto de más alto voltaje sobre la superficie de la

tierra (este estará directamente sobre un ánodo). Repítalo localizando todos los ánodos

funcionando. Marque cada ánodo encontrado y compare en una grafica. Inicie una línea recta de

3 metros (10 pies) desde el primer ánodo, desarrolle una prueba de potencial cada 0.6 metros

(dos pies) sobre la longitud completa de la cama anódica, hasta un punto de 3 metros (10 pies)

anterior donde del último ánodo es (o se supone) localizado. Usando un papel para gráficas,

utilice la eje vertical para representar la medición de potenciales, y el eje horizontal para

representar los intervalos de 0.6 metros, grafique todas las lecturas. Esto le mostrará las

condiciones de todos los ánodos, e indicara si un cable de uso rudo esta roto (cable anódico) o

existe una falla en los ánodos. Mostrara una rotura de cable entre un ánodo funcionando o uno

no funcionando. Si los ánodos están fallando, el gradiente alcanzara picos de diferente manera,

o el gradiente decae, entonces aumentara intermitentemente.

Si los ánodos no están operando, use el detector de fallas y localizador de cables, conectado

directamente al cable anódico en el rectificador, para trazar el cable de los ánodos desde el

rectificador hacia la cama anódica. En algunos casos esto puede ser extremadamente difícil. Un

método alternativo es localizar el primer ánodo (de planos, marcas, o métodos inductivos).

Excavar el primer ánodo y medir la continuidad de regreso al rectificador usando un medidor de





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verificación de continuidad multicombinado de protección catódica. Use el detector de fallas y

localizador de cables, conectado directamente al ánodo para trazar la línea del cable anódico

desde los ánodos hacia el rectificador. Si esto esta aun sin éxito, se recomienda el reemplazo del

cable anódico desde el rectificador hasta los ánodos.

Nota: cuando usamos el método de conexión directa, es esencial tener baja resistencia en la

cama anódica para el detector de fallas y localizador de cables para poner una fuerte señal

localizadora sobre el cable bajo prueba

VI. DETECCIÓN POR LA TÉCNICA DE GRADIENTE DE POTENCIAL DE CORRIENTE DIRECTA

(DCVG)

La técnica del gradiente de potencial de corriente directa (DCVG) es aplicable para la detección y

localización de cada uno de los ánodos inertes que conforman la cama anódica.

Deberán hacerse las conexiones de acuerdo a lo establecido en el procedimiento de la técnica

de DCVG, regulando el voltaje de salida de CD en un nivel bajo de tal forma que la señal sea

detectable sobre en la superficie de la línea de la cama de ánodos.

El desarrollo de la inspección se realizara de acuerdo en lo descrito en el procedimiento de la

técnica DCVG, en este caso sobre la superficie de la línea de ánodos hasta localizar el epicentro

de cada uno de los ánodos. Una vez localizado cada ánodo márquelo.

Al determinarse el sitio de instalación de cada ánodo, mida el potencial suelo suelo entre un

electrodo remoto (aproximadamente a una distancia de cincuenta metros) y otro colocado sobre

la superficie encima del ánodo enterrado y registre el valor obtenido.

Grafique los valores de gradiente de potencial a electrodo remoto y compárelos entre ellos.





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En todas las técnicas descritas, al graficar los valores de potencial registrados se notara que el

primer y último ánodo serán los que registren valores más bajos, denotando con ello su desgaste

físico con respecto a los demás ánodos.

Inicialmente las lecturas de Voltaje y Corriente de salida del rectificador deberán ser registradas,

así como otros componentes de mismo que requieran ser ajustadas, por ejemplo el GRUESO y

el FINO. Posteriormente, la salida del rectificador debe ser ajustada a cero (si es posible) y el

rectificador debe ser apagado.

La alimentación principal de corriente alterna del rectificador también debe ser apagada en el

interruptor general. Después, el cable negro que esta conectado a la terminal negativa del

rectificador, se desconecta y este cable se conecta al borne de color rojo del interruptor. Un

cable de longitud corta (15 mm2 de sección transversal o de dimensiones similares), debe ser

empleado para conectar el borne negro del interruptor con la terminal negativa del Rectificador

(Ver Figura 2).





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El interruptor será encendido empleado un ciclo de interrupción de 0.45 segundos en ON

(encendido) y 0.80 segundos en OFF (apagado). El equipo debe contar con otras secuencias

disponibles tales como 2 segundos en ON y 0.5 segundos en OFF o 3:2 o 4:1. Es aconsejable

emplear los tiempos de 0.45 y 0.80, ya que secuencias con tiempos grandes, afecta el tiempo de

adquisición de las mediciones.

La conexión principal para el suministro de electricidad, así como el rectificador, deben ser

encendidos secuencialmente, y los parámetros originales del rectificador deben ser ajustados en

pequeños incrementos a sus valores originales. Los medidores analógicos de voltaje y corriente

directa a la salida del rectificador, debe indicar un movimiento característico de acuerdo al ciclo

de interrupción seleccionado. Si no se detecta este pulso, esto podría indicar que las terminales

del interruptor han sido erróneamente conectadas; ya que estos interruptores, cuentan con un

dispositivo eléctrico de estado sólido (llamado MOSFET), que trabajan en una sola dirección.

En el caso de haber conectado equivocadamente el interruptor, se recomienda ajustar el

rectificador hasta que las salidas de Voltaje y Corriente sean cero y posteriormente desconectar

la alimentación de corriente. Después se intercambia las conexiones a los bordes del interruptor,

a continuación, se enciende el rectificador y se ajusta a los parámetros originales la salida del

mismo.

Debido a que el interruptor es de estado sólido tiene una resistencia interna de (0.03 Ohms),

cuando se establece los parámetros originales del rectificador, la corriente de salida será menor

En estos casos, se recomienda ajustar el rectificador, de tal forma que la corriente de salida sea

la misma o cercana a la corriente de trabajo del mismo.

Lo anterior debe tomarse en cuenta cuando se analicen los resultados, ya que condiciones

diferentes de Corriente y Potencial, influirán en la severidad de las indicaciones detectadas.

Debe tomarse cuidado de asegurar que por cada sección inspeccionada, todas las fuentes de

corriente directa (DC) relevantes sean interrumpidas. Esto significa que se debe de contar de un

interruptor sincronizado por cada rectificador.





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Para arreglos de tubería complejos, el sistema de protección catódica deberá contar con un

dispositivo o caja de conexiones con resistencias calibradas que mantenga el control de la

demanda de corriente a cada ducto o estructura que este conectada a la fuente de poder

(rectificador). De forma tal que si un grupo de ductos arriban en un mismo punto, corren de

manera paralela o se entrecruzan, pueden tratarse como estructuras separadas. Lo anterior con

el objetivo de eliminar las interferencias o falsos gradientes provocados por indicaciones de otras

estructuras. En caso de no contar con caja de conexiones, para trabajar con cada ducto por

separado y considerando que ambos pueden presentar algún tipo de interferencia, será

necesario implementar un sistema de protección catódica temporal, que permita realizar las

mediciones por DCVG o CIPS, según el caso.

IV. LEVANTAMIENTO DE POTENCIALES A INTERVALOS CORTOS.

Para cada sección de línea a inspeccionar, es necesario identificar los postes de registros inicial

y final, para establecer la conexión eléctrica directa a la estructura. Cada una de estas regiones

incluirá información, como la distancia de las conexiones eléctricas de inicio y la dirección del

levantamiento. En suma todas las características de la línea dentro de una región deben ser

registradas y asociadas a un mapa de la línea.

Durante el levantamiento de cada región, deberá empezar y finalizar en una conexión eléctrica

permanente a la línea, preferiblemente un poste de registro tipo R o RA o válvula.

No deben emplearse postes de registro R o RA de líneas diferentes que crucen para marcar

inicio o final de una región.

Evaluar las mediciones de gradiente en la señal de DCVG, en los postes de registro inicial y final

de cada segmento de línea a inspeccionar, tomadas a 90° laterales de la tubería y lejos de

alguna otra estructura metálica. Cabe mencionar que se recomienda realizar estas mediciones

en postes de registros, no separados por mas de 2 o 3 km, ya que la caída en el gradiente puede





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ser mayor. Esto repercutiría en las mediciones de severidad de las indicaciones detectadas por

DCVG

Las mediciones de potencial tubo-suelo ON y OFF, deben ser realizadas en todo el derecho de

vía, inclusive en todos los epicentros previamente identificados por la técnica de DCVG.

En el levantamiento CIPS, se debe asegurar que la medición de los potenciales ON y OFF, tenga

una medición de distancia asociada. Esto incluye mediciones tomadas donde no hay defectos en

el recubrimiento asociados.

El levantamiento consiste en que el operador camine sobre la ruta de la línea partiendo del punto

inicial de referencia, colocando las celdas de referencia exactamente sobre la línea a intervalos

cortos (0.76 a 1.5 m); asegurando el contacto de al menos un electrodo con el suelo. Al realizar

estas mediciones, el equipo automáticamente registra potenciales tubo-suelo por la permanente

conexión con el poste de registro de prueba inicial (de cada región) y el alambre dispensado (Ver

Figura 3).

Durante estas mediciones, se debe prever que muchas veces se pueden encontrar suelos

rocosos y muy resistivos, en los cuales será necesario humedecer el suelo, y asegurar el

contacto eléctrico. Este hecho, puede evitar lecturas de potencial tubo-suelo poco

representativas del ducto.

V. MEDICIONES ELÉCTRICAS TOMADAS EN LOS EPICENTROS DE LOS DEFECTOS DE

RECUBRIMIENTO.

En cada defecto localizado durante la inspección con DCVG, debe ser medido y registrado el

gradiente de la señal DCVG, en el epicentro del defecto a tierra remota.

En cada epicentro se deben registrar los potenciales tubo-suelo en ON y OFF. Estas mediciones

deben ser tomadas mientras la protección catódica de la línea esta operando normalmente. Si la

corriente de salida de cualquiera de las fuentes de poder que ha sido interrumpida es alterada de





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sus parámetros normales, entonces la precisión y autenticidad de los datos registrados son poco

representativos.

Las lecturas de gradiente en la señal de DCVG para cada defecto a tierra remota, deben ser

tomadas a 90° laterales de la tubería y lejos de alguna otra estructura metálica.

En cada epicentro del defecto debe ser grabada la actividad corrosiva o carácter de los defectos

(anódico/catódica), empleando mediciones hechas a tierra remota desde el epicentro del defecto.

Existen 4 tipos de defectos y pueden ser identificados de acuerdo al cambio en dirección anódica

o catódica durante el apagado y encendido del sistema (Ver Figura 5).

Tabla 1. Clasificación de defectos de acuerdo a su comportamiento

Carácter OFF – ON Descripción

Catódico – Catódico

Negativo – NegativoDefecto en el recubrimiento, que se encuentra protegido por el sistema de protección catódica.

Nulo – Catódico

Nulo – NegativoDefecto en el recubrimiento, que se encuentra protegido por el sistema de protección catódica.

Anódico – Catódico

Positivo – Negativo

Defecto que mientras el sistema de protección se mantenga apagado es susceptible de presentar actividad corrosiva; pero se encuentra protegido cuando el sistema de protección catódica esta encendido.

Anódico - Anódico

Positivo – PositivoDefecto que es susceptible de presentar actividad corrosiva, aún con el sistema de protección catódica encendido.

Pueden tomarse mediciones adicionales como Resistividad del suelo, pH, porcentaje de

humedad, profundidad de enterrado, etc.

VI. FINALIZAR UN LEVANTAMIENTO EN CAMPO





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Todos los parámetros del rectificador deben ser regresados a su posición original, después de

realizar los levantamientos de potencial, para ello se realiza la medición de potencial tubo suelo

en el poste de registro más cercano.

Todo el alambre empleado en las mediciones CIPS debe ser recolectado del derecho de vía de

la línea y colocado en una manera apropiada.

Al finalizar las actividades de un día de trabajo, se debe llenar el formato de reporte diario, con el

objetivo de comparar el avance de trabajo, problemas asociados al derecho de vía y propietarios

del terreno. Así mismo permitirá la planeación de las actividades del día siguiente (se anexa

formato de reporte diario).

VII. CÁLCULO DE LA SEVERIDAD DE FALLAS EN EL RECUBRIMIENTO (%IR)

La severidad en términos del porcentaje IR de cada defecto del recubrimiento debe ser calculada

con las mediciones eléctricas hechas durante el levantamiento empleando la fórmula:

La amplitud de la señal DCVG de la tubería a tierra remota (P/RE), será calculada con la

siguiente fórmula:





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Donde:

S1= Amplitud o gradiente de la señal DCVG a tierra remota en el Poste 1.

S2= Amplitud o gradiente de la señal DCVG a tierra remota en el Poste 2.

d1= Distancia medida del poste 1 (podría ser cero al inicio de la línea).

d2= Distancia al poste 2.

dx= Distancia al defecto del recubrimiento desde el poste uno.

(Ver Figura 3).

VIII. ANÁLISIS DE DATOS

De acuerdo con los rangos establecidos por el fabricante de los equipos, los defectos pueden

clasificarse con base en su severidad de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 2. Clasificación de defectos de acuerdo al %IR

%IR Clasificación Propuesta de acción

0 a 15 Pequeña severidad Normalmente, no reparación

16 a 35 Mediana severidad Considerar la reparación

36 a 70 Mediana a larga severidad Reparación

71 a 100 Gran severidad Reparación lo antes posible

100 Gran área desnuda Investigación inmediata

La decisión para reparar un defecto debe estar basada en más que el uso del criterio de

severidad, una vez que se han identificado los parámetros críticos de un defecto de

recubrimiento, aquellos que están consumiendo más cantidad de corriente. De tal forma que la

reparación de estos defectos críticos, disminuirá la corriente eléctrica suministrada al ducto.

Los defectos críticos del recubrimiento de acuerdo a la prioridad de reparación pueden ser por lo

tanto definidas como:





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Prioridad 1. Fallas en el recubrimiento, en las cuales es conocido que hay un riesgo potencial de

pérdida de metal, sin tomar en cuenta su localización.

Prioridad 2. La identificación de fallas en el recubrimiento que están consumiendo mayor

corriente de protección, particularmente en zonas de baja Resistividad del Suelo.

Prioridad 3. La identificación de fallas críticas en el recubrimiento donde es probable que ocurra

corrosión. Este requiere de un análisis detallado de muchas fuentes de información. Las pérdidas

de metal ocurrirán más probablemente en fallas situadas en zonas más corrosivas,

particularmente donde los cambios en el tipo de suelo ocurren; las fallas que no reciben

suficiente corriente de protección y por tanto muestran actividad anódica, dando potenciales tubo

suelo que no cumplen con el mínimo establecido en el criterio para protección catódica de la

norma NRF-047-PEMEX-2007, párrafo 8.2.1.3 inciso a).

Prioridad 4. Las fallas en el recubrimiento con bajos potenciales tubo-suelo.

FIGURAS



+-

Defectos en el recubrimiento

Interruptor sincronizable

Fuente de poder DC

(Rectificador)

Cama de ánodos

+-

Defectos en el recubrimiento

Interruptor sincronizable

Fuente de poder DC

(Rectificador)

Cama de ánodos



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Figura 1. Representación de la instalación del interruptor en un sistema de protección catódica por

corriente impresa.





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Figura 2. Circuito del Rectificador y cama de ánodos con un Interruptor de corriente conectado



Ducto

Recubrimiento

Poste de prueba

Cadweld

Alambre magneto a poste de prueba

Electrodos

Equipo registradorAntena GPS

Ducto

Recubrimiento

Poste de prueba

Cadweld

Alambre magneto a poste de prueba

Electrodos

Equipo registradorAntena GPS



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Figura 3. Representación del equipo para levantamiento de potenciales a intervalos cortos.





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Figura 4. Representación gráfica de las variables en el cálculo del porcentaje de severidad %IR.



S1

S2

d1d2

dx

P/RE en el defecto

Defecto en el recubrimiento

Poste inicial Poste final

Distancia

Gra

dien

te

S1

S2

d1d2

dx

P/RE en el defecto

Defecto en el recubrimiento

Poste inicial Poste final

Distancia

Gra

dien

te



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Figura 5. Cuatro posibles tipos de defectos, el movimiento de la aguja determina su carácter o

comportamiento corrosivo.



1

2

3

12

3

1 2

3

1

2 3

1

2

3

Posición central de la aguja

Movimiento OFF

Movimiento ON

ComportamientoNULO/CATÓDICO

ComportamientoCATÓDICO/CATÓDICO

ComportamientoANÓDICO/ANÓDICO

ComportamientoANÓDICO/CATÓDICO

11

22

33

1122

33

11 22

33

11

22 33

11

22

33

Posición central de la aguja

Movimiento OFF

Movimiento ON

ComportamientoNULO/CATÓDICO

ComportamientoCATÓDICO/CATÓDICO

ComportamientoANÓDICO/ANÓDICO

ComportamientoANÓDICO/CATÓDICO



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ANEXO. Formato de actividades diarias





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8. REGISTRO DE CONTROL DE CAMBIOS.

DESCRIPCIÓN REVISIÓN FECHASin Cambios

0 Mayo / 09



inspeccion al rectificador

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