LIMPIEZA DE CAERIAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA

LIMPIEZA DE CAERIAS EN LA INDUSTRIA PETROLERADISEO MECANICO

VICTOR GUARDERASCORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERAAspectos GeneralesEl ingeniero que trabaja en problemas de corrosin necesita saber y tener un conocimiento bsico para reconocer la corrosin, como se produce, como impedir si severidad, que herramientas son necesarias, tcnica de inspeccin, variable de diseo que afectan a la corrosin, seleccin de materiales y aplicar la informacin del problema corrosivo, as como saber donde obtener ayuda.Todos los metales son susceptibles a sufrir el fenmeno de corrosin, no habiendo material til para todas las aplicaciones es 1) el oro es resistente a la atmsfera, pero se corroe si se pone en contacto con mercurio a temperatura ambiente. 2) el acero no se corro en contacto con el mercurio pero se oxida expuesto a la atmsfera.En termino tcnico, y simplificado la corrosin ha sino definida como la destruccin de un metal por reaccin qumica o electroqumica por el medio ambiente y representa la diferencia entre una operacin libre de problema con gastos en operaciones muy elevados.

Dentro de los aspectos econmicos tenemos: a).- Reposicion del equipo corroido.b).- Coeficiente de seguridad y sobre diseno para soportar la corrosion. c).- Mantenimiento preventivo como la aplicacion de recubrimientos. d).- Paros de produccion debidos a fallas por corrosion.e).- Contaminacion de productos.Dentro de los aspectos humanos y sociales tenemos:a).- La seguridad, ya que fallas violentas pueden producir incendios, explosiones y Liberacion de productos toxicos.b).- Condiciones insalubres por ejemplo, contaminaciones debido a productos del Equipo corroido o bien un producto de la corrosion misma.c).- Agotamiento de los recursos naturales, tanto en metales como en combustibles Usados para su manufacturera.d).- Apariencia, ya que los materiales corroidos generalmente son desagradables a la Vista. Naturalmente, estos aspectos sociales y humanos tambien tienen sus aspectos Economicos y podemos ver claramente que hay muchas razones para controlar la Corrosion.

Formas De La Corrosion.La corrosion ocurre en muchas y muy variadas formas, pero su clasificacion generalmente se basa en uno de los tres siguientes factores:1.- Naturaleza de la sustancia corrosive. La corrosion puede ser clasificada comohumeda o seca, para la primera se requiere un liquido o humedad mientras que pare la segunda, las reacciones se desarrollan con gases a alta temperatura.2.- Mecanismo de corrosion. Este comprende las reacciones electroquimicas o bien, 1 reacciones quimicas.3.- Apariencia del metal corroido. La corrosion puede ser uniforme y entonces el metal se corroe a la misma velocidad en toda su superficie.

La aplicacin de recubrimientos anticorrosivos en ductos de acero al carbn en plataformas marinas.ObjetivoEstablecer la metodologia a seguir para la aplicacion e inspeccion de proteccion anticorrosiva de ductos de acero al carbon que transportan hidrocarburos en ambientes marinos y costerosMediante esta metodologia se pretende lograr:a) Prevenir la corrosion exterior en ductos y sus accesorios en plataforma inmediatamente despues de su construccion o durante esta, asi como una vez que hayan sido terminados trabajos de mantenimiento como el de sustitucion de algn tramo o accesono durante el periodo de servicio del ducto.

b) La prevencion de corrosion exterior en tuberias en plataforma se llevar a cabo mediante la aplicacion de recubrimientos anticorrosivos complementados en la linea regular submarina con sistemas de proteccion catodica. Se debe poner especial atencion para atenuar los efectos de corrientes parsitas en caso de confirmar su existencia.AlcanceEl presente procedimiento es aplicable a todas las actividades del area de pintura que impliquen trabajos de limpieza, aplicacion de recubrimientos primarios, enlaces y/o acabados en las estructuras metlicas, tuberias de proceso y servicio, asi como los accesorios de tuberias y que requieran ser inspeccionadas.

Area De AplicacinAplica a las actividades del area de limpieza y aplicacion de recubrimientos anticorrosivos en ductos en plataforma o en instalaciones superficiales en tierra como trampas de diablos, vlvulas de seccionamiento, arribos playeros, etc. Donde se requiera la proteccion contra la corrosion exterior de ductos en ambientes marinos y costeros.Proposito de las normasSe reforma el reglamento anterior Decreto 2.211) por considerar necesario establecer mecanismos que orienten la gestin de la generacin, manejo y depsito o tratamiento de desechos peligrosos hacia la reduccin de la generacin, el fomento del reciclaje, re uso y aprovechamiento bajo la forma de materiales peligrosos recuperables y el tratamiento y disposicin final, cumpliendo con las medidas de seguridad para que no constituyan una amenaza

El propsito y objeto del nuevo Decreto es el de regular la recuperacin de materiales peligrosos y el manejo de desechos, cuando ambos presenten caractersticas, composicin o condiciones peligrosas y por ende constituyan una fuente de riesgo para la salud y el ambiente El Decreto regula dos aspectos: Materiales recuperables y desechos, siempre que presenten lambito de AplicacinEl Decreto es aplicable a toda persona, natural o jurdica, pblica o privada, que genere, maneje o transporte y trate materiales peligrosos recuperables o desechos .Los que no sean radiactivos (estos estn regulados por decreto N 2.210).Caractersticas de peligrosidad Las caractersticas de peligrosidad estan especifcadas en el decreto, y son: explosivos, inflamables, corrosivos, txicos (venenos , sustancias infecciosas, ecotxicos y oxidantes. Ahora bien, la peligrosidad de un material es dada tambien por la fuente generadora de donde provenga, en otras palabras, actividades susceptibles de degradar el ambiente.

Fuente de Riesgo:,Cada tipo de desechos y materiales se regulan como una fuente de riesgo para la salud humana y para el ambiente. Dependiendo de las caractersticas y propiedades peligrosas de los materiales o desechos habrn diferentes clases de riesgos.SancionesEl Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables, siguiendo las disposiciones de la Ley Orgnica del Ambiente, puede ordenar la aplicacin de medidas de seguridad en el momento y el lugar que le parezca sean necesarias, sin perjuicio de la responsabilidad establecida en la Ley Penal del Ambiente.

Ambiente:Ripios o fluidos en Base Agua:La disposicin de los ripios o fluidos de perforacin en base agua se puede hacer de las siguientes formas:a.- Confinamiento en el suelo; b.- Esparcimiento en suelos;c.- Disposicin final en cuerpos de aguas superficiales;d.- Inyeccin en acuferos no aprovechables, yacimientos petroleros o acuferos

Ripios o Fluidos en Base a Aceites:La disposicin de los ripios o fluidos de perforacin elaborados en base a aceites minerales de emulsin inversa o que contengan aceites de motor u otro tipo de hidrocarburos, podr hacerse siguiendo las siguientes practicas:a.- Inyeccin en acuferos no aprovechables, yacimientos petroleros o acuferos asociados;b.- Biotratamiento;

Almacenamiento y Disposicin Final: Las fosas que se utilicen para el almacenamiento durante la perforacin de pozos, debern someterse al proceso de sellado en un lapso no mayor de 1 ano despus de completada la actividad de perforacin, de acuerdo a la evaluacin ambiental.Todo tipo de almacenamiento de cualquier clase de desechos generados en actividades de exploracin y produccin de petrleo deber realizarse asegurndose que no presentaran ningn tipo de riesgo para la salud humana o el ambiente.El generador de desechos peligrosos provenientes de las actividades de exploracin y produccin de petrleo deber presentar un plan de cumplimiento que garantice que las reas donde sern almacenados y dispuestos los desechos generados estn acondicionadas para dicho proceso, en - la zona donde fueron generados o en otra cercana que rena las condiciones necesanas.-6.- Medidas de Monitoreo y Control:a.- Perforacin de pozos a nivel de acuferos aprovechables;b.- Realizacin de pruebas de toxicidad empleando bioindicadores acuticos o terrestres;c.- mediciones de compuestos voltiles en aire;d.- otras evaluaciones que estime procedentes para casos de almacenamiento y disposicin final indicadas en este capitulo.

7.- Manejo:Todos los desechos que hayan estado almacenados para la fecha de la promulgacin de este Decreto se manejarn de acuerdo a estas normas y disposiciones.8.- TransporteEI transporte de dichos desechos podr efectuarse bajo la supervisin de una empresa manejadora o del generador del desecho por medio de los siguientes vehculos:a.- vehculos propiedad del generador, acondicionados para transportar estos desechos;

Fallas Ocurridas y estado de Corrosin

Falla por corrosin el linea de recoleccin de gas 16 nivel de 60 # Estacin Carito Planta de Compresin Muscar.Presencia de Productos de corrosin y picaduras sectorizadas sobre la tubera. Fue necesario a reemplazar la seccin de tubera e instalar proteccin catdica en las secciones parcialmente enterradas.Falla en oleoducto 20 desde estacin Musitan a Patio de Tanques Travieso (PTT).Se identifico un proceso corrosivo externo caracterizado por la agresividad del suelo, generalizado sobre la superficie del tubo y manifestado en forma de picaduras, con un 72% de perdidas de espesor con respecto al nominal, lo que limit la presin de operacin y conllev a la falla.

Falla en la linea de recilaccin de crudo 10 desde el multiple de campo que fluye a la Estacin de Flujo Muri (MEF - 1)Generada por Fenmenos corrosivos con desgaste externo pronunciado y corrosin en espacios confinados por ser una tubera con juntas roscada,Correctivos y preventivos empleados

Aplicacin de revestimientos.Se realizaron perfiles de temperatura en las diferentes tuberas con problemas de corrosin, para determinar el nivel trmico mximo que permitira seleccionar el revestimiento a aplicar. La utilizacin de reversimientos epoxi termifundente ha presentado buen desempeo.Proteccin CatdicaSe han realizado estudios de suelo para disear sistemas de proteccin catodica por corriente impresa, cuya instalacin ha permitido una proteccin efectiva de las tuberas minimizando el efecto corrosivo del suelo.

ConclusionesLas FALLAS ocurridas en los sistemas de transmisin de gas y produccin descritos se generaron por un proceso corrosivo del suelo sobre la superficie externa de las tiberinas, debido a las condiciones de acidez cuto grado de severidad del proceso es independiente de los altos valores de resistividad determinados.

RecomendacionesSe recomend la instalacin de sistemas de control de corrosin externa, reversimientos adecuados a la temperatura de operacin y proteccin catdica, corriente impresa precio estudio de resistividades de suelo, para disear sistemas catdicos que minimicen el efecto corrosivo del suelo y conlleven a obtener potenciales de polarizacin catdica que permitan proteger las tuberas enterradas en el Area Norte de Monagas

Evaluacin Del ProblemaProcedimiento de Inspeccin: Descubrir las lneas de flujo de los pozos que fueron instaladas con revestimientos no aplicables para altas temperaturas de operacin y as determinar la ocurrencia de posibles fenmenos corrosivos que conlleven al desgaste externo del material.Determinacin de la influencia corrosiva del suelo a la profundidad de ubicacin de las lneas de flujo.Inspeccin del revestimiento epxico termofundente, aplicado a las lineas de flujo de los pozos FUC-4 y CRC-11 para determinar su desempeo a altas temperaturas.Realizacin de un estudio para definir el potencial mximo de desprendimiento catdico.

Actividades EjecutadasMedicin de espesores en cada seccin de linea de flujo descubiertaMedicin de temperatura externa en cada seccin de linera descubiertaInspeccin visual del revestimiento de cada una de las secciones de lneas de flujo descubiertasMuestreo del sustrato (arena) cercano a la superficie de la linea para realizar anlisis fisicoqumicos y determinar la agresividad corrosiva puntual del suelo.Pruebas Metalograficas en los productos de corrosin externa para observar el debilitamiento de la estructura interna (limites granos). Del material por defecto de la alta temperatura de la linea.Seguimiento Operacional Para El Control De CorrosionSe estableci un programa de instalacin de empacaditas aislantes en las juntas bridadas a nivel del cabezal del pozo y mltiple de estacin con la finalidad de mitigar las fugas de corrientes catdicas hacia el revestidor del pozo, permitiendo obtener niveles de proteccin ms negativas a 850mV.Actualmente se procede a realizar perfiles de temperatura externa medida sobre cada linea de flujo con la finalidad de determinar aquellas lneas cuyo revestimiento esta soportando rgimen permanente de temperaturas mayores a 230F y posteriormente realizar excavaciones para descubrirlas e inspeccionar el desempeo de la resina epxica termofundente en funcin del tiempo en servicio.ResultadosLos resultados de las pruebas permitieron definir el comportamiento del epoxi-poliamdico termofundente con respecto a las temperaturas de las lneas de flujo de estos dos (2) pozos (FUC 4 y CRC - 11), que a pesar de la prdida de brillo y un oscurecimiento de la resina, no se observ la presencia de quemaduras, ampollas, ni corrosin externa.

ConclusionesLas fallas ocurridas por corrosin externa en las lneas de flujo de los pozos en el rea Norte de Monagas, fueron ocasionadas por la exposicin directa de las superficies externas a las condiciones fisicoqumicas del suelo: Acidez y humedad, causado por el deterioro del revestimiento debido a la alta temperatura de operacin, la cual conllev a un proceso de desgaste acelerado de las tuberas.

IntroduccinLas acciones que desarrollan las empresas productoras de petrleo y gas, no solo involucran los aspectos relacionados con los procesos de extraccin, sino tambin aquellas acciones necesarias para proteger sus instalaciones. En este sentido, se vuelve muy importante conocer el estado de las lneas y caeras de conduccin de sus yacimientos (pipeline integrity), de manera de reducir o evitar las probabilidades de fallas o prdidas de las mismas.

Para conocer el grado de integridad de las caeras y lneas de conduccin se recurre a mtodos de inspeccin conocidos como In-Line Inspection (ILI) o inspeccin en lnea. Si bien no existe un nico mtodo que permita obtener toda la informacin necesaria para evaluar el verdadero estado de una caera, una tcnica difundida y no destructiva de inspeccin y medicin de espesores es mediante el uso de chanchos o scrapers inteligentes (smart pigs) basados en el principio de Prdida de Flujo Magntico (Magnetic Flux Leak, MFL). Puesto que las suciedades en el interior de las caeras pueden atascar los sensores o provocar errores de lectura, se vuelve un requisito previo contar con caeras limpias, dado que cuanto mayor sea el grado de limpieza, mejor ser la interpretacin de resultados y la evaluacin del estado del sistema.

No solo importante para la recoleccin de datos de inspeccin confiables, el grado de limpieza del interior de las caeras tambin tiene influencia en los programas de tratamiento qumico. Independientemente de la modalidad de un tratamiento qumico (batch o contnuo), cuando los productos utilizados no llegan a la superficie del metal sobre la que deben actuar, es probable que el tratamiento no est siendo aprovechado dentro de un programa de integridad de ductos. Por ejemplo, si un inhibidor de corrosin flmico, no se adhiere sobre la superficie de un metal o un tratamiento bactericida no accede a las colonias de bacterias que se estn tratando de eliminar, es probable que no estemos obteniendo los resultados deseados y lo que es peor an, que no nos estemos dando cuenta.

Limpiezas mecnica de caerasLa limpieza mecnica con scrapers (mechanical pigging) de acueductos y oleoductos se emplea para mantener limpia de slidos e incrustaciones, la superficie interna de una caera. Adicionalmente, nos sirve como fuente de informacin acerca del estado de la misma y eventualmente, decidir sobre la aplicacin del algn tratamiento qumico o seleccin de materiales adecuados.

Desde el punto de vista de la limpieza, el buen funcionamiento de una caera depende del factor de friccin y dimetro interno de la misma. En algunos casos, cuando se realizan pasadas frecuentes de un scraper, se puede mantener el dimetro interno de una caera prcticamente en su estado original. No obstante, dependiendo del tipo de ensuciamiento, el dimetro interno de la caera no necesita ser substancialmente reducido para afectar la eficiencia de flujo de la caera, sino que el ensuciamiento puede afectar o modificar su factor de friccin o bien influir sobre la calidad del fluido transportado.

La accin de limpieza de los scrapers depende de sus caractersticas mecnicas y constructivas y de la composicin y dureza del material depositado en el interior de la caera. Los scrapers, tambin denominados chanchos, estn diseados para empujar el material y los slidos sueltos dentro de la caera y para desprender los depsitos y ensuciamiento adheridos sobre las paredes de la misma. Estas dos funciones se desarrollan mediante el sellado que asegura que el scraper circule por empuje del fluido, y las fuerzas de friccin que remueven los slidos de las paredes interiores. Los parmetros constructivos que influyen sobre el grado de sellado y esfuerzos ejercidos por un scraper son: dimetro, materiales de fabricacin y dureza de los mismos, tipo de contacto, forma y estilo de montaje, y tamao y dureza de los cepillos y rascadores utilizados.

La accin de limpieza de un pig de espuma de poliuretano (tambin llamados polly-pigs) es debida a los esfuerzos de friccin ejercidos sobre las paredes de la caera. Generalmente, el dimetrodelscraper es levementemayor que el dimetro interno de la caera y la presin ejercida por el fluido en la parte trasera del scraper lo comprimeen forma longitudinal, aumentandola fuerza sobre las paredes.

El sello que se obtiene con la caera es tal que permite el pasaje o by-pass de pequeos volmenes de fluido a alta velocidad, aumentando el barrido de los slidos desprendidos, y alejndolos de la cabeza del pig. Los polly-pigs (Tabla 1) tienen densidades que varan entre32 y 160 kg/m3 de acuerdo a su aplicacin. Los mismos pueden estar recubiertos de poliuretanos de mayor dureza, en forma espiralada y con cepillos de alambre o carburo de silicona para conferirle mayor accin abrasiva. La principal ventaja de los polly-pigs es que son relativamente baratos, flexibles, compresibles, expandibles y livianos, pudiendo viajar a travs de caeras de diferentes dimetros, codos a 90 de radio corto y vlvulas. No pueden utilizarse ms de una vez y pueden usarse como calibre previo al paso de otro tipo de scrapers.

Los scrapers con cuerpo metlico (acero o aluminio) (Tabla 2) estn provistos con copas o discos que cumplen la funcin de sello hidrulico y cepillos de alambre o cuchillas de poliuretano o metal para las funciones de limpieza y rascado. Una ventaja de estos tipos de chanchos es que pueden ser reutilizados cambiando las copas o discos de sellos y los cepillos y cuchillas. Estos scrapers suelen tener agujeros de by-pass en su nariz o cabeza para que el fluido pase a travs de los mismos y mantenga en suspensin los slidos arrastrados que quedan por delante del mismo.

Los chanchos slidos con cuerpo de fundicin se fabrican generalmente en poliuretano (Tabla 3), aunque tambin pueden fabricarse en neoprene, nitrilo, vitn y otros elastmeros elsticos. Generalmente se emplean como scrapers de sellado, aunque algunos diseos con copas, discos y cepillos pueden usarse para la remocin de lquidos (condensados, agua, etc.) en gasoductos o para el control de depsitos parafnicos en caeras de conduccin de hidrocarburos lquidos.

Limpiezas Qumicas y CombinadasEn general, una operacin de limpieza de caeras requiere conocer las caractersticas del ensuciamiento a remover y la seleccin del mtodo ms adecuado, ya sea mecnico, qumico o una combinacin de ambos. La naturaleza de los depsitos difiere, ya sea si se trata de un acueducto o un oleoducto y consecuentemente depender el mtodo y los productos qumicos de limpieza ms convenientes en cada caso. Hay situaciones donde las limpiezas mecnicas no son efectivas o, si los sistemas no cuentan con las correspondientes lanzaderas y receptores de scrapers, son directamente inviables y se debe recurrir a limpiezas qumicas. Desde el punto de vista de la composicin y el grado de adherencia de los depsitos, las limpiezas qumicas pueden resultar ms efectivas que la accin abrasiva de una limpieza mecnica, o bien casi la nica alternativa viable cuando se trate de caeras con recubrimiento interior. En este ltimo caso, para evitar un posible dao por la accin mecnica de un scraper, se recurre a productos qumicos especficos, puesto que segn la naturaleza del ensuciamiento, se puede actuar sobre sus propiedades fsico-qumicas.

Entre varios factores, la prdida de eficiencia de una limpieza mecnica con scrapers puede atribuirse a una incorrecta seleccin del tipo de scraper, al procedimiento operativo implementado, y a la naturaleza y/o localizacin del ensuciamiento. A veces los depsitos pueden empastar los cepillos de un scraper o bien, alojarse en un pitting y quedar un tanto inaccesible para cepillos y/o rascadores, o la dureza y/o grado de adherencia de las incrustaciones y depsitos es mayor que la fuerza que ejerce un scraper con sus cepillos o rascadores. En estos casos, cuando las fuerzas que se ejercen no son suficientes, la limpieza mecnica se puede combinar con el uso de productos qumicos para lograr un efecto tensioactivo, de dispersin, disolucin o desintegracin de los materiales depositados, que puedan luego, ser arrastrados o removidos mecnicamente.

En una limpieza qumica y mecnica combinadas, los productos qumicos ayudan a remover por pasada una mayor cantidad de suciedad que la que se podra eliminar con una limpieza mecnica exclusivamente, sin considerar que adems, los slidos desprendidos y sin dispersar o disolver delante del chancho, pueden atorarlo dentro de la caera. Tambin se debe tener en cuenta que en las operaciones de limpieza qumica o mecnica, dichos slidos involucran el manejo de efluentes. Adems, en una limpieza de lneas se pueden generar efluentes con emanaciones de H2S, que afectan las condiciones de seguridad en superficie. En estos casos, se pueden disear tratamientos para disolver el ensuciamiento de origen bacteriano, reaccionar con el gas sulfhdrico y disminuir o evitar dichos efluentes.

Para la seleccin de scrapers y la formulacin de soluciones de limpieza, es necesario contar con datos e informacin de las caeras y el ensuciamiento. Como la composicin y cantidad de ensuciamiento, el diseo de las instalaciones, y el tiempo que se puede tener un sistema fuera de servicio difieren en cada caso, no existe un procedimiento nico a aplicar. Podemos no obstante, basarnos en un programa general de limpieza para elaborar un procedimiento especfico y en el cual pueden intervenir varias de las siguientes etapas:

1)Relevamiento: Se recopilan datos de ingeniera bsica y de detalle, diagramas e inspeccin del sistema a limpiar2)Recoleccin, anlisis y ensayos de m uestras: Se toman muestras de los depsitos e incrustaciones en el interior de la caera para realizar los anlisis y ensayos correspondientes.3)Procedimiento: Se selecciona el mtodo de limpieza (qumica, mecnica o combinada), se especifican requerimientos operativos y logsticos y se desarrolla un procedimiento especfico. El programa especfico de limpieza se confecciona en funcin de las particularidades de cada sistema, ajustado a sus caractersticas y restricciones.4)Ejecucin: Se realizan maniobras operativas tales como bloqueo de lneas, instalacin de scrapers, bombeo de productos qumicos y fluidos de desplazamiento, control de emisiones de gases txicos, toma de muestras, recepcin de scrapers y efluentes.5)Evaluacin de resultados: Se procede al relevamiento de presiones, caudales, inspecciones visuales, etc., para contar con informacin visual del estado final del sistema y poder evaluar la efectividad de la limpieza, dado que en muchas oportunidades, los sistemas pueden requerir varias pasadas de scrapers y/o reformulacin de los tratamientos qumicos.

Conclusin En sntesis, en funcin de los diversos factores inherentes al diseo de operaciones de limpieza de caeras, la utilizacin de productos qumicos junto con scrapers podr resultar en una operacin ms eficiente y/o superar las limitaciones de aplicar nicamente mtodos mecnicos de limpieza.