oct-2011 diseño de un taller para la recalificación y recarga de

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA

“JOSÉ SIMEÓN CAÑAS”

DISEÑO DE UN TALLER PARA LA RECALIFICACIÓN Y

RECARGA DE RESERVORIOS DE LOS TOBOGANES DE

EVACUACIÓN DE LOS AVIONES AIRBUS A-319/320/321

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREPARADO PARA LA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

PARA OPTAR AL GRADO DE:

INGENIERO MECÁNICO

POR:

LUIS ENRIQUE EGUIZÁBAL MÉNDEZ

DIEGO RICARDO SALES CORADO

OCTUBRE 2009

ANTIGUO CUSCATLÁN, EL SALVADOR, C.A.

RECTOR

JOSÉ MARÍA TOJEIRA, S.J.

SECRETARIO GENERAL

RENÉ ALBERTO ZELAYA

DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

EMILIO JAVIER MORALES QUINTANILLA

COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

MARIO WILFREDO CHÁVEZ MOLINA

DIRECTOR DEL TRABAJO

LUIS ROBERTO DELEÓN RUÍZ

LECTOR

MIGUEL ÁNGEL ARMANDO DÍAZ VÁSQUEZ

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos primeramente a Dios por permitirnos alcanzar este logro, a nuestros padres por todo

su apoyo, a nuestro director y amigo el Ing. Luis Roberto Deleón Ruíz, al Ing. Miguel Ángel

Armando Díaz Vásquez por abrirnos las puertas de AEROMAN, a todo el personal técnico de dicha

empresa que colaboró y a todos los catedráticos de la universidad que aportaron para la

realización del presente.

Gracias a todos.

Luis y Diego.

DEDICATORIA

Dedico el presente trabajo de graduación a:

Dios Todopoderoso, por estar siempre a mi lado y darme todo lo que tengo.

Mi padre Jobel Darío Eguizábal Altuve, por su ayuda incondicional y sus sabios consejos.

Mi madre Blanca Edith Méndez, por todo su apoyo y palabras de aliento.

A todos los maestros que colaboraron en la realización de este trabajo.

Y a todos aquellos que aportaron para la elaboración del presente.

Luis.

i

RESUMEN EJECUTIVO

El presente trabajo de graduación consiste en el diseño de un taller de componentes para llevar a

cabo los procedimientos de recalificación y recarga de reservorios presurizados, que forman parte

de los sistemas de evacuación de pasajeros instalados en los aviones Airbus A-319/320/321 y se

utilizan para iniciar el proceso de inflado de los toboganes de dichas aeronaves.

Este taller de reservorios ha sido diseñado para la empresa AEROMAN, que es la única compañía

en el país dedicada a brindar servicios de mantenimiento y reparación a aeronaves comerciales, y

cuyas instalaciones se encuentran ubicadas en el Aeropuerto Internacional de Comalapa, en el

departamento de La Paz.

El interés por desarrollar una instalación de este tipo, surge como parte del proceso de expansión

que se está llevando a cabo actualmente en la empresa, a partir del cual se están ampliando las

operaciones y a la vez se están diversificando los tipos de servicios que se proveen a los clientes.

El caso particular del taller de reservorios es parte de la expansión que se está realizando en el

área de componentes, en donde junto a los diversos proyectos que ya se están impulsando,

existen planes para brindar servicios de mantenimiento a los sistemas de evacuación de los

aviones comerciales.

En la industria aeronáutica, a diferencia de otros sectores productivos, existen regulaciones muy

estrictas en todos los aspectos relacionados al mantenimiento de las aeronaves, debido a las

implicaciones catastróficas que puede llegar a tener cualquier tipo de falla o desperfecto, en caso

que este se presentará durante un vuelo; de tal forma que todos los procedimientos de

mantenimiento, así como los requerimientos y condiciones que deben respetarse durante estas

operaciones están claramente definidos en diversas normativas y su cumplimiento debe ser

riguroso. El mantenimiento de los sistemas de evacuación no es la excepción, de modo que es

necesario considerar dichas normas al momento de diseñar un taller para este fin, tanto en la

definición de los procedimientos como en las características de las instalaciones y equipos a

utilizar.

La finalidad del presente documento es definir las consideraciones de diseño necesarias para que

se pueda construir un taller que cuente con las capacidades básicas para poder llevar a cabo las

operaciones de recalificación y recarga de los reservorios, en conformidad con todas las normas y

regulaciones vinculantes.

ii

En primer lugar, basándose en las recomendaciones de mantenimiento definidas por el fabricante

de los sistemas de evacuación (Air Cruisers/Aérazur), se ha establecido un procedimiento general

que permita llevar a cabo el proceso de recalificación de los reservorios; en este proceso, se

inspecciona detenidamente y se prueba hidrostáticamente los cilindros, para garantizar que aún

conservan la resistencia mecánica y estanqueidad que es necesaria para el funcionamiento de los

sistemas de evacuación.

De igual forma se ha definido el procedimiento que permite recargar los reservorios recalificados,

según las condiciones de operación requeridas para el inflado de los toboganes; de manera que

estos puedan ser reinstalados en el sistema de evacuación y puestos de vuelta en servicio. Para

ambos casos, además de las recomendaciones del fabricante, se han considerado todas las

normas aplicables (panfletos CGA, normas CFR y DOT Exemptions) que establecen los

parámetros y condiciones según las cuales deben llevarse a cabo las diferentes etapas de los

procedimientos.

Luego se han definido las características físicas básicas con que debe contar el local del taller de

reservorios, así como los equipos, herramientas y materiales que son necesarios en los

procedimientos de recalificación y recarga o que facilitan la realización de los mismos. Para que la

ejecución de cada una de las etapas que conforman los procedimientos pueda ser realizada de

una forma efectiva y segura, se ha establecido para el taller seis áreas de trabajo, dentro de las

cuales se realizan todas aquellas tareas que están directamente relacionadas entre sí y en donde

se agrupan y ubican todos los equipos y herramientas que son necesarios para poder llevarlas a

cabo. Para cada una de las áreas se han definido las características operativas y propiedades con

que deben contar estos equipos, tales como dimensiones, materiales, capacidad, etc., según las

condiciones particulares de cada caso. La mayoría de los equipos necesarios deben adquirirse

comercialmente, bien sea para utilizarlos directamente en el taller o para el ensamblaje de otros

sistemas más complejos, mientras que existen ciertos elementos que se recomienda sean

fabricados localmente, según especificación; para estos casos el diseño detallado de los mismos

se presenta posteriormente.

También se ha considerado la distribución en planta más adecuada para las áreas de trabajo

designadas, con base a las características particulares del procedimiento establecido; de forma

que la ubicación de cada área corresponda al orden lógico del flujo de trabajo de los procesos y

permita llevar a cabo cada etapa de la recalificación y recarga de forma eficiente.

En el diseño del local del taller también se ha considerado la ubicación y el dimensionamiento de

las instalaciones de aquellos servicios auxiliares, tales como agua potable, aire comprimido,

desagüe y distribución de gases, que son necesarios para la realización de los procedimientos y el

iii

funcionamiento de los equipos. En esta parte del diseño se especifican las características,

materiales, tipos de conexión, montaje e instalación de los equipos que deben utilizarse en estos

sistemas, según las condiciones particulares de operación que se presenta para cada uno de los

casos.

A continuación se incluye el diseño detallado de aquellos equipos del taller que previamente se

determinó que serían fabricados localmente; en esta parte se especifican todos los aspectos

requeridos para su construcción, tales como dimensionamiento completo, materiales a utilizar,

procedimientos de manufactura, ensamblaje, etc. Para cada uno de los equipos de fabricación

local, se han incluido todos los planos de construcción correspondientes, en los que se detallan

todos los aspectos anteriormente mencionados.

ÍNDICE

RESUMEN EJECUTIVO ..................................................................................................................... i

ÍNDICE DE TABLAS .......................................................................................................................... ix

ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................... xiii

SIGLAS ............................................................................................................................................ xix

ABREVIATURAS ............................................................................................................................. xxi

PRÓLOGO ..................................................................................................................................... xxiii

CAPÍTULO 1: MARCO DE REFERENCIA ......................................................................................... 1

1.1 INTRODUCCIÓN: TOBOGANES DE EVACUACIÓN ........................................................ 1

1.1.1. Elementos que conforman los toboganes de evacuación: ................................................ 1

1.1.2. Principio de funcionamiento: ............................................................................................. 2

1.1.3. Disponibilidad operacional y mantenimiento: .................................................................... 2

1.1.4. Acerca de Aeroman: ......................................................................................................... 4

1.2 OBJETIVOS: ...................................................................................................................... 5

1.2.1. Objetivo General: .............................................................................................................. 5

1.2.2. Objetivos Específicos: ....................................................................................................... 5

1.3 LIMITES Y ALCANCES: ..................................................................................................... 5

1.4 LIMITANTES: ..................................................................................................................... 6

CAPÍTULO 2: PROCESO DE RECALIFICACIÓN Y RECARGA DE LOS RESERVORIOS .............. 7

2.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS RESERVORIOS: ............................................................... 7

2.1.1. Aspectos generales: ......................................................................................................... 7

2.1.2. Características de los sistemas de inflado: ....................................................................... 8

2.1.3. Especificaciones de los reservorios .................................................................................. 9

2.1.4. Normativas que aplican a los reservorios de los toboganes: .......................................... 11

2.2 PROCESO DE RECALIFICACIÓN DE LOS RESERVORIOS: ........................................ 13

2.2.1. Generalidades del proceso: ............................................................................................ 13

2.2.2. Prueba hidrostática: ........................................................................................................ 13

2.2.3. Diagrama del proceso de recalificación de reservorios: ................................................. 14

2.2.4. Descripción del procedimiento de recalificación de reservorios: ..................................... 16

2.3 PROCESO DE RECARGA DE LOS RESERVORIOS: .................................................... 31

2.3.1. Generalidades del proceso: ............................................................................................ 31

2.3.2. Diagrama del proceso de recarga de reservorios: .......................................................... 31

2.3.3. Descripción del procedimiento de recarga de reservorios: ............................................. 33

CAPÍTULO 3: DISEÑO DE LA INSTALACIÓN DEL TALLER DE RESERVORIOS ........................ 45

3.1 DISEÑO DE LAS ÁREAS DE TRABAJO DEL TALLER ................................................... 45

3.1.1. Consideraciones del diseño: ........................................................................................... 45

3.1.2. Áreas de trabajo: ............................................................................................................. 47

3.2 UBICACIÓN Y DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DEL TALLER DE RESERVORIOS ........... 93

3.2.1. Ubicación del taller: ......................................................................................................... 93

3.2.2. Consideraciones de la distribución en planta: ................................................................. 95

3.2.3. Distribución de las áreas de trabajo del taller ................................................................. 98

3.3 CARACTERÍSTICAS DE LAS INSTALACIONES AUXILIARES DEL TALLER .............. 102

3.3.1. Red de distribución de agua potable: ............................................................................ 102

3.3.2. Sistema de drenaje del taller: ........................................................................................ 107

3.3.3. Red de distribución de aire comprimido: ....................................................................... 115

3.3.4. Sistema de recarga de N2 y CO2: .................................................................................. 124

CAPÍTULO 4: DISEÑO DE LOS EQUIPOS DEL TALLER DE RESERVORIOS ........................... 141

4.1 CONSIDERACIONES DEL DISEÑO .............................................................................. 141

4.2 ÁREA 2: PREPARACIÓN PARA LA PRUEBA HIDROSTÁTICA ................................... 142

4.2.1. Mesa de trabajo para inspección y desmontaje de válvula: .......................................... 142

4.2.2. Prensa vertical de cadena ............................................................................................. 145

4.3 ÁREA 3: PRUEBA HIDROSTÁTICA .............................................................................. 150

4.3.1. Banco de pruebas hidrostáticas .................................................................................... 150

4.3.2. Tanque de prueba hidrostática: .................................................................................... 169

4.3.3. Tanque de descarga ..................................................................................................... 178

4.4 ÁREA 4: SECADO Y RECALIFICACIÓN ....................................................................... 180

4.4.1. Mesa de trabajo, vaciado y secado de reservorios ....................................................... 180

4.5 ÁREA 5: RECARGA ....................................................................................................... 183

4.5.1. Mesa de trabajo para montaje de válvula y recarga ..................................................... 183

4.5.2. Tanque de enfriamiento para carga de N2 ................................................................... 186

4.5.3. Jaula de retención de reservorios ................................................................................. 187

4.5.4. Prensa horizontal de cadena ........................................................................................ 189

4.6 ÁREA 6: EMPACADO Y ALMACENAMIENTO .............................................................. 191

4.6.1. Mesa para empaquetado de reservorios ...................................................................... 191

CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 195

RECOMENDACIONES .................................................................................................................. 197

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 199

ANEXOS

ANEXO A: TABLAS, GRÁFICOS Y SIMBOLOGÍA.

ANEXO B: LISTADO DE COMPONENTES Y PRESUPUESTO

ANEXO C: PLANOS DE CONSTRUCCIÓN

ix

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1: Capacidad de los reservorios ............................................................................................ 9

Tabla 2.2: Ejemplo de características de especificaciones DOT ..................................................... 10

Tabla 2.3: Características de los reservorios, según exención. ....................................................... 11

Tabla 2.4: Presiones de pre-prueba para reservorios ...................................................................... 27

Tabla 2.5: Presiones de prueba para reservorios ............................................................................ 28

Tabla 2.6: Torque recomendado para instalación de válvula .......................................................... 33

Tabla 2.7: Valores de carga de CO2 ................................................................................................ 38

Tabla 2.8: Valores de carga de N2, peso total y purga. .................................................................... 39

Tabla 2.9: Presión real de referencia para recarga .......................................................................... 41

Tabla 3.1: Inmobiliario de oficina ..................................................................................................... 49

Tabla 3.2: Documentación obligatoria para talleres de recalificación .............................................. 49

Tabla 3.3: Características de la estantería de recepción ................................................................. 50

Tabla 3.4: Dimensiones recomendadas para contenedores “Bin box” ............................................ 51

Tabla 3.5: Dimensiones de la mesa de trabajo del área #2. ............................................................ 52

Tabla 3.6: Herramientas requeridas en Área # 2. ............................................................................ 53

Tabla 3.7: Materiales consumibles requeridos en Área # 2. ............................................................ 53

Tabla 3.8: Elementos de la toma de agua en Área # 2. ................................................................... 55

Tabla 3.9: Capacidad de carga del tecle. ......................................................................................... 56

Tabla 3.10: Componentes del tecle ................................................................................................. 57

Tabla 3.11: Componentes del circuito de baja presión .................................................................... 60

Tabla 3.12: Componentes del circuito de alta presión ..................................................................... 61

Tabla 3.13: Componentes del circuito neumático del banco de prueba .......................................... 62

Tabla 3.14: Componentes del tanque de pruebas ........................................................................... 66

Tabla 3.15: Dimensiones de la mesa de trabajo del área #4 ........................................................... 68

Tabla 3.16: Herramientas requeridas en Área # 4. .......................................................................... 69

Tabla 3.17: Materiales consumibles requeridos en Área # 4. .......................................................... 70

Tabla 3.18: Dimensiones del horno de secado ................................................................................ 70


Tabla 3.20: Herramientas requeridas en Área # 5. .......................................................................... 73

Tabla 3.21: Materiales consumibles requeridos en Área # 5. .......................................................... 74

Tabla 3.22: Características de la báscula. ....................................................................................... 75

Tabla 3.23: Características del nitrógeno comercialmente disponible ............................................. 77

Tabla 3.24: Características del Dióxido de Carbono comercialmente disponible ............................ 78

Tabla 3.25: Características de los cilindros para almacenamiento de gas ...................................... 78

Tabla 3.26: Cantidad de reservorios idealmente recargables por cada cilindro de gas ................... 78

x

Tabla 3.27: Presiones de reservorio para recarga con CO2 ............................................................. 79

Tabla 3.28: Presiones finales de reservorio para recarga completa ................................................ 79

Tabla 3.29: Especificaciones del booster para CO2 ......................................................................... 80

Tabla 3.30: Especificaciones del booster para N2 ............................................................................ 81

Tabla 3.31: Gas no recuperable de los cilindros de almacenamiento .............................................. 83

Tabla 3.32: Capacidad de recarga, según almacenamiento. ........................................................... 83

Tabla 3.33: Componentes de la alimentación de aire comprimido de los boosters ......................... 85

Tabla 3.34: Componentes del circuito de suministro de gases: ....................................................... 87

Tabla 3.35: Componentes de la red de distribución de gas: ............................................................ 88

Tabla 3.36: Componentes del tanque de enfriamiento. ................................................................... 90


Tabla 3.38: Dimensiones disponibles para el taller .......................................................................... 93

Tabla 3.39: Accesorios de la red de agua potable ......................................................................... 104

Tabla 3.40: Accesorios de la línea principal de la red de desagüe ................................................ 113

Tabla 3.41: Accesorios de los ramales de la red de desagüe ........................................................ 113

Tabla 3.42: Accesorios de la red neumática del taller .................................................................... 120

Tabla 3.43: Accesorios de la red neumática del cuarto de recarga ............................................... 122

Tabla 3.44: Elementos del panel de válvulas del circuito neumático ............................................. 127

Tabla 3.45: Características de la manguera neumática para boosters .......................................... 128

Tabla 3.46: Características de la manguera para pilotaje .............................................................. 129

Tabla 3.47: Características de las mangueras de suministro (P > 850 psig) ................................. 131

Tabla 3.48: Características de las líneas de distribución de CO2 (P > 800 psig) .......................... 135

Tabla 3.49: Características de las líneas de distribución de N2 (P > 3250 psig) ........................... 137

Tabla 3.50: Elementos del panel de tomas .................................................................................... 139

Tabla 4.1: Características de perfil C para mesa de Área # 2 ....................................................... 142

Tabla 4.2: Partes de la estructura del banco. Según figura 4.25 ................................................... 156




Tabla A.1: Factores de corrección por temperatura para la verificación de la presión de los

reservorios: ..................................................................................................................................... A-1

Tabla A.2: Rango de valores de torque para el apriete de componentes de los reservorios .......... A-2

Tabla A.3: Dimensiones recomendadas de tubería para aire comprimido a 100 psi, para tubo de

acero cédula 40 ............................................................................................................................... A-4

Tabla A.4: Peso de tubería de acero (en Lb/ft) para diferentes diámetros y espesores ................. A-5

xi

Tabla A.5: Espaciamiento recomendado de soportes, para el montaje de tubería en servicio de

agua o gas ...................................................................................................................................... A-6

Tabla A.6: Capacidad de tubería de drenaje, según diámetro y pendiente hidráulica .................... A-6

Tabla A.7: Presión máxima de trabajo para tubería de acero al carbono sin costura ..................... A-7

Tabla A.8: Dimensiones de las soldaduras ................................................................................... A-12

Tabla A.9: Procesos normales de fabricación ............................................................................... A-13

xiii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1: Tobogán de evacuación ................................................................................................... 1

Figura 1.2: Reservorio DOT-E 8162-3000 ......................................................................................... 3

Figura 2.1: Ensamblaje reservorio válvula/regulador ......................................................................... 8

Figura 2.2: Esquematización de la prueba hidrostática ................................................................... 14

Figura 2.3: Diagrama del proceso de recalificación de reservorios ................................................. 15

Figura 2.4: Manómetro de reservorio (P/N 64299-1) ....................................................................... 16

Figura 2.5: Unidad TU-14 y cables de conexión .............................................................................. 17

Figura 2.6: Descarga del reservorio ................................................................................................. 19

Figura 2.7: Desmontaje de válvula/regulador .................................................................................. 20

Figura 2.8: Adaptador para prueba hidrostática ............................................................................... 24

Figura 2.9: Montaje de reservorio en tapa de tanque de pruebas ................................................... 25

Figura 2.10: Instalación del reservorio en el tanque de prueba hidrostática .................................... 25

Figura 2.11: Banco de pruebas hidrostáticas. .................................................................................. 26

Figura 2.12: Viñeta de próxima recalificación. ................................................................................. 30

Figura 2.13: Diagrama del proceso de recarga de reservorios ........................................................ 32

Figura 2.14: Instalación de válvula/regulador en reservorio ............................................................ 34

Figura 2.15: Instalación de manómetro en válvula/regulador .......................................................... 35

Figura 2.16: Instalación de cable de control en válvula ................................................................... 35

Figura 2.17: Preparación de la válvula para recarga ....................................................................... 36

Figura 2.18: Armado de la válvula para recarga .............................................................................. 37

Figura 2.19: Verificación de carga de CO2 ....................................................................................... 38

Figura 2.20: Tanque de enfriamiento para recarga de N2 ................................................................ 38

Figura 2.21: Preparación de la válvula previo a almacenamiento. .................................................. 42

Figura 3.1: Área de trabajo #1 ......................................................................................................... 48

Figura 3.2: Ficha de recalificación de reservorios. ........................................................................... 49

Figura 3.3: Estantería de recepción ................................................................................................. 50

Figura 3.4: Contenedores para reservorios ..................................................................................... 51

Figura 3.5: Área de trabajo # 2 ........................................................................................................ 51

Figura 3.6: Mesa de trabajo del área #2 .......................................................................................... 52

Figura 3.7: Prensa de cadena vertical. ............................................................................................ 54

Figura 3.8: Área de trabajo #3. ........................................................................................................ 55

Figura 3.9: Montaje de tecle de reservorios en viga. ....................................................................... 57

Figura 3.10: Banco de prueba hidrostática. ..................................................................................... 58

xiv

Figura 3.11: Circuito hidráulico de baja presión. .............................................................................. 59

Figura 3.12: Circuito hidráulico de alta presión. ............................................................................... 61

Figura 3.13: Circuito neumático del banco de pruebas. ................................................................... 62

Figura 3.14: Panel de control del banco de pruebas. ....................................................................... 62

Figura 3.15: Panel de instrumentos del banco de pruebas. ............................................................. 63

Figura 3.16: Tanque de descarga. ................................................................................................... 64

Figura 3.17: Tanque de prueba. ....................................................................................................... 65

Figura 3.18: Tomas de agua y aire comprimido. .............................................................................. 66

Figura 3.19: Trinchera para mangueras ........................................................................................... 67

Figura 3.20: Área de trabajo # 4 ...................................................................................................... 67

Figura 3.21: Mesa de trabajo del área # 4 ....................................................................................... 68

Figura 3.22: Manguera neumática para secado de reservorios. ...................................................... 69

Figura 3.23: Horno de secado .......................................................................................................... 71

Figura 3.24: Área de trabajo # 5. ..................................................................................................... 71

Figura 3.25: Mesa de trabajo del área # 5. ...................................................................................... 72

Figura 3.26: Prensa horizontal. ........................................................................................................ 75

Figura 3.27: Cilindro de alta presión, termo criogénico y tanque estacionario. ................................ 77

Figura 3.28: Curvas de desempeño del booster para CO2. ............................................................. 80

Figura 3.29: Características físicas del booster para CO2. .............................................................. 81

Figura 3.30: Curvas de desempeño del booster para N2. ................................................................ 81

Figura 3.31: Características físicas del booster para N2. ................................................................. 82

Figura 3.32: Booster, modelo AG-15. ............................................................................................... 82

Figura 3.33: Circuito funcional del sistema de recarga. ................................................................... 84

Figura 3.34: Tanque de enfriamiento, recarga de N2. ...................................................................... 89

Figura 3.35: Tanque de prueba de fugas ......................................................................................... 90

Figura 3.36: Área de trabajo # 6. ..................................................................................................... 91

Figura 3.37: Mesa de trabajo del área # 6. ...................................................................................... 92

Figura 3.38: Hangar #1 de Aeroman ................................................................................................ 93

Figura 3.39: Plano de ubicación del taller de reservorios. ............................................................... 94

Figura 3.40: Distribución en planta del taller de reservorios ............................................................ 99

Figura 3.41: Vista isométrica del taller de reservorios (1). ............................................................. 100

Figura 3.42: Vista isométrica del taller de reservorios (2). ............................................................. 101

Figura 3.43: Vista en planta, red de agua potable del taller (en m) ............................................... 103

Figura 3.44: Vista isométrica de la red de agua del taller (en m) ................................................... 104

Figura 3.45: Características de la rosca de los accesorios de la red de agua ............................... 105

Figura 3.46: Características de la rosca de la tubería de la red de agua ....................................... 106

Figura 3.47: Montaje de tubería de red de agua potable ............................................................... 106

Figura 3.48: Espaciamiento entre abrazaderas de la red de agua potable (en ft) ......................... 107

xv

Figura 3.49: Ubicación de drenajes en el taller (en m) .................................................................. 108

Figura 3.50: Dimensiones del canal de drenaje del área 3 (en m) ................................................. 109



Figura 3.53: Tubería de desagüe del taller .................................................................................... 110

Figura 3.54: Dimensiones de la tubería de desagüe, vista de planta (en m) ................................. 111

Figura 3.55: Dimensiones de la tubería de desagüe, vista isométrica (en m) ............................... 112

Figura 3.56: Conexión de tubería de PVC ..................................................................................... 114

Figura 3.57: Zanja para instalación de tubería de PVC ................................................................. 115

Figura 3.58: Dimensiones de la red neumática del taller, vista en planta (en m) ........................... 118

Figura 3.59: Dimensiones de la red neumática del taller, vista isométrica (en m) ......................... 119

Figura 3.60: Ubicación de la red neumática del cuarto de recarga ................................................ 121

Figura 3.61: Dimensiones de la red neumática del cuarto de recarga (en m) ............................... 121

Figura 3.62: Características de la rosca de los accesorios neumáticos ........................................ 123

Figura 3.63: Características de la rosca de la tubería neumática .................................................. 123

Figura 3.64: Dimensiones del cuarto del sistema de recarga (en m) ............................................. 124

Figura 3.65: Sistema completo de recarga. ................................................................................... 125

Figura 3.66: Circuito neumático de control boosters ...................................................................... 126

Figura 3.67: Panel de válvulas, circuito neumático de control ....................................................... 127

Figura 3.68: Dimensiones de las conexiones entre el panel y los boosters (en m) ....................... 128

Figura 3.69: Dimensiones de las conexiones para pilotaje (en m) ................................................. 129

Figura 3.70: Elementos del circuito de suministro de gases. ......................................................... 130

Figura 3.71: Dimensiones del circuito de suministro de CO2 (en m). ............................................. 131

Figura 3.72: Dimensiones del circuito de suministro de N2 (en m). ............................................... 132

Figura 3.73: Elementos de la red de distribución. .......................................................................... 133

Figura 3.74: Panel de válvulas, red de distribución de CO2 ........................................................... 134

Figura 3.75: Dimensiones de la red de CO2. ................................................................................. 135

Figura 3.76: Panel de válvulas, red de distribución de N2 .............................................................. 136

Figura 3.77: Dimensiones de la red de N2. .................................................................................... 137

Figura 3.78: Panel de tomas para recarga. .................................................................................... 138

Figura 3.79: Distribución interna del panel de tomas para recarga. ............................................... 139

Figura 4.1: Mesa de trabajo de Área # 2 ........................................................................................ 142

Figura 4.2: Referencia de las medidas del perfil C de la tabla 4.1. ................................................ 143

Figura 4.3: Ángulos superiores de la estructura de la mesa de Área # 2. ..................................... 143

Figura 4.4: Dimensiones de la placa superior de la mesa de Área # 2 .......................................... 144

Figura 4.5: Agujeros para placa de acero inoxidable de la mesa de Área # 2 ............................... 144

Figura 4.6: Prensa vertical ............................................................................................................. 145

xvi

Figura 4.7: Ángulo de soporte para los reservorios ....................................................................... 145

Figura 4.8: Análisis gráfico del soporte de los reservorios ............................................................. 146

Figura 4.9: Soldaduras para ángulo de soporte del reservorio ...................................................... 146

Figura 4.10: Dimensiones de la placa base de la prensa .............................................................. 147

Figura 4.11: Regulador .................................................................................................................. 147

Figura 4.12: Pin doble .................................................................................................................... 148

Figura 4.13: Agujero de sujeción ................................................................................................... 148

Figura 4.14: Proceso de soldadura soporte-Base .......................................................................... 149

Figura 4.15: Proceso de soldadura regulador-soporte ................................................................... 149

Figura 4.16: Soldadura de la pieza de sujeción y el soporte .......................................................... 149

Figura 4.17: Banco de prueba hidrostática. ................................................................................... 150

Figura 4.18: Tubería de alta presión .............................................................................................. 151

Figura 4.19: Tubería de descarga .................................................................................................. 152

Figura 4.20: Tubería de baja presión ............................................................................................. 152

Figura 4.21: Tubería neumática ..................................................................................................... 153

Figura 4.22: Ensamble del manómetro .......................................................................................... 153

Figura 4.23: Ensamble de la válvula de alivio ................................................................................ 154

Figura 4.24: Ensamble de la bomba .............................................................................................. 155

Figura 4.25: Estructura del Banco. ................................................................................................. 156

Figura 4.26: Estructura del banco de prueba hidrostática con puertas .......................................... 157

Figura 4.27: Adaptador de pared “bulkhead”. ................................................................................ 157

Figura 4.28: Ubicación de los adaptadores de pared “bulkhead”. .................................................. 158

Figura 4.29: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en la placa derecha. ..................... 158

Figura 4.30: Panel de control del banco de pruebas hidrostáticas. ............................................... 159

Figura 4.31: Válvula de bola Autoclave 2B4S15L6. ....................................................................... 159

Figura 4.32: Ubicación de las válvulas en placa superior. ............................................................. 160

Figura 4.33: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en placa superior. ......................... 160

Figura 4.34: Ubicación de los agujeros en la placa trasera ........................................................... 161

Figura 4.35: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en placa trasera 1 ......................... 161

Figura 4.36: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en placa trasera 2 ......................... 162

Figura 4.37: Ubicación ilustrativa de los acoples en placa izquierda ............................................. 162

Figura 4.38: Ubicación del agujero superior para acople de la placa izquierda ............................. 163

Figura 4.39: Ubicación de los agujeros inferiores para acople de la placa izquierda ..................... 163

Figura 4.40: Ubicación de los agujeros para la instalación de la bomba en la placa inferior. ........ 164

Figura 4.41: Ubicación de los agujeros para la instalación de los rodos en la placa inferior ......... 164

Figura 4.42: Ubicación de los agujeros para pernos M5 X 0.80 en la placa inferior ...................... 165

Figura 4.43: Estructura de ángulos ................................................................................................ 165

Figura 4.44: Ángulo tipo 1 .............................................................................................................. 166

xvii








Figura 4.52: Tanque de pruebas hidrostáticas ............................................................................... 169

Figura 4.53: Soldadura placa superior – tanque ............................................................................ 170

Figura 4.54: O-ring de la placa superior ......................................................................................... 170

Figura 4.55: Detalle de la instalación del O – ring de la placa superior ......................................... 171

Figura 4.56: Detalle del alojamiento del O – ring de la placa superior ........................................... 171

Figura 4.57: Tapa y válvula de venteo ........................................................................................... 172

Figura 4.58: Soldadura Tapa - Adaptador ...................................................................................... 172

Figura 4.59: Rosca adaptador........................................................................................................ 173

Figura 4.60: Cavidades interiores del adaptador ........................................................................... 173

Figura 4.61: Soldadura ojo – adaptador ......................................................................................... 174

Figura 4.62: Dimensiones del ojo ................................................................................................... 174

Figura 4.63: Disco de ruptura ......................................................................................................... 174

Figura 4.64: Cámara para disco de ruptura ................................................................................... 175

Figura 4.65: Soldadura conexión – brida ....................................................................................... 175

Figura 4.66: Detalle del alojamiento del O – ring del disco de ruptura ........................................... 176

Figura 4.67: Tanque y sus anclas .................................................................................................. 176

Figura 4.68: Soldadura tanque – placa base ................................................................................. 177

Figura 4.69: Adaptadores y soldadura del tanque ......................................................................... 178

Figura 4.70: Barril para tanque de descarga .................................................................................. 178

Figura 4.71: Ubicación de los adaptadores de pared en el barril para tanque de descarga .......... 179

Figura 4.72: Tamaño de los agujeros para los adaptadores de pared en el barril para tanque de

descarga ........................................................................................................................................ 179

Figura 4.73: Mesa de trabajo de Área # 4 ...................................................................................... 180

Figura 4.74: Referencia de las medidas del perfil C de la Tabla 4.3 .............................................. 181

Figura 4.75: Ángulos superiores de la estructura de la mesa de Área # 4 .................................... 181

Figura 4.76: Dimensiones de la placa superior de la mesa de Área # 4 ........................................ 182

Figura 4.77: Agujeros para Placa de Acero Inoxidable de la mesa de Área # 4 ............................ 182

Figura 4.78: Mesa de trabajo de Área # 5 ...................................................................................... 183


Figura 4.80: Ángulos superiores de la estructura de la mesa de Área # 5 .................................... 184

Figura 4.81: Dimensiones de la placa superior de la mesa de Área # 5 ........................................ 185

xviii

Figura 4.82: Agujeros para placa de acero inoxidable de la mesa de Área # 5 ............................. 185

Figura 4.83: Tanque de enfriamiento ............................................................................................. 186

Figura 4.84: Vista de plante del Tanque de Enfriamiento .............................................................. 186

Figura 4.85: Vista frontal del tanque de enfriamiento. .................................................................... 187

Figura 4.86: Ángulos para la jaula de retención. ............................................................................ 188

Figura 4.87: Jaula de retención. ..................................................................................................... 188

Figura 4.88: Vista prensa horizontal de cadena. ............................................................................ 189

Figura 4.89: Elemento tipo 2. ......................................................................................................... 189

Figura 4.90: Elemento tipo 3 .......................................................................................................... 190

Figura 4.91: Mesa de trabajo de Área # 6. ..................................................................................... 191


Figura 4.93: Ángulos superiores de la estructura de la mesa de Área # 6 ..................................... 192

Figura 4.94: Dimensiones de la placa de madera de la mesa de Área # 6. ................................... 193

Figura 4.95: Agujeros para placa de madera de la mesa de Área # 6. .......................................... 193

Figura A.1: Información de catálogo de la bomba hidráulica del banco de pruebas ....................... A-8

Figura A.2: Curvas de desempeño de la bomba del banco de pruebas hidrostáticas .................... A-9

Figura A.3: Booster para recarga de CO2 ..................................................................................... A-10

Figura A.4: Curva de desempeño del Booster de CO2 .................................................................. A-10

Figura A.5: Booster para recarga de N2 ........................................................................................ A-11

Figura A.6: Curva de desempeño del Booster de N2 .................................................................... A-11

xix

SIGLAS

ACTS: Air Canada Technical Services

AS: Aerospace Standard (Estándar Aeroespacial)

CFR: Code of Federal Regulations (Código de Regulaciones Federales)

CGA: Compressed Gas Association (Asociación de Gas Comprimido)

CMM: Component Maintenance Manual (Manual de Mantenimiento del Componente)

DOT: Department of Transportation (Departamento de Transporte)

DOT-E: Department of Transportation Exemption (Exención del Departamento de

Transporte)

DOT-SP: Department of Transportation Special Permit (Permiso Especial del Departamento

de Transporte)

FAA: Federal Aviation Administration (Administración Federal de Aviación)

MRO: Maintenance, Repair and Overhaul provider (Proveedor de Mantenimiento,

Reparación y Reemplazo)

MS: Military Standard (Estándar Militar)

REE: Rejection Elastic Expansion (Expansión Elástica de Rechazo)

SCI: Structural Composites Industries (Industrias de Compuestos Estructurales)

xxi

ABREVIATURAS

C.D.: Comercialmente disponible

CO2: Dióxido de Carbono

Fig.: Figura

D.E.: Diámetro Externo

ec.: Ecuación

etc.: Etcétera

FOB: Free on Board (Franco a bordo)

L.: Longitud

Nº: Número

N2: Nitrógeno

P/N: Part Number (Número de Parte)

Pág.: Página

xxiii

PRÓLOGO

El presente documento contiene las consideraciones de diseño de un taller de recalificación y

recarga para reservorios de inflado de los sistemas de evacuación de pasajeros instalados en los

aviones Airbus A-319/320/321, para la empresa AEROMAN. A lo largo de los siguientes capítulos

se establecen las características generales de los sistemas considerados, el procedimiento

completo para recalificación y recarga, así como las características del local del taller, equipos,

herramientas y materiales que se requieren en esta instalación.

El capitulo 1 contiene información general de los sistemas de toboganes de evacuación y de los

requerimientos particulares de mantenimiento de estos sistemas; además se plantea brevemente

la historia de la empresa y el contexto que ha motivado la construcción del taller. En este capítulo

se establecen los alcances y limitaciones del diseño, así como las limitantes que han existido en el

desarrollo del mismo.

El capítulo 2 plantea las características físicas y especificaciones de los tipos de reservorios que

han sido considerados para efectos de diseño del taller, y se establece cual es el marco normativo

que debe ser considerado para la recalificación y recarga de los reservorios. Además se define con

base a las recomendaciones del fabricante y a las normas aplicables, el procedimiento completo

que se seguirá para realizar la recalificación y recarga.

El capítulo 3 desarrolla los aspectos referentes a las características del local del taller y de los

equipos necesarios; primero se define la distribución de las etapas del procedimiento que

corresponden a cada área de trabajo y se detallan las características de los equipos y

herramientas con que debe contar cada área. Se establece además la distribución en planta de

todos los elementos del taller. También se detallan las consideraciones de diseño para las

instalaciones de servicios auxiliares que deben existir en el taller.

El capítulo 4 contiene el diseño detallado de todos los equipos del taller que serán fabricados o

ensamblados localmente, a la medida, según las necesidades particulares del taller. Se establecen

todos los criterios que serán necesarios en la manufactura de estos equipos, tales como

dimensionamiento completo, selección de materiales, procesos de soldadura, etc.

En los capítulos 5 y 6 se presentan las recomendaciones generales y las conclusiones finales del

documento, respectivamente.

1

CAPÍTULO 1:MARCO DE REFERENCIA

1.1 INTRODUCCIÓN: TOBOGANES DE EVACUACIÓN

Los toboganes de evacuación son sistemas de emergencia, que se encuentran presentes en la

mayoría de aeronaves civiles, para permitir la salida rápida y segura de todos los tripulantes ante

situaciones tales como accidentes, aterrizajes forzosos, incendios o cualquier otro tipo de

emergencia que ponga en peligro la integridad física de los ocupantes. Los toboganes de

evacuación son requeridos en todos los aviones comerciales en los que la altura de las puertas es

tal, que los pasajeros no podrían descender por ellas sin sufrir algún tipo de lesión; la FAA exige la

instalación de toboganes en todas las puertas que se encuentran a una altura mayor de 6 pies.

Figura 1.1: Tobogán de evacuación

1.1.1. Elementos que conforman los toboganes de evacuación:

Básicamente, los sistemas de evacuación están conformados por cuatro elementos principales:

una estructura inflable o tobogán, un reservorio de gas comprimido para iniciar el proceso de

inflado, un sistema de inflado (aspirador, regulador y manguera) que se encarga de succionar aire

atmosférico en el tobogán utilizando el flujo de gas comprimido y una interfaz para desplegar el

sistema, ante una emergencia.

Los toboganes de evacuación pueden ser de dos tipos: tobogán (slide), que únicamente permiten

la evacuación en tierra; y tobogán/balsa (slide/raft), que pueden ser desacoplados del avión y

utilizados como dispositivo de flotación en caso de evacuación en un cuerpo de agua. Para

cualquiera de los casos, los toboganes se encuentran instalados en todas las puertas principales

del avión, y en algunos casos sobre las alas del mismo; de tal forma que se pueda evacuar a la

totalidad de los pasajeros de forma rápida. La cantidad y características de estos sistemas deben

2

permitir la salida de todos los ocupantes en noventa segundos, utilizando únicamente el 50% de

las salidas disponibles, según los requerimientos de la FAA, de tal forma que todos los toboganes

deben poder desplegarse completamente en menos de diez segundos.

1.1.2. Principio de funcionamiento:

Previo al despegue, todas las puertas del avión se colocan en el modo de “armado” (o automático),

lo cual conecta el mecanismo de despliegue del tobogán con el de la puerta. Si por cualquier tipo

de percance se requiere evacuar el avión y las puertas se abren, el movimiento de dicha puerta

durante la apertura extrae el tobogán de su empaque, haciendo caer el extremo del mismo fuera

del avión en la orientación adecuada y comienza el inflado.

El proceso de inflado de los toboganes se inicia mediante el flujo de gas del reservorio, de

nitrógeno y dióxido de carbono comprimido. El reservorio sólo provee aproximadamente una

tercera parte del volumen necesario para inflar completamente el tobogán, el volumen restante se

llena con aire del ambiente, canalizado al interior del tobogán mediante aspiradores, por efecto

venturi. Cuando el mecanismo de inflado se activa, el gas del reservorio acelera a través de los

aspiradores a alta velocidad, creando un vacio que succiona aire atmosférico en el aspirador, a

través de las válvulas, hacia el interior del tobogán.

1.1.3. Disponibilidad operacional y mantenimiento:

Debido a la gran importancia que tienen los aspectos de seguridad dentro de la industria

aeronáutica, la confiabilidad operacional de los sistemas de evacuación debe ser total con el

objetivo de minimizar los daños personales que pueden sufrir los pasajeros, después de que ha

ocurrido una emergencia. Para poder asegurar el correcto funcionamiento de estos sistemas, es

necesario que se realicen procedimientos de mantenimiento periódico de forma muy rigurosa, ya

que sólo así se puede garantizar la disponibilidad de los mismos.

Aun cuando el principio de funcionamiento de los sistemas de evacuación es relativamente simple,

la complejidad de los mismos y de su tecnología es significativamente influenciada por las

características y limitaciones que impone su uso en una aeronave, entre las cuales se pueden

destacar:

- Las limitaciones en el peso y volumen.

- El tiempo de inflado.

- Las características ambientales externas

- Confiabilidad

- Tiempo de servicio

3

Además, se debe destacar que los sistemas de evacuación son, por lo general, utilizados muy

pocas veces a lo largo de su vida útil, y normalmente en condiciones muy adversas, como un

choque o aterrizaje forzoso, lo cual agrega una mayor presión a la confiabilidad del mismo.

Si bien el correcto funcionamiento de los sistemas de evacuación exige que todos los elementos

que lo componen se encuentren en excelentes condiciones, por razones de seguridad, el

reservorio de gas comprimido presenta un caso de particular interés; ya que se trata de un

elemento para el cual el deterioro que pueda sufrir implica no sólo la posibilidad de que el sistema

de evacuación no pueda desplegarse durante una emergencia; sino que también existe el riesgo

de una potencial explosión, la cual tendría consecuencias catastróficas en caso de producirse

durante un vuelo.

Figura 1.2: Reservorio DOT-E 8162-3000

Para poder llevar a cabo el mantenimiento completo de los reservorios de inflado de los toboganes

de evacuación, es necesario que se realicen una gran cantidad de procedimientos de inspección y

prueba que permitan recalificar el buen estado de los mismos, así como la recarga y ensamblado

de todos los componentes, de modo que se pueda poner los reservorios de vuelta en servicio. Para

esto deben respetarse diversas restricciones y normativas que exige la manipulación de

reservorios con gases a presión, tanto a nivel general en la industria, como a nivel particular en

aviación. Esto implica que el diseño de las instalaciones para dar este tipo de mantenimiento, así

como la definición de los procedimientos que deben seguirse, tiene que ser muy cuidadosa para

garantizar el cumplimiento de estos requerimientos.

4

Es precisamente este aspecto en particular sobre el cual se basa el presente trabajo de

graduación; actualmente y como parte de su estrategia corporativa de expansión y diversificación,

AEROMAN, como única empresa en el país dedicada a proveer de servicios de mantenimiento y

reparación a aeronaves comerciales, ha comenzado a desarrollar dentro de sus operaciones, la

capacidad de brindar dichos servicios a los sistemas de evacuación. A la fecha ya se cuenta con

un taller de mantenimiento de toboganes en operaciones, y existe la proyección de ampliar los

servicios para incluir la recalificación y recarga de los reservorios de inflado; para poder brindar

este tipo de mantenimiento, se necesita contar con un taller apropiado, y es el objetivo de este

proyecto colaborar con la empresa en el diseño de la instalación requerida para dicho fin.

El presente trabajo de graduación ha sido desarrollado en el período comprendido entre marzo y

julio del año 2009, con la colaboración de personal técnico e ingenieros del área de componentes

de AEROMAN.

1.1.4. Acerca de Aeroman:

AEROMAN es una empresa dedicada a proveer servicios de mantenimiento pesado para

aeronaves Airbus y Boeing de fuselaje estrecho y es una estación de reparación FAA 145, con

instalaciones certificadas para brindar mantenimiento y reparación, lo que en la industria se conoce

como un MRO (Maintenance, Repair and Overhaul - MRO)

AEROMAN fue fundada en 1983 para brindar soporte técnico para la aerolínea TACA, así como

para proveer servicios de mantenimiento a otras aerolíneas. Sus operaciones fueron iniciadas en

un hangar de una sola bahía, el cual fue completado en 1984. AEROMAN se convirtió en una

estación de reparación FAA 145 en 1992 y comenzó a proveer servicios de mantenimiento a

aerolíneas norteamericanas, lo que le permitió expandirse rápidamente. En el año 2007 pasó a

formar parte de Air Canada Technical Services (ACTS), empresa que ahora opera

independientemente bajo el nombre Aveos.

En la actualidad AEROMAN es el MRO líder de latinoamérica, y provee servicios de mantenimiento

a algunas de las más importantes aerolíneas de todo el continente.

5

1.2 OBJETIVOS:

1.2.1. Objetivo General:

Diseñar un taller para la recalificación y recarga de los reservorios para el inflado de los

diferentes toboganes de evacuación instalados en la familia de aviones AIRBUS

A319/A320/A321, que cuente en su instalación con todos los sistemas, equipos y

herramientas necesarias para poder realizar la totalidad de los procedimientos requeridos

para este fin, de forma eficiente y garantizando además la seguridad de los operarios.

1.2.2. Objetivos Específicos:

- Definir, a partir de la documentación y normas aplicables, el procedimiento bajo el cual se

llevará a cabo la recalificación y recarga de los reservorios en el taller.

- Diseñar las áreas de trabajo en las cuales se realizarán las diferentes etapas del proceso,

así como los equipos que deberán ser fabricados para poder llevar a cabo el

mantenimiento de los reservorios.

- Seleccionar los equipos y herramientas que son necesarios para la operación del taller de

reservorios, y que por su complejidad no pueden ser fabricados localmente.

- Diseñar las instalaciones de los servicios auxiliares (agua, aire comprimido, drenaje, etc.)

que se requieren para el funcionamiento de los equipos y la realización de los

procedimientos en el taller.

- Determinar el costo total de construcción del taller, en base al diseño final presentado.

1.3 LIMITES Y ALCANCES:

- Para el dimensionamiento de las áreas de trabajo y los equipos que componen el taller,

han sido considerados únicamente los reservorios correspondientes a los modelos de

sistemas de evacuación instalados en la familia Airbus A319/320/321, según se especifica

en el Manual de Mantenimiento de Componentes correspondiente (CMM 25-65-17,

Revisión Nº 15, 12/09/2008), por lo que no se garantiza la capacidad para brindar

mantenimiento a otro modelo de reservorio diferente a los que explícitamente se menciona

en dicho documento.

- Este trabajo de graduación considera exclusivamente el diseño del taller de reservorios,

quedando excluida la construcción del mismo.

6

- Todos aquellos procedimientos referentes al mantenimiento y reemplazo total (overhaul) de

los sistemas válvula/regulador de los reservorios, no han sido considerados en el diseño

del taller, ya que se parte del hecho que este procedimiento será realizado externamente y

no será una responsabilidad directa de dicho taller.

- En el diseño de las instalaciones de los servicios auxiliares del taller de reservorios,

únicamente se detalla la parte de dichas instalaciones que está directamente en el local del

taller y no se especifica las características de las conexiones que deben realizarse entre

ellas y las redes principales de suministro correspondientes al hangar donde estará

ubicado el taller.

1.4 LIMITANTES:

- Poca información disponible, referente a las características físicas y a las dimensiones de

los reservorios y válvula/regulador, así como de ciertas herramientas y partes

correspondientes a estos sistemas.

- Durante el periodo de realización del presente trabajo, no se había llevado a cabo ninguna

estimación precisa de la demanda esperada de reservorios a recalificar en el taller.

- No existe en la actualidad ninguna estimación respecto a la cantidad de reservorios que se

esperaría tener que recalificar en un determinado período de tiempo.

- Dificultades para obtener información precisa del precio de algunos equipos y herramientas

que deben ser importados, así como para estimar costos de envío de los mismos.

- Dificultad en la estimación de los costos de manufactura de aquellos equipos que serán

fabricados localmente.

7

CAPÍTULO 2:PROCESO DE RECALIFICACIÓN Y RECARGA DE LOS RESERVORIOS

2.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS RESERVORIOS:

2.1.1. Aspectos generales:

Se busca diseñar un taller que cuente en sus instalaciones con todos los equipos y herramientas

necesarias para poder brindar un servicio completo de mantenimiento y recarga a los reservorios

de llenado de los toboganes de evacuación, de conformidad con los requerimientos del fabricante y

de las normas de la industria aeronáutica, de tal forma que puedan ser certificados y puestos de

vuelta en servicio.

Para efectos del diseño del taller se han considerado los diversos tipos de reservorios que

pertenecen a los sistemas de inflado de los toboganes de evacuación que corresponden a los

modelos de aviones Airbus A319, A320 y A321, de la denominada “familia A320” de jet

comerciales fabricados por el consorcio europeo Airbus. Los sistemas completos de evacuación

instalados en estas aeronaves son manufacturados por Aérazur (Francia) y Air Cruisers (Estados

Unidos); ambas compañías pertenecen a la corporación francesa Zodiac Group. Los reservorios

que se encuentran instalados en los sistemas de evacuación son manufacturados por la compañía

Structural Composites Industries (SCI).

Toda la información pertinente, respecto a las características y a las consideraciones de

mantenimiento que recomienda el fabricante de los sistemas de evacuación, se encuentra

contenida en el documento denominado Component Maintenance Manual o CMM (Manual de

mantenimiento de los componentes); el CMM que corresponde a los sistemas de inflado para los

toboganes de los modelos de aviones mencionados anteriormente es el 25-65-17. Este documento

ha servido como primera referencia respecto a las características de los sistemas en cuestión;

específicamente, se ha consultado la revisión Nº15 de dicho CMM, fechada el 12 de septiembre de

2008, que es la versión más reciente a la fecha de elaboración del presente trabajo.

Según el CMM, los modelos de sistemas de inflado de toboganes que pertenecen a los sistemas

de evacuación de los Airbus A319/320/321 y que se han considerado en el diseño del taller de

reservorios, son los siguientes:

- D17996-101

- D18309-101, -103, -105, -201, -205

- D37080-101

- 60592-101, -103, -201, -203

8

2.1.2. Características de los sistemas de inflado:

El dispositivo de inflado del tobogán, como parte del sistema completo de evacuación, además del

reservorio, cuenta con otros elementos que son indispensables para permitir la conexión y la

correcta operación del tobogán; estos elementos se encuentran instalados directamente en el

cilindro y conforman lo que se conoce técnicamente como ensamblaje reservorio válvula/regulador

(Reservoir and Valve/regulator assembly). Los componentes de este sistema son los siguientes:

- Reservorio (Reservoir)

- Válvula/regulador (Valve/regulator)

- Cable de control de la válvula (Valve cable assembly)

- Pin de seguridad (Lock Pin)

- Manómetro (Pressure Gage)

Las características físicas del ensamblaje reservorio válvula/regulador, se ilustran en la figura a

continuación:

Figura 2.1: Ensamblaje reservorio válvula/regulador

[Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 3]

El reservorio es una estructura cilíndrica compuesta por una camisa de aluminio sin costura,

reforzada por una cubierta de filamentos de kevlar o fibra de carbono unidos con resina epóxica. La

superficie exterior de los reservorios de kevlar está pintada completamente del color anaranjado

internacional, mientras que los reservorios de carbono tienen un acabado de cubierta de

poliuretano translúcido.

9

Las capacidades de los reservorios varían, según el tipo de configuración del tobogán al que

pertenecen, y son las siguientes:

Tabla 2.1: Capacidad de los reservorios

Tipo de tobogán CapacidadTobogán (slide) 300 in3 (4.9 L)Tobogán/balsa (Slide/raft) 650 in3 (10.7 L)Tobogán doble de ala (Dual Lane Off-Wing) 360 in3 (5.9 L)

El reservorio, cuando está completamente cargado, contiene una mezcla de gases de 45% CO2 y

55% N2, peso/peso, a una presión de aproximadamente 3000 psig (a 70ºF). La válvula/regulador

posee una válvula de bola que retiene la carga de gas, y provee un flujo completo al regulador,

cuando se abre. El regulador mantiene una presión de descarga de 500 ± 50 psig a lo largo del

ciclo de inflado. La válvula cuenta con dos dispositivos de alivio de presión, el primero es un disco

de ruptura que limita la presión durante la operación de recarga y el otro es un fusible térmico que

alivia el incremento de presión producido por calor extremo.

2.1.3. Especificaciones de los reservorios

Según los requerimientos de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA),

todos los reservorios que se utilizan para el almacenamiento y movilización de gases a alta presión

en cualquier tipo de aeronave comercial deben ser diseñados, probados y construidos según los

lineamientos y requerimientos estipulados en las especificaciones para cilindros del Departamento

de Transporte (DOT) de Estados Unidos.

Cada especificación define detalladamente las características constructivas de los cilindros,

materiales permitidos, métodos de fabricación, propiedades mecánicas mínimas, tipo de sustancias

que pueden transportarse, presiones y temperaturas máximas, tipo de aplicaciones, etc.

En el caso de aplicaciones con gases a presión existe una gran diversidad de especificaciones de

cilindros tales como: DOT-3A, DOT-3HT, DOT-3AX, DOT-3BN, DOT-4B, DOT-4AA480, DOT-4BW,

DOT-4E, DOT-8AL, DOT-9, entre muchos otros.

Para cada uno de estos casos, el código de la especificación define una serie de características

constructivas y del tipo de servicio, tal como se ilustra a continuación:

10

Tabla 2.2: Ejemplo de características de especificaciones DOT

Especificación Características generales

DOT-3A Cilindro de acero sin costura, con capacidad menor a 1000 Lb, a unapresión de servicio mayor a 150 psig

DOT-3AX Cilindro de acero inoxidable, sin costura, con capacidad menor a1000 Lb, a una presión de servicio de al menos 500 psig

DOT-3BN Cilindro de níquel, sin costura, con una capacidad inferior a 125 Lb yuna presión de servicio entre 150 y 500 psig

DOT-4B Cilindro de acero, soldado, con costuras longitudinales, capacidadmenor a 1000 Lb y presión de servicio entre 150 y 500 psig

DOT-4E Cilindro de aluminio soldado, con capacidad menor a 1000 Lb ypresión de servicio entre 225 y 500 psig

Para el caso particular de los reservorios correspondientes a los ensamblajes reservorio

válvula/regulador de los toboganes de evacuación que han sido considerados para efectos de

diseño, estos pertenecen a dos tipos de especificaciones distintas:

- DOT-E 8162

- DOT-E10945

Este tipo de especificación denominada DOT-E o “DOT Exemption”, hace referencia a un caso

especial dentro de las regulaciones, ya que se trata de un tipo diseño que no corresponde

directamente a ninguna de las especificaciones generales de reservorios que define el DOT, sino

que se trata de una exención en el diseño, una especie de autorización especial que se le otorga a

una compañía para la fabricación de un cilindro con características particulares, que no cabe

dentro de ninguna de las especificaciones que ya están definidas. Una DOT Exemption permite

hacer caso omiso de algunas de las regulaciones típicas que establecen las especificaciones, pero

define un conjunto de requerimientos de diseño específicos bajo los cuales debe construirse el

reservorio. Es básicamente una norma específica para un diseño en particular.

Para nuestro caso:

- DOT-E 8162 corresponde al diseño de cilindro de aluminio sin costura con refuerzo de fibra

de kevlar, unida con resina epóxica, para almacenar oxigeno o gases inertes en sistemas

de respiración de emergencia o toboganes de evacuación en aviación comercial.

- DOT-E 10945 corresponde al diseño de cilindro de aluminio sin costura con refuerzo de

fibra de carbono, unida con resina epóxica, para almacenar gases inertes en sistemas de

toboganes de evacuación en aviación comercial.

Ambas exenciones están a nombre de la empresa Structural Composites Industries (SCI).

11

Las características constructivas de los cilindros para los sistemas considerados, según el tipo de

especificación, son las siguientes:

Tabla 2.3: Características de los reservorios, según exención.

Exención delreservorio: DOT-E 8162-3000 DOT-E 10945-3295

Modelos: D17851-Series 64236, 64331-Series

Material deconstrucción:

Cilindro de aluminio con refuerzode fibra de kevlar

Cilindro de aluminio con refuerzode fibra de carbono

Presión nominal detrabajo: 3000 psi (a 70°F) 3295 psi (a 70°F)

Dimensiones:

Volumen(in3) D.E. (in) L (in) Volumen

(in3) D.E. (in) L (in)

360 7 16.5 300 6.18 15.5

650 7.2 23 360 6.18 17.9

650 7.2 23.7

Peso:7.5 Lb 6.30 Lb

13.3 Lb 7.40 Lb

10.80 Lb

Puerto roscado: 1.3125-12UN-2B (MS33649-16) 1.3125-12UN-2B (MS33649-16)

2.1.4. Normativas que aplican a los reservorios de los toboganes:

Tal como se mencionó anteriormente, cuando se trata de definir las características constructivas

que deben cumplir los reservorios para el inflado de los toboganes, la última palabra al respecto la

tienen las exenciones DOT correspondientes para cada tipo de reservorio; sin embargo, cuando se

hace referencia a los procesos de mantenimiento necesarios para la recalificación de reservorios,

así como para la recarga de los mismos, existe una amplia variedad de normativas que son

vinculantes y cuyos requerimientos deben respetarse obligatoriamente para poder realizar los

procedimientos anteriormente mencionados.

A la base de toda la información concerniente al adecuado mantenimiento de los reservorios, se

encuentra el CMM, ya que en él se define con detalle, paso por paso, la mayor parte de los

procedimientos que son recomendados o requeridos por el fabricante de los sistemas de

evacuación para garantizar el óptimo funcionamiento de los mismos; en este documento también

se especifica cuáles son las otras normativas que aplican a los reservorios y cuyo cumplimiento es

necesario para realizar las operaciones de recalificación y recarga. Como se mencionó

anteriormente, el CMM que corresponde a los reservorios es el 25-65-17, revisión Nº15, con fecha

12 de septiembre de 2008, publicado por Air Cruisers/Aérazur.

12

Según la información del CMM, hay tres normas que deberán acatarse para la ejecución de las

labores de recalificación y recarga, estas son:

- La DOT Exemption (o Special Permit) vigente y correspondiente al tipo de reservorio.

- Las especificaciones DOT, referentes a reservorios, contenidas en el Código de

Regulaciones Federales (Code of Federal Regulations, CFR).

- Los lineamientos de la Asociación de Gas Comprimido (Compressed Gas Association,

CGA).

En el DOT Exemption, además de la información referente al diseño de los reservorios, también se

especifica la mayor parte de los requerimientos y parámetros referentes a los procesos de

mantenimiento, tales como inspecciones, pruebas no destructivas, reparaciones y otros

procedimientos que son necesarios en el proceso de recalificación de los reservorios. Cabe señalar

el hecho que estas exenciones son revisadas y actualizadas con cierta periodicidad, y cada

revisión tiene definido un periodo de validez que debe respetarse. Además, los requerimientos

especificados en las DOT Exemptions pueden ser actualizadas mediante modificaciones

especiales denominadas Special Permits (DOT-SP) en el caso que existan cambios significativos

en algunos de los aspectos del Exemption. A la fecha ambos reservorios cuentan con Special

Permits vigentes:

- DOT-SP 8162, vigésima revisión, vigente hasta el 28 de febrero de 2011.

- DOT-SP 10945, décimo séptima revisión, vigente hasta el 28 de febrero de 2010.

Ambos expedidos por el DOT, a nombre de la empresa Structural Composites Industries (SCI).

Los reservorios, aun cuando han sido fabricados bajo un DOT Exemption, siempre están sujetos a

algunos de los requerimientos que son exigidos en las especificaciones generales para cilindros

por el DOT; la información referente a estas especificaciones está contenida en el CFR,

específicamente en: “Title 49 – Transportation; Chapter I - Pipeline and Hazardous Materials Safety

Administration, Department of Transportation; Part 180 – Continuing Qualification and Maintenance

of Packagings”, desde el numeral 201 hasta el 215 (desde 49 CFR 180.201 hasta 49 CFR

180.215).

Finalmente, es necesario respetar los lineamientos estipulados por la CGA, que es una de las

mayores autoridades en materia de aplicaciones de gases a alta presión; dichas recomendaciones

se encuentran contenidas en los denominados panfletos CGA, específicamente, los que están

relacionados con el proceso de mantenimiento de los reservorios son: C-6, C-6.1, C- 6.2 y C-6.3.

13

2.2 PROCESO DE RECALIFICACIÓN DE LOS RESERVORIOS:

2.2.1. Generalidades del proceso:

Los reservorios de inflado de los toboganes de evacuación, en conformidad con los requerimientos

del DOT, deben ser recalificados periódicamente para poder garantizar que aún se encuentran en

condiciones de funcionamiento y seguridad operacional. El proceso completo de recalificación

implica una serie de procedimientos de limpieza, inspección visual, desarmado, prueba hidrostática

y ensamblaje que son requeridos tanto para el reservorio como para la válvula/regulador.

El procedimiento para la recalificación de los reservorios que se ha definido para el taller de

Aeroman, está basado directamente en las recomendaciones emitidas por el fabricante de los

equipos, Air Cruisers/Aérazur, y que están contenidas en el manual de mantenimiento de

componentes respectivo, CMM 25-65-17, considerando además todos los parámetros

correspondientes a los reservorios en cuestión que se encuentran contenidos en las normativas

aplicables: DOT Exemption, CFR y panfletos de la CGA.

Sin embargo, debido a las dificultades que implica la recalificación de la válvula/regulador, por la

complejidad de este procedimiento, se ha determinado que el taller de reservorios a diseñar no

contará con las condiciones para realizar las labores concernientes a dicha válvula, y se ha

decidido que este procedimiento será realizado externamente; de modo que las válvulas que sean

desmontadas de los reservorios serán enviadas al exterior para que sean restauradas (overhaul).

2.2.2. Prueba hidrostática:

En el proceso de recalificación de los reservorios, el procedimiento más complejo y a la vez más

importante que debe realizarse es la prueba hidrostática. Esta prueba consiste esencialmente en la

presurización gradual de cualquier tipo de contenedor o reservorio hasta una presión superior a la

de operación, con el objetivo de verificar la existencia de fugas así como la resistencia del material

de construcción.

La realización de la prueba hidrostática permite garantizar los estándares de seguridad y

durabilidad de los reservorios a lo largo de su vida útil. Los cilindros recién fabricados son

inicialmente calificados utilizando la prueba hidrostática y son continuamente recalificados a

intervalos regulares de tiempo. La enorme importancia que tiene la recalificación de los reservorios

se debe al riesgo de explosión que existe en este tipo de contenedores cuando almacenan gases a

alta presión.

14

Para llevar a cabo la prueba se presuriza el reservorio utilizando un fluido, normalmente agua, y se

examina la existencia de fugas o cambios permanentes en la forma del cilindro. La razón por la

cual se utiliza agua, se debe a que es un fluido casi incompresible a las condiciones de la prueba,

de tal forma que la expansión que sufriría en el caso que el cilindro falle será mínima; mientras que

si se utilizará un gas a alta presión, ante la falla, este se expandiría cientos de veces su volumen

comprimido provocando una explosión potencialmente catastrófica.

La forma más común de probar cilindros pequeños es a través del método de la chaqueta de agua

o “water jacket test”. En este método el cilindro es colocado en un tanque de agua, dentro del cual

es posible verificar con precisión la deformación que sufre el cilindro a lo largo de la prueba,

midiendo los cambios en el nivel de agua del mismo. Esta medición puede realizarse ya sea

utilizando buretas o a través de un sistema de medición digital. El reservorio se presuriza durante

al menos 30 segundos y se verifica el cambio en el nivel del agua, luego se despresuriza y se

vuelve a observar el nivel final cuando el agua se estabiliza. Este nivel será mayor si el cilindro ha

sido deformado permanentemente por el cambio de presión o si se ha presentado alguna fuga que

ha provocado el paso de agua desde el reservorio hasta el tanque. A partir de la prueba es posible

conocer tanto la deformación elástica como la permanente que ha sufrido el cilindro; dichos valores

deben compararse con los límites máximos que son aceptables para los diferentes tipos de

reservorios, y deberá concluirse si son o no aptos para continuar en servicio.

Figura 2.2: Esquematización de la prueba hidrostática

2.2.3. Diagrama del proceso de recalificación de reservorios:

El procedimiento específico que se ha definido para llevar a cabo el proceso de recalificación de

los reservorios en el taller, considerando tanto los aspectos anteriormente mencionados, así como

un ordenamiento lógico y eficiente en la realización de cada etapa del proceso, se ilustra en el

siguiente diagrama:

15

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16

2.2.4. Descripción del procedimiento de recalificación de reservorios:

La descripción detallada de cada uno de los pasos que conforman el procedimiento de

recalificación, ilustrado en la figura 2.3, se muestra a continuación:

(1) Desmontaje del sistema completo de evacuación:El sistema completo de evacuación de emergencia (tobogán, reservorio/válvula y sistema de

llenado) debe ser desmontado de la aeronave y transportado al taller de toboganes, para poder

llevar a cabo las labores de mantenimiento correspondientes a todos los componentes; este

procedimiento debe ser realizado por el personal de dicho taller.

(2) Verificar nivel de presión del manómetro:Debe verificarse cuál es el nivel de carga que indica el manómetro del sistema de evacuación. Si la

aguja indicadora se encuentra en el rango verde de la escala (“Go”) se puede proseguir a la etapa

de verificación del funcionamiento del sistema; si el nivel del manómetro se encuentra en la banda

roja (“No Go”), existe la sospecha que el reservorio pueda tener fugas y no podría ser utilizado

para la prueba de despliegue del tobogán, por lo cual tendrá que desmontarse del sistema de

evacuación y trasladarse al taller de mantenimiento de reservorios.

Figura 2.4: Manómetro de reservorio (P/N 64299-1)


(3) Verificación del manómetro con TU-14:Para poder verificar que el manómetro funciona correctamente y que la lectura del mismo es

confiable, se debe realizar la prueba de funcionamiento del sistema eléctrico utilizando la unidad

TU-14; este procedimiento debe ser realizado por el personal del taller de toboganes y se detalla

en el CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 115, “Gage System Test”]. Si el resultado de

la prueba es que el manómetro funciona correctamente, puede realizarse la prueba de despliegue

17

del tobogán; caso contrario, no se puede tener certeza de cuál es la presión en el reservorio, por lo

cual debe desmontarse y enviarse al taller de reservorios para verificar fugas.

Figura 2.5: Unidad TU-14 y cables de conexión


(4) Prueba de despliegue de tobogán:Si el nivel de carga en el reservorio del sistema de evacuación es correcto, es posible llevar a cabo

la prueba de despliegue del tobogán. La realización de esta prueba es competencia del personal

del taller de toboganes y está sujeta a los requerimientos particulares que exige el fabricante de los

equipos, conforme a lo plasmado en los respectivos CMM para cada modelo de tobogán.

(5) Desmontar del tobogán y enviar reservorios a taller:Luego de la prueba de despliegue, se debe separar el reservorio válvula/regulador del tobogán y

de las mangueras de llenado; el reservorio es ahora enviado al taller correspondiente, para que

pueda recibir los procedimientos necesarios para su recalificación, mientras que el resto de los

elementos del sistema de evacuación (tobogán y mangueras) permanecerán en el taller de

toboganes para que reciban el mantenimiento pertinente, bajo la inspección del personal de dicho

taller.

(6) Recepción de reservorios vacíos en taller:Los reservorios que han sido descargados mediante la prueba de despliegue de tobogán, son

recibidos en el taller de reservorios y almacenados en una estantería apropiada para este fin; es a

partir de este momento que los reservorios pasan a ser responsabilidad del personal del taller. Los

reservorios almacenados en la recepción permanecerán en dicha ubicación hasta que se inicie el

proceso de recalificación correspondiente. En esta etapa debe además anotarse toda la

información de identificación correspondiente a cada reservorio que se recibe en el taller en su

respectiva ficha.

18

Si en el paso (2) ó (3) se determinó que pueden existir discrepancias en el nivel de carga del

reservorio, se considera que este no es apto para ser utilizado en la prueba de despliegue del

tobogán; de tal forma que dicho reservorio debe seguir el proceso alternativo que se detalla a

continuación:

(3A) Desmontar el reservorio del tobogán:Si el nivel de presión del reservorio está por debajo del nivel aceptable o si el funcionamiento del

manómetro no es correcto, el reservorio debe ser inmediatamente desmontado del sistema de

tobogán, en conformidad con el procedimiento descrito en el CMM correspondiente a dicho

sistema, y trasladarse al taller de reservorios; este procedimiento es realizado en el taller de

toboganes y es responsabilidad del personal de dicho taller.

(4A) Realizar prueba de fugas en reservorio:Los ensamblajes reservorio válvula/regulador que no fueron utilizados en la prueba de despliegue y

que aun se encuentran cargados, son recibidos en el taller de reservorios para verificar la

existencia de fugas. El procedimiento para llevar a cabo la prueba de fugas está contenido en el

CMM de los reservorios [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 502, “Leakage Check”], y se

detalla a continuación:

a) Sumergir el reservorio y válvula/regulador (exceptuando el manómetro) en un tanque con

agua limpia.

b) Verificar si existe formación de burbujas en el exterior del reservorio, lo cual indicaría la

presencia de fugas, revisar especialmente la zona entre el reservorio y la válvula, así como

en todos los puertos de la válvula.

c) Si se encuentran fugas, colocar una viñeta indicando la ubicación de las mismas.

(5A) Descarga del reservorio:Si a partir de la prueba anterior, se ha verificado que no existen fugas en el reservorio, este podrá

ser enviado a la recepción para que pueda ser sometido al proceso de recalificación; por el

contrario, si se detectaron fugas en el reservorio, este debe ser cuidadosamente inspeccionado

para verificar si existe posibilidad de reparación. Independientemente de cuál ha sido el resultado

de la prueba, primero debe descargarse el reservorio, para esto debe seguirse las

recomendaciones contenidas en el CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 305,

“Discharge Reservoir and Valve/Regulator Assembly”], las cuales se detallan a continuación:

a) Instalar el perno de seguridad en el puerto de descarga de la válvula, ajustándolo

firmemente.

b) Envolver el reservorio con la cubierta de neopreno.

c) Inmovilizar el reservorio en una prensa de cadena.

d) Remover el tubo y el tapón de alta presión del extremo de la válvula de llenado.

19

e) Para válvulas D18302 únicamente: Descargar el reservorio enroscando la herramienta de

apertura de válvula en la válvula de llenado, hasta que tope y el gas comience a

descargarse.

f) Para válvulas D18308 y 65566: Descargar el reservorio abriendo la válvula de llenado

utilizando dos llaves de tuercas de 3/4 in.

g) Verificar la lectura de presión del manómetro y la válvula de llenado por la presencia de

vapor residual antes de continuar. Cuando ambas revisiones indiquen una descarga

completa, remover la herramienta de apertura de válvula de la válvula de llenado (válvula

D18302) o cerrar la válvula de llenado utilizando dos llaves de tuercas de 3/4 in (válvulas

D18308 y 65566).

Figura 2.6: Descarga del reservorio


(6A) Rechazar reservorio:Si el reservorio ha superado su vida útil, presenta daños irreparables e inaceptables, falla durante

la prueba hidrostática y presenta un porcentaje de deformación permanente fuera de los límites

permitidos, el reservorio no debe volver a entrar en servicio, sino que debe ser rechazado y

desechado de forma adecuada, en conformidad con las recomendaciones del panfleto C-2 de la

CGA (“Recomendations for the Disposition of Unserviceable Compressed Gas Cylinders with

Known Contents”).

Para todos aquellos reservorios a los cuales no se les ha detectado ningún tipo de anormalidad en

el nivel de carga y/o no presentaron problemas de fuga, debe realizárseles el proceso de

recalificación para poder verificar si aun se encuentran en condiciones de seguir operando. Los

pasos a seguir en el proceso de recalificación son los siguientes:

20

(7) Inspeccionar fecha de fabricación:El primer paso de la inspección de los reservorios debe ser la verificación de la fecha de

fabricación de los mismos; dicha información se encuentra en la viñeta de identificación. Todo

reservorio cuya edad supere la vida útil establecida en la exención DOT aplicable, debe sacarse de

servicio.

- Para cilindros DOT-E 8162 (actualizado por el DOT-SP 8162) la vida de servicio no debe

superar los 15 años [DOT-SP 8162, 20ª revisión, pág. 6].

- Para cilindros DOT-E 10945 (actualizado por el DOT-SP 10945) el límite de edad es de 15

años [DOT-SP 10945, 17ª revisión, pág. 4].

Si los cilindros se encuentran fuera del rango de vida útil, deben desecharse; si por el contrario aún

están dentro del límite, debe proseguirse al desmontaje de la válvula.

(8) Desmontaje de válvula/regulador del reservorio:Para poder realizar el desmontaje de la válvula/regulador, es necesario primero montar el

reservorio en una prensa de cadena asegurándose de cubrir todas las partes del reservorio que

estarán en contacto con la cadena con una cubierta de neopreno para evitar daños en el mismo.

Figura 2.7: Desmontaje de válvula/regulador


El proceso de desmontaje de la válvula/regulador para los ensamblajes reservorio

válvula/regulador 60592-101, -201, según las especificaciones del CMM 25-65-17 [Air

Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 306, “Disassembly of Reservoir and Valve/Regulator

Assembly”] es el siguiente:

a) Remover la tuerca hexagonal del cable de control de su acople en la válvula.

b) Remover el pin de seguridad de la válvula.

21

c) Insertar una llave hexagonal de 3/16” en el alojamiento de la polea de la válvula y rotar

lentamente hasta que el pin se detenga en el extremo opuesto de rango de desplazamiento

(válvula abierta).

d) Remover el ensamblaje de control de la válvula.

e) Remover la manguera de la válvula/regulador. Instalar inmediatamente el perno de

seguridad en el puerto de salida de la válvula. Instalar un tapón en el acople de la

manguera para prevenir el ingreso de objetos extraños en ella.

f) Remover el manómetro.

g) Remover la válvula/regulador del reservorio utilizando un torquímetro. Descartar el O-ring

de la válvula.

El proceso de desmontaje de la válvula para los ensamblajes reservorio/válvula regulador: D17996-

101, D18309-101, -103, -105, -201, -205, D37080-101, 60592-103, -203, según las

especificaciones del CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 308, “Disassembly of

Reservoir and Valve/Regulator Assembly”] es el siguiente:

a) Remover el manómetro de la válvula.

b) Remover el pin de seguridad

c) Sacar el cable actuador de la válvula/regulador.

d) Remover la tuerca del cable guía de la válvula/regulador.

e) Remover la válvula/regulador del reservorio utilizando un torquímetro y descartar el O-ring

de la válvula.

(9) Limpieza del reservorio:Con el objetivo de evitar que partículas o sustancias extrañas contaminen el tanque de pruebas

hidrostáticas y afecten la realización de dicha prueba, así como para facilitar la inspección visual de

los reservorios, es necesario limpiar completamente el reservorio de cualquier contaminante. Las

recomendaciones de limpieza que se encuentran en el CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17,

pág. 403] son:

a) Condiciones normales de suciedad (polvo, manchas de compuestos sin base de petróleo)

pueden removerse utilizando un paño suave y seco. Si la suciedad persiste, limpiar con un

paño húmedo y luego secar.

b) Contaminantes con base ligera de petróleo pueden removerse utilizando un paño limpio

húmedo, con detergente suave y agua, y luego enjuagar con un trapo mojado y secar con

aire comprimido.

c) Para contaminantes concentrados, se debe limpiar utilizando alcohol isopropílico. Si es

necesario se puede utilizar Butil-acetato.

22

(9A) Las válvulas son almacenadas para “overhaul” externo:Tal como se ha estipulado, el mantenimiento requerido por las válvulas de los reservorios no se

realizará en el taller, sino que se ha determinado que este servicio se subcontratará externamente;

de modo que las válvulas que se desmonten de los reservorios serán almacenadas para luego ser

enviadas a que reciban una restauración completa.

(10) Inspección visual del reservorio:Como parte del proceso de recalificación, es necesario que antes de someter a los reservorios a la

prueba hidrostática, se inspeccione minuciosamente el estado físico de los mismos, tanto externa

como internamente.

Según las recomendaciones del CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 503], el

reservorio debe examinarse interna y externamente de acuerdo a los requerimientos definidos en

la normativa del DOT (que se encuentra en el CFR) para la recalificación de reservorios, según la

especificación o exención aplicable. Dicha información se encuentra específicamente en el 49 CFR

180.205 [DOT, 49 CFR 180.205, literal “f”, pág. 1121] y establece que la inspección visual debe

realizarse cumpliendo con los lineamientos de los panfletos de la CGA, según el tipo de exención a

la cual pertenecen los reservorios.

Inspección externa:Para los reservorios DOT-E 8162 y DOT-E 10945 la inspección externa debe realizarse en

búsqueda de posibles daños en la superficie del reservorio, y debe tomarse como referencia

general el panfleto C-6.2 de la CGA “Guidelines for Visual Inspection and Requalification of Fiber

Reinforced High Pressure Cylinders”. En este documento se establecen seis categorías de tipos de

daños, según la naturaleza o la causa; y tres niveles de daño, según las características particulares

como longitud, profundidad, etc.

Tipos de daños:

a) Daño por abrasión.

b) Daño por corte.

c) Daño por impacto.

d) Daño estructural.

e) Exposición química.

f) Daño por calor o fuego.

Niveles de daño:

a) Nivel 1: Daño aceptable. El cilindro puede ser probado hidrostáticamente

b) Nivel 2: Daño rechazable. El cilindro debe rechazarse, pero puede ser reparado

c) Nivel 3: Daño condenable. El cilindro debe ser desechado

23

En el panfleto se especifican los criterios que deben utilizarse para determinar a cuál de los niveles

corresponde el daño que pueda existir en un reservorio. Para el caso particular de los daños por

corte o abrasión, los niveles pueden definirse de la siguiente forma:

Nivel 1: existen cortes o abrasión ligera que no causan daño a la capa externa de fibra de

vidrio de los reservorios. Este nivel es típico de cilindros que se utilizan regularmente y no

requiere ningún tipo de atención o reparación inmediata.

Nivel 2: rayones, rasguños y abrasión que penetra en la capa de fibra de vidrio externa pero no

daña la capa interna de kevlar o fibra de carbono. Los cilindros que presentan este nivel de

daño deben ser rechazados, pero pueden ser reparados y posteriormente probados

hidrostáticamente.

Nivel 3: cortes o abrasión que penetran completamente la capa de fibra de vidrio y alcanza la

capa de kevlar o carbono se consideran daño nivel tres. Los cilindros que presentan este nivel

de daño deben ser desechados inmediatamente, ya que su reparación está terminantemente

prohibida.

En el caso del daño por impacto, los cilindros de carbono son más sensibles a este tipo de daño

que los de kevlar, de modo que se debe prestar especial atención a estos casos; cualquier

abolladura que se observe en el exterior debe ser también inspeccionada cuidadosamente por el

interior. Si se presenta daño tal como se describe en el C-6.2, sección 6.5.3, el cilindro debe

desecharse.

Para el caso particular de los cilindros DOT-E 10945, en la última revisión vigente para esta

especificación [DOT-SP 10945, 17ª revisión, sección “testing”, pág 3 y 4], además de las

consideraciones definidas por el panfleto C-6.2 de la CGA, se establecen ciertos criterios para

clasificar los niveles de daño por corte o abrasión, en base a la profundidad y longitud que

presentan él o los daños existentes.

Inspección interna:Para los reservorios DOT-E 8162 y DOT-E 10945 la inspección interna debe realizarse tanto para

la superficie interna del cilindro como para el puerto roscado del mismo.

El puerto roscado debe inspeccionarse en búsqueda de muescas, fisuras, cortes, abolladuras y

cualquier otro tipo de daño en conformidad con la escala de daño de los panfletos C-6 y C-6.1 de la

CGA. Ambos tipos de reservorios cuentan con puerto de rosca recta y sello mediante o-ring, de tal

forma que debe verificarse la condición del glande del sello, según los lineamientos del panfleto C-

6.1.

24

La superficie interna del reservorio debe ser inspeccionada con una luz de alta intensidad y un

boroscopio; los procedimientos típicos para esta inspección se encuentran en los panfletos C-6.1 y

C-6.2. Los cilindros que presentan abolladuras visibles en la superficie interior deben ser

desechados.

La decisión de aceptar o rechazar un reservorio debe basarse en la comparación del daño que

pueda existir en el mismo con los criterios que se plantean en la escala. Si el cilindro no presenta

ningún daño o si estos no superan el nivel uno, el reservorio puede continuar el proceso de

recalificación; los daños de nivel dos deben analizarse para ver si es posible repararlos

directamente o si tendrían que ser enviados al fabricante de los reservorios; los daños de nivel tres

no se pueden reparar y el reservorio debe desecharse.

(11) Llenado previo del reservorio con agua:Luego de haber verificado el buen estado del reservorio mediante la inspección visual, se deben

iniciar los procedimientos preparativos para la realización de la prueba hidrostática, para ello, en

primer lugar debe montarse nuevamente el reservorio en la prensa de trabajo y llenarse

completamente con agua limpia, asegurándose que el interior del mismo quede la menor cantidad

posible de aire.

(12) Instalación del adaptador para prueba hidrostática:Con el reservorio lleno de agua, se debe proseguir a instalar el adaptador para la prueba

hidrostática en el puerto roscado del cilindro; este adaptador permite la conexión del reservorio con

la línea de agua a presión del sistema de pruebas. Como se mencionó anteriormente, el puerto

roscado de los reservorios es del tipo recto, lo cual implica que para asegurar la estanqueidad es

necesario instalar un O-ring apropiado.

Figura 2.8: Adaptador para prueba hidrostática


El puerto roscado de los reservorios es del tipo MS33649-16, con rosca 1.3125-12UN-2B, para

este tipo de configuración deben utilizarse únicamente o-ring que cumplan con la norma

aeroespacial AS586A-916.

25

(13) Montaje del reservorio en la tapa del tanque de prueba:Para poder colocar el reservorio en el sistema de pruebas hidrostáticas, es necesario montar dicho

reservorio en el conector de la tapa del tanque de pruebas, ya que es a través de él que se conecta

la manguera de presión que proviene del banco de pruebas al reservorio. Este conector va roscado

con el adaptador para prueba hidrostática y permite la movilización del reservorio mediante una

grúa o tecle.

Figura 2.9: Montaje de reservorio en tapa de tanque de pruebas

(14) El reservorio es movilizado al tanque de pruebas:Una vez el reservorio ha sido acoplado a la tapa del tanque de pruebas, se debe desplazar,

utilizando el tecle, el reservorio hasta colocarlo en el interior de dicho tanque; esta operación debe

realizarse cuidadosamente para evitar el potencial daño que el reservorio podría sufrir al entrar en

contacto con las paredes del tanque de prueba. Antes de colocar el reservorio es necesario que el

tanque de pruebas se encuentre completamente lleno de agua.

Figura 2.10: Instalación del reservorio en el tanque de prueba hidrostática


26

La tapa del tanque debe colocarse lentamente, para minimizar la cantidad de aire que pueda

quedar atrapado en el interior. Cuando la tapa ya se encuentra en su lugar, es necesario

asegurarla firmemente al tanque, apretando todos los pernos de sujeción, de forma que se pueda

garantizar la estanqueidad del mismo.

(15) Purgado del reservorio, tanque y calibración de buretas:Se debe llenar completamente el reservorio y el tanque de prueba hidrostática, con agua a presión

de la red, hasta asegurar que todo el contenido de aire en el interior del mismo ha sido evacuado a

través de sus respectivas válvulas de venteo.

Luego que se ha purgado el tanque de prueba, se debe calibrar el banco de buretas, estabilizando

el nivel de agua en el interior de ellas.

(16) Realización de la prueba hidrostática:

Figura 2.11: Banco de pruebas hidrostáticas.


El procedimiento para realizar la prueba hidrostática se basa directamente en los lineamientos

provistos por el CMM de los equipos [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 106, “Hydrostatic

test procedure”]; dicho procedimiento, a su vez, considera todos los requerimientos y

especificaciones de las normas aplicables, según el tipo de reservorio.

27

- En primer lugar, en conformidad con los diferentes modelos de ensamblaje reservorio válvula/

regulador que se estipulan en el CMM (series D17996, D18309, D37080, 60592), se

consideran tres familias de modelos de reservorios: D17851-Series que corresponden a la

exención DOT-E 8162 y 64236, 64331-Series que corresponden a la exención DOT-E 10945.

- Para cilindros DOT-E 8162, se están considerando los requerimientos de recalificación para

este tipo de reservorios estipulados en la última revisión vigente del Special Permit [DOT-SP

8162, 20ª revisión, vigente hasta el 28/02/2011]; además en conformidad al special permit, se

consideran los criterios de prueba y recalificación que establece el 49 CFR 180.205 y 180.209

para cilindros construidos bajo la especificación DOT 3HT, y los lineamientos de los panfletos

C-6.1 y C-6.2 de la CGA.

- Para cilindros DOT-E 10945, se han considerado los requerimientos del Special Permit más

reciente [DOT-SP 10945, 17ª revisión, vigente hasta 28/02/2010]; además se consideran los

criterios de recalificación del 49 CFR 180.205 y los lineamentos del panfleto C-6.2 de la CGA.

El procedimiento a seguir para la realización de la prueba hidrostática se detalla a continuación:

a) Aplicar lentamente la presión de pre-prueba para estabilizar el reservorio y el equipo de

pruebas. Dicha presión debe estar determinada según las especificaciones del reservorio; si la

presión de pre-prueba no está definida, el CMM recomienda utilizar entre 85-90% de la presión

de prueba.

- El fabricante de los reservorios (SCI), recomienda que para cilindros de exención DOT con

refuerzo de compuesto, se utilice una presión de pre-prueba igual al 90% de la presión de

prueba menos 100 psi. [SCI, Technical Bulletin – Special Report #2438.00 Revision B,

08/31/00, pág. 2]

Pre-prueba (psi) = Prueba (psi) x 0.9 – 100 (Ec. 2.1)

- Para reservorios DOT-E 10945, el Special Permit vigente exige que la presión de pre-

prueba no sea superior al 85% de la presión de prueba.

Tabla 2.4: Presiones de pre-prueba para reservorios

Reservorio Presión deservicio (psi)

Presión deprueba (psi)

Presión de pre-prueba (psi)

DOT-E 8162 3,000 5,000 4,400DOT-E 10945 3,295 5,500 4,670

Se recomienda que la presión de pre-prueba no sea aplicada a una tasa superior a los 3,000

psi/min.

28

b) Manteniendo la presión de pre-prueba, verificar el sistema completo ante la posible presencia

de fugas. Si el nivel del agua en las buretas desciende, verificar el tanque de pruebas y

tuberías por fugas; si el nivel de las buretas asciende se está filtrando agua al tanque de

pruebas, de modo que hay que verificar el reservorio. Realizar las reparaciones que sean

necesarias hasta eliminar todas las fugas, liberar la presión del reservorio y poner a cero las

buretas.

c) Aplicar lentamente la presión hidrostática al reservorio, hasta que se alcance la presión de

prueba. Dicha presión está determinada según el tipo de reservorio, en conformidad con la

exención DOT aplicable y la norma 49 CFR 180.209. Para cilindros DOT-E 8162 y DOT-E

10945 la presión de prueba debe ser igual a 5/3 de la presión de servicio:

Prueba (psi) = 5/3 x Presión de servicio (Psi) (Ec. 2.2)

Tabla 2.5: Presiones de prueba para reservorios

Reservorio Presión deservicio (psi)

Presión deprueba (psi)

DOT-E 8162 3,000 5,000DOT-E 10945 3,295 5,500

Se recomienda que la presión de prueba no sea aplicada a una tasa superior a los 3,000 psi/min.

d) La presión de prueba hidrostática debe mantenerse por un cierto período de tiempo, según el

tipo de reservorio. Para los reservorios DOT-E 8162 (según DOT-SP 8162) y DOT-E 10945

(según DOT-SP 10945) el tiempo mínimo de espera debe ser de 60 segundos, o lo

suficientemente largo como para asegurar una expansión volumétrica estable.

e) Una vez se ha logrado estabilizar la expansión del reservorio, es necesario tomar la lectura de

las buretas para obtener el valor de la expansión volumétrica total que ha sufrido el reservorio

por efecto de la presión de prueba.

f) Cuando ya se ha determinado la expansión volumétrica, se debe despresurizar el reservorio,

descargando la presión de agua.

g) Luego que el cilindro ha sido despresurizado, se debe esperar al menos 60 segundos o hasta

que el nivel de agua en las buretas deje de descender y se estabilice.

h) Anotar el valor del volumen remanente en las buretas; este dato indica la expansión

permanente que ha sufrido el reservorio.

Toda la información referente a los resultados de la prueba hidrostática debe quedar registrada en

el taller, para lo cual debe ser anotada en la ficha correspondiente a cada reservorio.

29

(17) Calcular deformación elástica y permanente:La expansión elástica del reservorio se obtiene de la resta de la expansión total menos la

expansión permanente:

Elástica = Total – Permanente (Ec. 2.3)

El porcentaje de expansión permanente es el cociente de la expansión permanente entre la

expansión total:

% Permanente = (Permanente / Total) x 100% (Ec. 2.4)

(18) Comparar deformación con los valores límite:Los valores de deformación volumétrica obtenidos de la prueba hidrostática, deben compararse

con los valores máximos aceptables, los cuales varían según el tipo de reservorio, en conformidad

a las exenciones DOT respectivas:

- Para reservorios DOT-E 8162: si el cilindro no tiene indicado el valor de expansión elástica de

rechazo REE (Rejection Elastic Expansion), el cilindro debe rechazarse si el porcentaje de

expansión volumétrica permanente es mayor al 5%. Si el cilindro esta marcado con su valor de

REE, este se debe rechazar si la expansión elástica calculada supera el REE indicado [DOT-

SP 8162, 20ª revisión, pág. 6, numerales (4) y (5)].

- Para reservorios DOT-E 10945: el porcentaje de expansión permanente máximo aceptable no

está definido. El cilindro debe ser rechazado si la expansión elástica calculada supera al REE

indicado en el cilindro [DOT-SP 10945, 17ª revisión, pág. 4, numeral (2)].

(19) El reservorio es desmontado del tanque y movilizado al área de secado:Una vez se ha concluido la prueba hidrostática y se han tomado todos los datos pertinentes, la

tapa del tanque de pruebas debe desmontarse, y desplazarse al área de secado. El reservorio

puede ahora ser desacoplado de la tapa para su posterior secado, este procedimiento debe

realizarse montando el cilindro en una prensa de cadena adecuada.

(20) Vaciado del reservorio y secado con aire comprimido:Se debe desmontar el adaptador de pruebas del reservorio, de tal forma que se pueda vaciar el

agua restante del mismo. El exceso de humedad presente en el reservorio puede retirarse

utilizando aire comprimido.

(21) El reservorio es colocado en horno de secado:El reservorio debe colocarse con el lado del puerto roscado hacia abajo, en un ambiente con una

temperatura controlada de 125°F ± 5°F (52°C ± 3°C), por un periodo de tiempo de al menos 30

minutos, para completar su secado [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 108, literal “Z”].

30

(22) Se coloca en reservorio seco la viñeta de recalificación:Una vez ha concluido el proceso de secado, los reservorios deben ser marcados con la próxima

fecha de prueba. Para reservorios DOT-E 8162 y DOT-E 10945 es obligatorio que esta información

no sea estampada directamente en la superficie exterior de compuesto, sino que debe ser

colocada en una viñeta, siguiendo el siguiente procedimiento [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17,

pág. 108, literal “AA”]:

a) Limpiar la superficie, donde la viñeta será fijada, con agua amoniada (“windex” o equivalente).

b) Secar la superficie con aire comprimido, antes de colocar la viñeta.

c) Colocar la fecha, año de la próxima prueba y cualquier otra información pertinente, en la viñeta.

d) Cubrir la viñeta con una capa delgada de Krylon spray.

e) Colocar la viñeta en la superficie del reservorio.

f) Cubrir la viñeta con dos partes de epóxico transparente, y dejar curar según las instrucciones

del fabricante.

Según el DOT-SP 8162, los cilindros que ya han sido probados después del 1 de julio de 2006,

deben ser recalificados cada 5 años.

Según el DOT-SP 10945, los cilindros que ya han sido probados después del 1 de julio de 2001,

deben ser recalificados cada 5 años.

Figura 2.12: Viñeta de próxima recalificación.

(23) El reservorio se almacena para posterior recarga:Una vez se han finalizado todos los procedimientos de inspección y prueba del reservorio, estos

deben colocarse en la estantería apropiada, a la espera de ser recargados y puestos de vuelta en

servicio.

Mes

Año

Identificación del

recalificador

31

2.3 PROCESO DE RECARGA DE LOS RESERVORIOS:

2.3.1. Generalidades del proceso:

Para que los sistemas de inflado de los toboganes de evacuación puedan ser puestos nuevamente

en servicio, es necesario llevar a cabo el proceso de recarga y ensamblaje de los sistemas, a partir

de reservorios y válvula/regulador que han sido previamente recalificados.

El proceso completo de recarga implica una serie de procedimientos que incluyen: ensamblaje de

componentes en válvula/regulador, montaje de válvula en reservorio, recarga con CO2 y N2,

verificación del nivel de carga, calibración del manómetro e inspección de fugas; todo esto con el

objetivo de garantizar que el reservorio se encuentra en condiciones operacionales plenas, y puede

ser acoplado nuevamente al sistema de evacuación correspondiente.

El procedimiento para la recarga de los reservorios, que se ha definido en el diseño para el taller

de Aeroman, está basado directamente en las recomendaciones emitidas por el fabricante de los

equipos, Air Cruisers/Aérazur, y que están contenidas en el manual de mantenimiento de

componentes respectivo, CMM 25-65-17; considerando, al igual que en el proceso de

recalificación, todos los requerimientos que aplican a los reservorios en cuestión y que se

encuentran contenidos en las normativas: DOT Exemption, CFR y panfletos de la CGA.

El taller de reservorios contará con todas las condiciones necesarias para que se pueda llevar a

cabo la recarga de los reservorios, partiendo de las siguientes consideraciones: en el montaje y

recarga se utilizarán únicamente los reservorios que ya han sido previamente recalificados dentro

de las mismas instalaciones del taller; las válvulas/regulador que serán montadas en los

reservorios serán únicamente aquellas que han sido restauradas (overhaul), y han sido probadas y

recalificadas externamente. En el taller no se contará con las capacidades para realizar ningún tipo

de mantenimiento y reparación de las válvulas, y únicamente se realizarán las pruebas de

calibración correspondientes al manómetro.

2.3.2. Diagrama del proceso de recarga de reservorios:

El procedimiento específico que se ha definido para llevar a cabo el proceso de recarga de los

reservorios en el taller, considerando tanto los aspectos anteriormente mencionados, así como un

ordenamiento que facilite la realización de cada etapa del proceso, se muestra a continuación:

32

Figu

ra 2

.13:

Dia

gram

a de

l pro

ceso

de

reca

rga

de re

serv

orio

s

33

2.3.3. Descripción del procedimiento de recarga de reservorios:

La descripción de cada uno de los pasos que conforman el procedimiento de recarga, ilustrado en

la figura 2.13, se detalla a continuación:

(24) Se toma un reservorio recalificado:El proceso de recarga debe iniciarse seleccionando un reservorio que ya ha sido debidamente

recalificado en el taller, ya que sólo deben ponerse de vuelta en servicio cilindros que han

superado satisfactoriamente todas las pruebas e inspecciones requeridas.

(24A) Se toma una válvula/regulador overhauleada:De igual forma que sucede con el reservorio, para poder poner de vuelta en servicio un sistema de

inflado, es necesario que se instale una válvula/regulador que ha sido debidamente inspeccionada

y recalificada en conformidad con los requerimientos del fabricante y de las normativas aplicables;

como este procedimiento no se realiza en el taller, se debe contar con un inventario de válvulas

que ya han sido recalificadas.

(25) La válvula y sus componentes son instalados en el reservorio:El proceso de instalación de la válvula/regulador y todos sus componentes auxiliares en el

reservorio es una tarea delicada, que debe realizarse con el reservorio asegurado adecuadamente

en una prensa de cadena, para evitar posibles daños en los equipos y garantizar la correcta

instalación de los mismos. Para este procedimiento deben respetarse las recomendaciones del

CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 732, “Assemble Reservoir and Valve/Regulator

Assembly”], las cuales se detallan a continuación:

a) Lubricar el puerto roscado del reservorio con McLube 1190. Cubrir el interior del O-ring con una

película delgada de Braycote Micronic 601, y el exterior con Krytox 240AZ, o Royco 13CF e

instale en la rosca de la válvula utilizando la herramienta para colocar O-ring apropiada, para

evitar daños en el mismo.

b) Cubrir el reservorio con la cubierta de neopreno, antes de ajustarlo en la prensa de cadena, e

inmovilizarlo.

c) Instalar la válvula en el reservorio, ajustándola al valor de torque recomendado.

Tabla 2.6: Torque recomendado para instalación de válvula

Elemento Torque mínimo Torque máximoVálvula/regulador en

reservorio660 In. Lb. 700 In. Lb.55.0 Ft. Lb. 58.3 Ft. Lb.(74.6 N-m) (79.0 N-m)

34

Figura 2.14: Instalación de válvula/regulador en reservorio

[Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 731 y 732]

Una vez ha sido instalada la válvula en el reservorio, es necesario instalar a su vez otros

componentes operativos del sistema: manómetro y cable de control; los procedimientos de

instalación de estos elementos están definidos por el CMM y se detallan a continuación:

El procedimiento de instalación el manómetro [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 734,

“Pressure gage Installation”] es el siguiente:

a) Para manómetros D18300-3, -7 y 61232-1 (P/N): inspeccionar el manómetro para verificar que,

a temperatura ambiente (aproximadamente 70ºF ó 21ºC), la banda verde móvil “GO” está

centrada con respecto al punto negro indicador en el perímetro de la cara del manómetro. La

aguja indicadora debe estar en el extremo izquierdo de la banda roja. Si la banda verde “GO” o

la aguja no están en las posiciones antes mencionadas, se debe reemplazar el manómetro.

Para manómetro 64299-1 (P/N): inspeccionar el manómetro para verificar que la aguja

indicadora esta en el extremo izquierdo de la banda roja, ± 0.1 in (2.5mm). Si la aguja no se

encuentra en dicha posición, se debe reemplazar el manómetro.

b) Aplicar cinta de teflón en la rosca del manómetro de la siguiente manera: (1) Limpiar y

desengrasar las roscas macho y hembra. (2) enrollar la cinta en dirección del espiral de la

rosca macho, comenzando desde el primer hilo. (3) Con cuidado de no contaminar la cinta,

cubrir completamente y juntar con un ligero traslape. (4) Presionar la cinta para ajustarla y jalar

para romperla. Asegurarse que la cinta está firmemente adherida a la rosca.

c) Instalar el manómetro en el puerto correspondiente, y ajustar firmemente.

d) Con dos o tres giros más del ajuste, posicionar la cara del manómetro tal como se muestra en

la figura 2.15.

35

Figura 2.15: Instalación de manómetro en válvula/regulador


El procedimiento de instalación del cable de control (60592-101, -201) [Air Cruisers/Aérazur, CMM

25-65-17, pág. 740, “Install Wire Control Assembly”] es el siguiente:

a) Tirar de la esfera en el extremo del cable, hasta que se extienda completamente.

b) Insertar una llave hexagonal de 3/16” en el alojamiento hexagonal de la polea y rotar

lentamente hasta que se detenga.

c) Insertar el extremo con la esfera del cable en la válvula.

d) Rotar la polea, utilizando la llave hexagonal, hacia la derecha, hasta que el pin de tope este

adyacente a la marca triangular negra (válvula cerrada) de la cubierta.

e) Instalar el pin de seguridad, hasta que el collarín tope con la cubierta de la polea.

f) Instalar la tuerca hexagonal del cable de control en el acople de la válvula y ajustar a 175-200

In. Lb (19.4-22.6 N-m).

g) Determinar la posición de las marcas rojas en el alojamiento de cada perno de la polea, luego

girar las secciones de los alojamientos hasta que las marcas rojas se alineen.

h) Reajustar la tuerca y el perno a 7.4 ± 0.4 Ft Lb (10.0 ± 0.5 N-m)

Figura 2.16: Instalación de cable de control en válvula


36

(26) El sistema es pesado, vacío, para ajuste de báscula:Para poder medir con precisión las masas de CO2 y N2 que se inyectaran en el reservorio durante

la recarga, es necesario conocer el peso del reservorio armado, y vacio, para poder calibrar la

báscula que se utilizará para este fin.

(27) Montaje del reservorio en prensa de llenado:El reservorio ya está listo para poder ser recargado, para lo cual, es necesario instalarlo

adecuadamente en la prensa de llenado, de forma que se encuentre bien sujeto durante este

procedimiento y no exista ningún riesgo de seguridad para el personal durante la recarga; el

montaje en la prensa debe realizarse, al igual que en los casos anteriores, con el debido cuidado

de no dañar el reservorio, para lo cual debe protegerse con la cubierta de neopreno.

Con el reservorio ya montado en la prensa, es necesario además, realizar algunas preparaciones y

ajustes a la válvula, para poder realizar el proceso de recarga, estas se detallan en el CMM [Air

Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 744, “Charge Reservoir and Valve/regulator assembly”],

este procedimiento se detalla a continuación:

- Instalar el perno de seguridad y O-ring:

Instalar el perno y el O-ring correspondiente en el puerto de descarga de la válvula, hasta que

el O-ring entre en contacto con el puerto.

Figura 2.17: Preparación de la válvula para recarga


- Es necesario asegurarse que el cable de control este debidamente instalado en la válvula.

- Se debe asegurar que el pin de seguridad este debidamente instalado en la válvula.

37

- Si queda algún exceso del cable suelto, este se debe enrollar y adherir con cinta al cuerpo del

reservorio

Figura 2.18: Armado de la válvula para recarga


(28) El reservorio es llenado con CO2:El reservorio debe ser recargado, con una mezcla de gases de 45% CO2 y 55% N2, peso/peso, a

una presión nominal de 3000 psig (a 70ºF) para los reservorios DOT-E 8162 y de 3295 psig (a

70ºF) para los DOT-E10945.

El proceso de recarga debe realizarse, llenando primero el reservorio con CO2, en conformidad con

el procedimiento establecido en el CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 748, literal C

“Charge with CO2”]:

a) Remover el tapón de alta presión de la válvula de llenado y conectar la línea de carga de CO2.

b) Abrir la válvula de llenado utilizando dos llaves 3/4 in y presurizar el ensamblaje reservorio

válvula/regulador con CO2.

El sistema de recarga de CO2 debe contar con un filtro de 20 micrones y separador de aceite y

humedad. La tasa de carga no debe exceder 0.05 Lb/s.

(29) El reservorio es pesado para verificar masa de CO2:Verificar el peso del reservorio luego de la carga con CO2, para verificar que la cantidad de gas es

la correcta, removiendo el reservorio de la prensa de cadena y colocándolo en la báscula. Si el

peso es mayor al establecido, se debe purgar el exceso de gas, utilizando la herramienta de

apertura de válvula (para válvula D18302) o dos llaves de tuercas ¾” (para válvulas D18308 y

65566). Los valores permitidos de carga de CO2, según los distintos modelos de ensamblajes

reservorio/válvula regulador, se presentan a continuación:

38

Tabla 2.7: Valores de carga de CO2

Ensamblaje reservorio válvula/regulador(P/N)

Carga de CO2(-0.00Lb, +0.02Lb)

D18309-101, -201 1.85D18309-103, -105, -205 3.40D17996-101 0.90D37080-101 2.0660592-101, -103, -201, -203 2.06

Figura 2.19: Verificación de carga de CO2


(30) Montaje de reservorio en tanque de enfriamiento para llenado de N2:Para reducir el tiempo de carga del reservorio con N2, se debe colocar el reservorio en el tanque de

enfriamiento, de tal forma que se minimiza el incremento de la temperatura en el interior del

reservorio por efecto de la presurización.

Figura 2.20: Tanque de enfriamiento para recarga de N2


39

(31) Llenado de reservorio con N2, hasta presión de operación:El proceso de carga de N2 que se ha definido está basado en el procedimiento establecido en el

CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 752, literal D “Charge with Nitrogen”],

considerando el uso del tanque de enfriamiento; este procedimiento se detalla a continuación:

a) Sumergir el reservorio en el tanque con agua.

b) Conectar la línea de carga de nitrógeno al adaptador de la válvula de llenado y abrir dicha

válvula. La línea de carga debe estar equipada con filtro de 20 micrones y separador de

aceite y humedad.

c) Presurizar el reservorio con nitrógeno hasta el nivel de presión especificado, según el

modelo de reservorio/válvula regulador. Cerrar la válvula de llenado.

d) Remover la línea de carga y el adaptador de la válvula de llenado.

(32) Extraer el reservorio del tanque de enfriamiento y verificar carga de N2:El reservorio debe ser extraído del tanque de enfriamiento, secado y pesado para poder verificar

que la carga de N2 es la adecuada, según el modelo de reservorio.

Si el peso del ensamblaje reservorio válvula/regulador supera el límite establecido, se debe purgar

el exceso de gas del reservorio, de igual forma que para el CO2, asegurándose de no superar los

límites permitidos.

Los valores de carga de N2, el peso total del sistema y la purga máxima permitida, se presentan a

continuación:

Tabla 2.8: Valores de carga de N2, peso total y purga.

Ensamblaje reservorioválvula/regulador

Carga mínimade N2

Peso total degas

Purga permitidade CO2 y N2

D18309-101, -201 2.05 Lb 3.90 Lb 0.20 LbD18309-103, -105, -205 4.04 Lb 7.44 Lb 0.40 LbD17996-101 2.22 Lb 3.12 Lb 0.20 LbD37080-101 2.38 Lb 4.44 Lb 0.26 Lb60592-101, -103, -201, -203 2.38 Lb 4.44 Lb 0.26 Lb

(33) Instalar Master Test Gage:Después de la recarga es necesario realizar una verificación de la calibración del manómetro, para

asegurar el adecuado funcionamiento y confiabilidad del mismo. Para poder realizar esta prueba,

se debe instalar un dispositivo indicador de la presión o manómetro de referencia, en conformidad

con la norma 49 CFR 180.205, en la válvula regulador, para lo cual se debe realizar lo siguiente,

según las recomendaciones del CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 754, “Pressure

gage calibration check”]:

40

- Se debe permitir al reservorio cargado estabilizarse, a temperatura ambiente (70ºF) por un

periodo mínimo de 6 horas.

- Cubrir el reservorio con el neopreno e inmovilizarlo en la prensa de cadena.

- Para poder verificar la presión, en los sistemas equipados con válvula de inflado D18302 es

necesario:

1) Instalar el adaptador del puerto de descarga al puerto de salida de la válvula.

2) Instalar manómetro de referencia en el adaptador

- En los sistemas equipados con válvula de inflado D18308 o 65566, el manómetro de referencia

se instala directamente en el puerto de salida de la válvula.

(34) Verificar la calibración del manómetro:El procedimiento para verificar la calibración del manómetro se basa en las recomendaciones del

CMM de los equipos [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 754, “Pressure gage calibration

check”]:

1) La presión del reservorio recargado se mide de la siguiente manera:

Para sistemas equipados con válvula de inflado D18302:

(a) Abrir lentamente la válvula girando la polea hasta la posición de abierto, y esperar a que la

lectura del manómetro se estabilice.

(b) Anotar la presión que indica el manómetro y regresar la polea hasta la posición de cerrado.

(c) Abrir lentamente el ensamblaje manómetro/adaptador para purgar el gas retenido en el

manómetro.

(d) Remover el manómetro de referencia y el adaptador del puerto de descarga.

Para sistemas equipados con válvula de inflado D18308 o 65566:

(a) Aflojar lentamente la tuerca de la válvula de llenado hasta que la lectura del manómetro se

estabilice.

(b) Anotar la lectura y ajustar la tuerca de la válvula hasta cerrarla.

(c) Abrir lentamente el ensamblaje manómetro/adaptador para purgar el gas del manómetro.

(d) Remover el manómetro de referencia.

2) Los valores de presión real que se han establecido como referencia para los reservorios,

corresponden a una temperatura ambiente de 70ºF, si la temperatura ambiente no es de 70ºF,

es necesario corregir el valor de presión leído en el manómetro para determinar la presión

equivalente a 70ºF (Para corrección de presión, utilizar tabla A.1 en anexo).

41

3) Si el valor de presión corregido se encuentra por debajo de los valores de presión de servicio

correspondiente, es necesario agregar nitrógeno.

4) En ningún caso, la presión corregida debe exceder la presión de servicio del reservorio.

Tabla 2.9: Presión real de referencia para recarga

Ensamblaje reservorio válvula/regulador(P/N) Presión real (a 70ºF)

D18309-101, -201 3250 psigD18309-103, -105, -205 3150 psigD17996-101 3060 psigD37080-101 3140 psig60592-101, -103, -201, -203 3140 psig

Si la presión indicada en el manómetro está por debajo de la banda verde “GO”, se debe

desconfiar en la precisión del mismo y se debe corroborar el peso del reservorio, si el peso es

correcto, el reservorio debe descargarse y el manómetro debe sustituirse. Si la lectura está en la

banda “GO”, el manómetro está bien calibrado, y el sistema puede pasar a la prueba de fuga.

(35) Verificar fugas en reservorio cargado:Según las recomendaciones del fabricante, es necesario que después de efectuar la recarga, se

verifique cuidadosamente que no existen fugas en el reservorio; para ello es necesario introducir el

reservorio en un tanque de agua apropiado y observar si se producen burbujas, que indicaran la

presencia de fugas. El procedimiento para realizar esta inspección en conformidad con las

recomendaciones del CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 760], es el siguiente:

a) Sumergir completamente el reservorio y la válvula, cuidando de no sumergir el manómetro, en

agua durante 5 minutos, asegurándose que todas las conexiones roscadas del reservorio,

disco de ruptura y conexión del manómetro queden completamente sumergidas; no debe

existir ningún tipo de fuga (indicada por el escape de burbujas). Si existe alguna fuga, el

reservorio debe ser descargado.

b) Revisar el manómetro por fugas. Utilizar un cepillo de cerdas suaves para aplicar solución de

prueba de fugas en el frente y alrededor de la base de la cabeza del manómetro. No debe

existir ningún tipo de fuga.

Si no se encontró ninguna fuga, el ensamblaje debe ser preparado para su almacenamiento, para

lo cual es necesario:

c) Remover la línea de carga y el adaptador. Instalar el tapón de alta presión en la válvula de

llenado.

42

d) Instalar el tubo en el tapón de la válvula de llenado.

e) Instalar el tapón en el alojamiento del regulador.

Para la realización de este procedimiento es necesario que tanto el pin como el perno de seguridad

estén debidamente instalados en la válvula.

Figura 2.21: Preparación de la válvula para almacenamiento.


(36) El reservorio es desmontado del tanque y secado:Los reservorios que han superado satisfactoriamente la prueba de fugas ya se encuentran listos

para ser puestos de vuelta en servicio, de modo que deben ser almacenados apropiadamente, a la

espera de ser instalados nuevamente en el sistema de evacuación de emergencia. Para ser

almacenados, los reservorios deben ser extraídos del tanque de prueba, y secados

completamente con aire comprimido.

(37) El reservorio se empaca apropiadamente:Una vez se han completado todos los procedimientos, los reservorios recargados deben ser

empacados apropiadamente, en una caja que cuente con material adecuado para proteger el

reservorio de golpes, polvo y humedad.

(38) El reservorio certificado se almacena para su posterior entrega.Los reservorios previamente empacados, deben ser almacenados para poder ser entregados

posteriormente y reinstalados junto con los demás elementos del sistema de evacuación.

43

Para asegurar que los reservorios no sufran ningún tipo de daño mientras están almacenados, se

debe cumplir con las recomendaciones que establece el fabricante de los equipos, contenidas en el

CMM correspondiente [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 764], las cuales son:

a) Mantener el reservorio recargado en un contenedor limpio, y que provea adecuada

protección.

b) Las temperaturas de almacenamiento máximas permisibles, en periodos prolongados de

tiempo son -40ºF hasta +160ºF. Sin embargo es recomendable mantenerlos a condiciones

ambientales normales (75ºF ± 15ºF).

c) Una revisión periódica de la presión del los reservorios es recomendable, si estos han

estado sujetos a cambios extremos de temperatura durante su almacenamiento.

d) Se debe minimizar la movilización de los equipos y se debe tener especial cuidado en caso

que sean desplazados.

e) Los componentes individuales deben ser protegidos del polvo y la humedad con empaque

apropiado, tal como bolsas de polietileno.

f) En caso de envío, se debe empacar el reservorio en un contenedor apropiado y

debidamente identificado de acuerdo con las mejoras prácticas comerciales para el

transporte, respetando además los requerimientos del DOT para envío de reservorios

presurizados.

En el caso de los reservorios que no superaron la prueba de calibración y/o la verificación de fugas

no deben ser puestos de vuelta en servicio, y es necesario seguir un procedimiento alternativo que

permita rechazar aquellos componentes que presentan daños inaceptables y reutilizar los que aun

están en buenas condiciones.

(35A) Descargar reservorio:Los reservorios recargados que presentaron problemas de calibración en el manómetro o fugas

deben ser descargados; el procedimiento de descarga es exactamente el mismo que el estipulado

anteriormente en el paso (5A) y que se encuentra también descrito en el CMM [Air

Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 305, “Discharge Reservoir and Valve/Regulator Assembly”].

(36A) Desmontar el manómetro de la válvula:En el caso de los sistemas que presentaron problemas en el manómetro, luego de ser

descargados, se debe desmontar el manómetro de la válvula/regulador y desechar.

44

(37A) Instalar un manómetro en buen estado:Se debe instalar un nuevo manómetro, que esté en buenas condiciones, respetando el

procedimiento descrito anteriormente en el paso (25); a partir de la sustitución del manómetro, el

ensamblaje reservorio válvula/regulador ya se encuentra nuevamente en condiciones de ser

recargado, para lo cual debe volverse a realizar todo el procedimiento correspondiente, desde el

paso (26) en adelante.

(36B) Desmontar válvula/regulador del reservorio:Luego de la descarga, para el caso de los reservorios válvula/regulador que presentaron fugas,

debe desmontarse la válvula/regulador del reservorio, siguiendo el procedimiento definido

anteriormente en el paso (8) y en el CMM [Air Cruisers/Aérazur, CMM 25-65-17, pág. 306].

(37B) Inspeccionar componentes:Luego del desmontaje de la válvula, es necesario verificar las causas de las fugas detectadas; si se

encontraron fugas en el cuerpo del manómetro o de la válvula/regulador, la decisión debe ser

sustituir el elemento dañado y reiniciar el proceso de recarga. Si las fugas se presentaron en el

reservorio, este debe sacarse de servicio inmediatamente.

45

CAPÍTULO 3:DISEÑO DE LA INSTALACIÓN DEL TALLER DE RESERVORIOS

3.1 DISEÑO DE LAS ÁREAS DE TRABAJO DEL TALLER

3.1.1. Consideraciones del diseño:

Para poder realizar el proceso completo de recalificación y recarga de los reservorios que se ha

establecido anteriormente, es necesario contar con instalaciones adecuadas que permitan la

ejecución de todos los procedimientos de forma efectiva y segura. Para poder garantizar estos

requerimientos se deben contar con áreas de trabajo apropiadas, diseñadas pensando en la

seguridad de los operarios y que además posean todos los equipos, herramientas y materiales que

son exigidos por el manual de mantenimiento o normas aplicables, así como aquellos que facilitan

la realización de las tareas correspondientes a cada etapa del proceso.

Según se ha definido el proceso que habrá de realizarse en el taller, es necesario contar con

diferentes áreas que permitan el almacenamiento de los reservorios y herramientas, mesas de

trabajo adecuadas que permitan realizar los procesos de montaje y desmontaje de válvulas y

componentes así como inspecciones y operaciones de llenado, vaciado y secado de reservorios;

también debe contarse con espacio para la instalación de las prensas de cadena que requiere el

CMM para la correcta sujeción de los reservorios durante los procedimientos. Además de esto se

debe contar con áreas adecuadas para la instalación y utilización de los equipos especiales que se

requieren para la recalificación y recarga, tales como el banco de pruebas hidrostáticas, el horno

de secado de reservorios, el tecle para movilización y el sistema de recarga de alta presión.

Las áreas del taller deben ser diseñadas en función de satisfacer los requerimientos del proceso y

facilitar la realización de las tareas correspondientes, considerando el hecho que varias de estas

tareas están directamente relacionadas entre sí, según el orden lógico del proceso. Para fines

prácticos se puede dividir el proceso total de recalificación y recarga en seis grandes etapas:

- Recepción de reservorios.

- Preparación para la prueba hidrostática.

- Prueba hidrostática.

- Secado y recalificación.

- Recarga.

- Empacado y almacenamiento.

Cada una de las etapas anteriores abarca un cierto número de pasos del proceso y para cada

etapa se ha definido un área de trabajo, la cual cuenta en su diseño con todos los elementos

46

necesarios para poder llevar a cabo los procedimientos correspondientes a cada uno de los pasos

respectivos de la etapa. La distribución de los pasos que habrán de realizarse en cada una de las

seis áreas de trabajo se presenta a continuación:

a) Área 1: Recepción de reservorios

- Administración del taller: manejo de la información referente a las operaciones del taller,

inventario de equipos y herramientas, manejo de la información de los reservorios que

están siendo procesados y que ya han sido recalificados y recargados.

- Recepción de reservorios (Paso 6).

b) Área 2: Preparación para la prueba hidrostática

- Inspeccionar fecha de fabricación de reservorio (7)

- Desmontaje de válvula/regulador (8)

- Limpieza del reservorio (9)

- Inspección visual (10)

- Llenado previo del reservorio (11)

- Instalación del adaptador para prueba hidrostática (12)

- Montaje en tapa de tanque de prueba (13)

- Desmontaje de válvula/regulador defectuoso (36B)

- Inspeccionar componentes defectuosos (37B)

c) Área 3: Prueba hidrostática

- Movilización del reservorio al tanque de pruebas (14)

- Purgado de reservorio, tanque y calibración de buretas (15)

- Prueba hidrostática (16)

- Cálculo de deformación elástica y permanente (17)

- Comparación de deformación con valores límite (18)

d) Área 4: Secado y recalificación

- Movilización de reservorio al área de secado y desmontaje de tapa (19)

- Vaciado del reservorio y secado con aire comprimido (20)

- Secado en horno (21)

- Colocación de viñeta de recalificación (22)

- Almacenamiento previo a la recarga (23)

47

e) Área 5: Recarga

- Instalación de válvula y componentes en el reservorio (25)

- Pesado del sistema vacio para ajuste de báscula (26)

- Montaje de reservorio en prensa de llenado (27)

- Llenado con CO2 (28)

- Verificación de masa de CO2 en báscula (29)

- Montaje de reservorio en tanque de enfriamiento (30)

- Llenado con N2 (31)

- Verificación de carga total de reservorio (32)

- Instalar master test gage (33)

- Verificar calibración de manómetro (34)

- Prueba de fugas en reservorio (4A y 35)

- Descarga de reservorio (5A y 35A)

- Desmontaje de manómetro defectuoso (36A)

- Instalar manómetro en buen estado (37A)

f) Área 6: Empacado y almacenamiento

- Desmontaje de tanque de fugas y secado (36)

- Empacado del reservorio (37)

- Almacenamiento del reservorio (38)

3.1.2. Áreas de trabajo:

A continuación se presenta el diseño físico, las características básicas constructivas, así como el

listado de los equipos y herramientas con que deben contar cada una de las seis áreas de trabajo

que han sido definidas; el diseño detallado de los equipos que serán fabricados localmente, la

selección de las partes que serán adquiridas localmente o en el exterior y se utilizarán en el

ensamblaje de los sistemas del taller, así como los planos constructivos correspondientes a todos

estos elementos son presentados posteriormente.

48

Área 1: Recepción de reservorios

Figura 3.1: Área de trabajo #1

(a) Oficina del encargado del taller:

El taller de reservorios debe de contar con una oficina para la persona que estará a cargo de

este recinto, y dicha oficina debe tener el equipamiento básico necesario para poder

desempeñar las obligaciones correspondientes, como puede ser la administración de las

operaciones del taller, inventario de equipos, materiales y herramientas, o cualquier otra

responsabilidad que le sea conferida por parte de la gerencia de componentes; sin embargo,

para efectos del proceso de mantenimiento de los reservorios, la función más importante de

esta oficina debe ser la de manejar la información referente a los reservorios, bien sea la de

aquellos que están siendo procesados en el taller, llevar un registro de los reservorios que ya

han sido recalificados y recargados, y almacenar la documentación que obligatoriamente debe

estar disponible en este tipo de instalación (CMM, normas CFR, etc.), según lo exigen los

entes reguladores de la industria.

No existe ningún requerimiento particular respecto a las características de los equipos de la

oficina, de modo que pueden ser seleccionados según sea conveniente; por el contrario, la

documentación si es de carácter obligatorio y debe ser completa según se especifica. La

oficina debería de contar con los siguientes elementos:

(a)

(b)

(c)

49

Tabla 3.1: Inmobiliario de oficina

Inmobiliario de oficina

Nº Descripción Características1 Escritorio de oficina (con gavetas) Comercialmente disponible2 Silla de oficina Comercialmente disponible

3 Computadora Capacidad de procesamientobásica (Office, Internet, etc.)

Tabla 3.2: Documentación obligatoria para talleres de recalificación

Documentación del taller

Nº Descripción Características1 Ficha de recalificación de reservorios Según CMM2 CMM 25-65-173 DOT Exemption o Special Permit vigente DOT-SP 8162 y DOT-SP 109454 Normas CFR aplicables 49 CFR 180.201 a 180.2155 Panfletos CGA aplicables C-6, C-6.1, C-6.2, C-6.3

El modelo de ficha de recalificación de reservorios que se sugiere en el CMM es el siguiente:

Figura 3.2: Ficha de recalificación de reservorios.


50

(b) Estantería de recepción:

Los reservorios que llegan al taller para su recalificación, y que han sido previamente

descargados mediante la prueba de despliegue del tobogán, deben ser almacenados de forma

adecuada durante el tiempo de espera previo a que se inicie el proceso de recalificación;

aunque no existe ningún requerimiento especifico respecto a las características de la

estantería, se recomienda que sea robusta, de tipo industrial o comercial, y que tenga además

la capacidad de albergar una cantidad considerable de reservorios.

Tabla 3.3: Características de la estantería de recepción

Dimensiones Capacidadpor repisa

Nº derepisas

Capacidad totalde reservorios

Estanteríaabierta

H 84 in>200 Lb 5 25 reservoriosA 24 in

L 42 in

Figura 3.3: Estantería de recepción

(c) Contenedores “Bin box” para reservorios:

Para poder almacenar los reservorios de forma segura en la estantería, es necesario colocar

los reservorios en un contenedor que los mantenga inmóviles y protegidos, de tal forma que se

minimice el riesgo de daños por caídas o por el contacto con superficies abrasivas. No existe

ningún requerimiento particular para la selección de este tipo de contenedores, pero debe

asegurarse que las dimensiones mínimas permitan que el reservorio más grande quepa

adecuadamente. El diseño y las dimensiones recomendadas que deberían tener los

contenedores para reservorios son las siguientes.

51

Tabla 3.4: Dimensiones recomendadas para contenedores “Bin box”

Largo Ancho AltoContenedores “Bin Box” 24 in 8 in 6 in

Figura 3.4: Contenedores para reservorios

Área 2: Preparación para la prueba hidrostática

Figura 3.5: Área de trabajo # 2

(a)

(b)

(c)

(d)

52

(a) Mesa de trabajo para inspección y desmontaje de válvula:

Para poder probar hidrostáticamente los reservorios, es necesario llevar a cabo una serie de

procedimientos previos, con el objetivo de preparar la prueba, y que permiten asegurar que los

resultados de la misma son satisfactorios y se depure todos aquellos reservorios que ya no se

encuentran en condiciones para continuar prestando servicio en los sistemas de evacuación.

Las tareas que deben realizarse para este fin son: desmontaje de válvula/regulador, limpieza

del reservorio, inspección visual, pre-llenado del reservorio, instalación del adaptador para

prueba y montaje en tapa de tanque de prueba. Para poder llevar a cabo todas estas tareas se

necesita una mesa de trabajo que cuente con características adecuadas de espacio para la

inspección, que permita la instalación de la prensa de cadena que se requiere para la

inmovilización del reservorio, que cuente además con un lavabo con desagüe para facilitar las

operaciones de limpieza y llenado y que cuente con espacios que permitan el almacenamiento

de las herramientas y materiales que se utilizarán para la realización de todos los

procedimientos anteriormente mencionados. Además esta mesa debe contar con una

estructura resistente y durable a los efectos del uso continuo y de la corrosión por la humedad.

Tabla 3.5: Dimensiones de la mesa de trabajo del área #2.

Largo Ancho AltoMesa de trabajo 150 cm 80 cm 90 cm

Figura 3.6: Mesa de trabajo del área #2

Repisas paraherramientas y

materiales Lavabo paralimpieza y llenado

Mesa de aceroinoxidable

Estructura deacero

Tubería dedesagüe

53

(b) Herramientas y materiales:

Para poder llevar a cabo todos los procedimientos que deben realizarse en esta área de

trabajo para la preparación de la prueba hidrostática, es necesario que se tenga a disposición

una serie de herramientas y materiales que se requieren para dicho fin, y que además son

exigidos por el CMM y las normas aplicables, para garantizar la adecuada realización de los

procedimientos; el listado completo de herramientas y materiales con que debe contarse es:

Tabla 3.6: Herramientas requeridas en Área # 2.

Herramientas del Área 2Nº Descripción Características1 Llave hexagonal 3/16” (C.D.)

2 Llave de tuercas común Tamaño según tuerca del cable de controlde la válvula (C.D.)

3 Perno tapón de seguridad Norma AN814-10, rosca UNF 7/8” x14(C.D.)

4 Torquímetro y adaptador para válvula Tamaño según diámetro deválvula/regulador (C.D.)

5 Luz flexible de alta intensidad Según diámetro del puerto roscado dereservorio (C.D.)

6 Boroscopio Según diámetro del puerto roscado dereservorio (C.D.)

7 Adaptador para prueba hidrostática P/N: C19848-1, de Air Cruisers

8 Niple para acople rápido de adaptadorPresión de operación > 5500 psi; roscamacho según adaptador de prueba, puertopara acople rápido 1/2 in (C.D.)

9 Cubierta de Neopreno 28x4x1/8 in; durómetro #80-85 (C.D.)10 Herramienta para colocar O-ring P/N: 67189-1, de Air Cruisers

Tabla 3.7: Materiales consumibles requeridos en Área # 2.

Materiales del Área 2Nº Descripción Características1 Paño suave de limpieza (C.D.)2 Detergente liquido suave (C.D.)3 Alcohol isopropílico (C.D.)4 Butil Acetato (C.D.)5 O-ring para puerto de reservorio Norma AS586A-916 (C.D.)6 Lubricante para puerto de reservorio McLube 11907 Lubricante para interior de O-ring Braycote Micronic 6018 Lubricante para exterior de O-ring Krytox 240 AZ o Royco 13CF

Para almacenar y organizar las herramientas y materiales anteriormente mencionados, se

recomienda colocarlos en contenedores “bin box” similares a los de los reservorios, pero con

dimensiones acorde a las características de los elementos a almacenar.

54

(c) Prensa vertical de cadena:

Las operaciones de desmontaje del sistema válvula/regulador, así como la instalación del

adaptador para la prueba hidrostática, requieren que el reservorio se encuentre

adecuadamente sujetado e inmovilizado en una prensa de cadena, la cual debe estar instalada

directamente en la mesa de trabajo.

La prensa de cadena debe tener las siguientes características:

- Dimensiones que garanticen la correcta sujeción de todos los tipos y tamaños de

reservorios.

- Sistema apropiado de sujeción y apriete, formado por una cadena y mecanismo de tornillo

de potencia.

- Estructura resistente para soportar el peso de los reservorios y las operaciones de montaje

y desmontaje.

- La superficie que estará en contacto con el reservorio debe estar recubierta con un material

no abrasivo, que minimice el riesgo de daños en la superficie del cilindro.

- Dada la naturaleza de las operaciones a realizar en la prensa y para facilitarlas, es más

conveniente que esta sea vertical.

Figura 3.7: Prensa de cadena vertical.

Pernos paramontaje en mesa

Estructura deacero

Mecanismo deapriete

Superficieinterna de hule

Cadena desujeción

55

(d) Toma de agua a presión de la red:

Para poder realizar el pre-llenado del reservorio, previo al montaje del mismo en la tapa del

tanque de pruebas, es necesario que exista en el área de trabajo una toma de agua cercana,

para facilitar esta operación. Esta toma puede ser alimentada directamente por la red común

de agua potable, ya que en esta etapa solo es necesario llenar el reservorio, pero no

presurizarlo. Para realizar el llenado se recomienda utilizar una manguera, ya que la flexibilidad

de la misma permite facilitar el procedimiento de llenado.

Tabla 3.8: Elementos de la toma de agua en Área # 2.

Elementos de la toma de aguaNº Descripción Características

1 Válvula de paso Válvula de bola de bronce, con rosca hembraNPT 1/2 in (C.D.)

2 Manguera flexible 1/2 in, PVC o hule, acople roscado macho(C.D.)

Área 3: Prueba hidrostática

Figura 3.8: Área de trabajo #3.

(a)

(b)(c)

(f)

(d)

(e)

56

(a) Tecle para el desplazamiento de los reservorios:

En el taller se debe de contar con un tecle o grúa que permita la sujeción, elevación y el

desplazamiento seguro de los reservorios entre las distintas áreas de trabajo, mientras estos

se encuentran llenos de agua por efecto de la prueba hidrostática y acoplados a la tapa del

tanque de pruebas.

Aun cuando los reservorios no son particularmente pesados, el peso combinado del cilindro

con el volumen contenido de agua y la tapa de acero del tanque de pruebas puede ser lo

bastante considerable como para dificultar que un operario pueda manipular esta carga, ya sea

para desplazarla o especialmente para colocar el reservorio en el tanque de pruebas, de modo

que resulta necesario tener en la instalación un tecle.

En términos de la capacidad de carga del tecle, ésta debe ser tal, que pueda levantar con

holgura el reservorio más pesado de todos los que serán recalificados en el taller, dicho

reservorio es el DOT-E 8162 con un volumen de 650 in3, más el peso del agua y de la tapa.

Tabla 3.9: Capacidad de carga del tecle.

Elemento PesoReservorio vacío (DOT-E 8162, 650 in3) 13.3 Lb650 in3 (10.65 L) de agua 23.5 LbPeso aproximado de la tapa del tanque de pruebas 56 LbTotal 92.8 Lb

De modo que la capacidad mínima del tecle debe ser de 93 Lb.

El tecle debe tener además, la capacidad de desplazar el reservorio desde la prensa de

montaje del área #2, hasta el tanque de pruebas hidrostáticas del área #3 y luego a la prensa

de desmontaje y vaciado del área #4; para poder realizar este recorrido, el tecle debe estar

montado en un “trolley” adecuado que le permita la movilización y todo el conjunto debe estar

instalado en un riel o viga acorde a las características del sistema y del recorrido. En cuanto a

la viga se debe tener el cuidado particular que la curva que tiene el recorrido no sea de un

radio muy pequeño, ya que la mayoría de “trolleys” tienen restricciones en este sentido y

suelen tener un radio mínimo de giro de al menos 40 in.

Si bien los requerimientos de peso del sistema y distancia del recorrido no son tan

significativos, debido al hecho que es muy deseable que el operario pueda supervisar

cuidadosamente el proceso de desplazamiento para asegurar que el reservorio no sufra ningún

golpe o caída a lo largo del recorrido, particularmente durante la colocación en el tanque de

57

pruebas, resulta recomendable que tanto el mecanismo de elevación como el de

desplazamiento sean de potencia eléctrica, para que el operario no se distraiga mientras

realiza estos procedimientos, como sucedería en el caso que estos fueran realizados

manualmente.

Figura 3.9: Montaje de tecle de reservorios en viga.

Los elementos con los que debe contar el sistema son los siguientes:

Tabla 3.10: Componentes del tecle

Sistema de tecleNº Descripción Características

1 Tecle Capacidad >100 Lb, suspensión tipo “lug” paramontaje en trolley, elevación eléctrica. (C.D.)

2 Trolley Desplazamiento eléctrico, capacidad y dimensionessegún trolley (C.D.)

3 Viga recta Viga estándar tipo “I”, dimensiones según trolley.(C.D.)

4 Viga curva Viga estándar tipo “I”, dimensiones y radio decurvatura según trolley (C.D.)

Viga de acero paradesplazamiento

Ensamblaje tecle y trolleyde desplazamiento

Control para elevacion ydesplazamiento electrico

Montaje dereservorio en tapa

58

(b) Banco de pruebas hidrostáticas:

El procedimiento más significativo del proceso de recalificación de los reservorios es la prueba

hidrostática, la cual permite verificar si el reservorio aun cuenta con las condiciones necesarias

de resistencia y estanqueidad que son exigidas para continuar en servicio; para poder realizar

esta prueba se debe de contar con un sistema completo de bombeo que permita presurizar los

reservorios conforme a los requerimientos establecidos para dicha prueba en las normativas

correspondientes y medir con precisión la expansión volumétrica que sufren durante este

procedimiento. Este sistema debe ser además fácil de operar, durable al uso repetido y

continuo, y simple para facilitar y minimizar las operaciones de mantenimiento.

Para poder satisfacer todos los requerimientos anteriores, se ha diseñado un banco de

pruebas en el que todos los elementos necesarios se encuentran contenidos en una sola

unidad compacta y están montados de tal forma que pueden ser manipulados con facilidad. El

diseño del banco de pruebas hidrostáticas para el taller de reservorios es el siguiente:

Figura 3.10: Banco de prueba hidrostática.

Panel deinstrumentos

Banco deburetas

Panel decontrol

Circuitos hidráulicoy neumático

Acoples paraconexión demangueras

59

- El banco cuenta con una estructura robusta y simple, conformada por ángulos y laminas de

acero, dispuestos de tal forma que permiten el montaje y protección de todos los elementos del

sistema, así como un fácil acceso a las válvulas de paso que sirven para el control del circuito

durante la prueba hidrostática. El banco es además una unidad bastante compacta, que puede

ser completamente desacoplada del resto de elementos que conforman el sistema de prueba y

movilizada fácilmente, gracias a que cuenta con rodos, en caso sea necesario desplazarlo por

razones de mantenimiento.

- Para lograr la presurización requerida por los reservorios para la realización de la prueba

hidrostática, se requiere de un circuito hidráulico capaz de elevar la presión del agua hasta

5500 psig, y que este conformado por elementos que puedan operar satisfactoriamente a este

nivel de presión. El circuito cuenta con dos secciones diferentes, una parte de baja presión que

opera entre el rango típico de la red de agua potable (<50 psig), y que se encarga de alimentar

de agua al sistema y sus elementos; la otra parte del circuito es la de alta presión, que es la

que conduce el agua que es inyectada al reservorio durante la prueba, así como para la

descarga del mismo y el alivio del sistema, y opera con una presión máxima de hasta 5500

psig.

La parte del circuito hidráulico correspondiente a la sección de baja presión es el siguiente:

Figura 3.11: Circuito hidráulico de baja presión.

60

La parte superior del circuito es la línea de alimentación del banco, que sirve para poder llenar

con agua a presión de la red el tanque de descarga y el tanque de prueba hidrostática. La parte

inferior es la línea de succión, que une al tanque de descarga con la bomba.

El listado de elementos que conforman el circuito de baja presión es el siguiente:

Tabla 3.11: Componentes del circuito de baja presión

Descripción CaracterísticasA Tubería 1/2 in, cedula 10, acero inoxidable (C.D.)

B Filtro strainer en “y”, línea de alimentacióndel banco Rosca hembra NPT 1/2 in, bronce (C.D.)

C Filtro strainer en “y”, línea de succión dela bomba

D Válvula de bola, alimentación del banco

Rosca hembra NPT 1/2 in, aceroinoxidable(C.D.)

E Válvula de bola, alimentación del tanquede descarga

F Válvula de bola, alimentación del tanquede prueba

G Válvula de bola, línea de succión de labomba

H Acople tipo “bulkhead” para conexión conmanguera, alimentación del banco

Entrada y salida con rosca hembra NPT1/2 in, bronce (C.D.)I Acople tipo “bulkhead” para manguera,

alimentación del tanque de prueba

J Acople tipo “bulkhead” para manguera,línea de succión

K Válvula check, línea de succión Rosca hembra NPT 1/2 in, bronce (C.D.)L Unión universal, línea de succión Rosca hembra NPT 1/2 in, bronce (C.D.)

El circuito de alta presión es alimentado desde el tanque de descarga, a través de la línea de

succión, aquí la bomba eleva la presión del agua hasta el nivel requerido por la prueba hidrostática;

la presión en esta parte del circuito es limitada mediante la válvula de alivio, la cual debe ser

calibrada adecuadamente para cada prueba, según el tipo de reservorio a utilizar. El manómetro

del sistema se encuentra conectado a una de las secciones del circuito para poder medir con

precisión el valor de la presión de agua que es inyectada al reservorio. La línea de presión finaliza

con un adaptador para manguera el cual conecta al banco de prueba con el reservorio. La línea de

descarga cuenta además con una válvula de paso que permite liberar la presión del reservorio,

después de realizada la prueba. La bomba cuenta con uniones universales tanto del lado de la

succión como de la descarga, para facilitar la extracción de la misma durante las operaciones de

mantenimiento.

61

El circuito hidráulico correspondiente a la sección de alta presión del banco es el siguiente:

Figura 3.12: Circuito hidráulico de alta presión.

El listado de elementos que conforman el circuito de alta presión es el siguiente:

Tabla 3.12: Componentes del circuito de alta presión

Componentes de alta presión (>5500 psig)Descripción Características

A Tubería 3/8 in, pared de 3 mm, acero inoxidable316 (C.D.)

B Bomba de potencia neumática SC Hydraulic, model: 10-5-080C Unión universal, línea de presión 3/8 in, acero inoxidable (C.D.)D Válvula check, línea de presión 3/8 in, acero inoxidable (C.D.)E Válvula check, línea de descarga

F Válvula de bola, calibración de válvula dealivio 3/8 in, acero inoxidable (C.D.)

G Válvula de bola, descarga de reservorio

H Snubber, protección de manómetro Entrada 3/8 in, salida de 1/4 in, aceroinoxidable

I Manómetro del banco Puerto de 1/4 in, escala hasta 10,000 psiJ Válvula de alivio 3/8 in, acero inoxidable (C.D.)

K Acople tipo “bulkhead” para conexión conmanguera, alimentación del reservorio Entrada y salida con rosca hembra 3/8 in,

acero inoxidable(C.D.)L Acople tipo “bulkhead” para conexión conmanguera, tanque de descarga

62

- Ya que la bomba de agua del banco es de potencia neumática, es necesario que exista en el

banco una línea de aire comprimido para poder alimentar a la bomba durante la operación. El

circuito neumático y sus componentes se presentan a continuación:

Figura 3.13: Circuito neumático del banco de pruebas.

Tabla 3.13: Componentes del circuito neumático del banco de prueba

Circuito neumáticoNº Descripción CaracterísticasA Fuente de aire comprimido Red interna del tallerB Válvula de bola, alimentación Rosca 1/2 in, bronce (C.D.)

C Unidad de mantenimiento (filtro,lubricador y manómetro) Rosca 1/2 in entrada y salida (C.D.)

D Bomba hidráulica, potencia neumáticaE Silenciador Rosca macho 3/4 in

- Las válvulas de paso manuales del circuito hidráulico que sirven para controlar los

procedimientos de carga y descarga de los reservorios, llenado del tanque de descarga y

pruebas, así como la válvula de alivio, se encuentran montadas en la parte frontal del banco,

en el denominado panel de control, de forma tal que pueden ser manipuladas fácilmente

durante la prueba.

Figura 3.14: Panel de control del banco de pruebas.

63

- Durante la prueba es necesario poder medir con precisión tres variables para poder asegurar

que dicha prueba ha sido realizada correctamente, la presión del sistema, el tiempo

transcurrido y el desplazamiento de agua producto de la expansión volumétrica del reservorio;

para poder medir estas propiedades, el banco cuenta en el panel frontal con un reloj o

cronómetro, con un manómetro de precisión conectado al circuito hidráulico y un juego de

buretas conectadas al tanque de pruebas para medir la expansión volumétrica. Según los

requerimientos de la norma CFR, el banco de pruebas debe contar con un manómetro con una

precisión del 1% del valor de la presión de prueba prescrita para los reservorios; de igual forma

las buretas de medición deben tener una precisión del 1% de la expansión total de los cilindros

o de 0.1 cm3, cualquiera que sea el mayor de los dos casos. [49 CFR 173.34, pág. 400]

Figura 3.15: Panel de instrumentos del banco de pruebas.

(c) Tanque de descarga:

Luego de haberse completado la prueba hidrostática del reservorio y medido la expansión

volumétrica del mismo, es necesario liberar de forma segura la presión contenida en el cilindro

para que este pueda ser removido con seguridad del tanque de pruebas hidrostáticas, para ello

se cuenta con un tanque de descarga; en este tanque también se libera la presión de exceso

que se produce en el sistema cuando se abre la válvula de alivio.

Dado que la presión que debe ser liberada del sistema es muy elevada (hasta 5500 psig) es

necesario que el flujo de agua a presión sea amortiguado adecuadamente, para esto el tanque

de descarga debe contar en todo momento con un nivel mínimo de agua que cubra el puerto

de la tubería de descarga y garantice esta amortiguación; además para minimizar el

desperdicio de agua durante la realización de la prueba, la tubería de succión del circuito

hidráulico es alimentada por el tanque de descarga, de modo que el agua se reutiliza.

Cronómetro

ManómetroBanco deburetas

64

Físicamente el tanque de descarga es un barril de plástico resistente y cuenta además con tres

adaptadores tipo "bullkhead” roscados directamente a la pared del barril y con puerto roscado

hembra para acoplar las mangueras que lo conectan con el banco de pruebas, una de alta

presión que conecta con la tubería de descarga del circuito y dos de baja presión para conectar

con la tubería de alimentación de agua y con la de succión de la bomba.

Figura 3.16: Tanque de descarga.

(d) Tanque de pruebas hidrostáticas:

El tanque de pruebas hidrostáticas provee el alojamiento para el reservorio durante la

realización de la prueba, y permite verificar la expansión volumétrica del reservorio cuando es

presurizado. Una vez ha sido instalado el cilindro a probar en el tanque, este se encuentra

completamente cerrado y solo permite que el volumen de agua desplazada producto de la

expansión pase a las buretas, en donde se puede medir con precisión la deformación del

reservorio. Si bien este tanque no sufre ningún incremento de la presión interna durante la

operación normal, es necesario que sea de construcción robusta y resistente, para garantizar

en primer lugar que no sufrirá deformación alguna por el peso del agua que contiene, ya que

esto restaría precisión a la prueba; pero además debe mantener su integridad en caso que el

reservorio que está siendo probado llegue a romperse, para esto el sistema cuenta además

con un disco de ruptura que libera cualquier sobrepresión interna.

Adaptador“Bulkhead”

Linea dealimentación

Linea dedescarga

Linea deSucción

65

El diseño físico del tanque de pruebas es el siguiente:

Figura 3.17: Tanque de prueba.

- La tapa del tanque está construida completamente de acero inoxidable y cuenta, en la parte

superior, con un ojo para poder engancharlo al tecle, con adaptadores roscados para conectar

la manguera que une con la línea de presión y las líneas de venteo de alta y baja presión para

purgar el aire del reservorio y del tanque respectivamente previo a la prueba; la tapa tiene

además pernos de sujeción para asegurar la estanqueidad del tanque durante la prueba y

posee en la parte inferior un puerto roscado hembra y un adaptador para acople rápido, donde

se instala el reservorio q va a ser probado hidrostáticamente.

- El cuerpo del tanque debe ser robusto y hermético para garantizar la estanqueidad durante la

prueba y que no se produzca una deformación por efecto del peso del agua contenida, que

pueda inutilizar los resultados de la prueba. El tanque cuenta además con tres adaptadores

roscados tipo “butt-weld” para baja presión, soldados al cuerpo del tanque, que sirven para

conectar las mangueras que lo unen con el banco de buretas, con la línea de llenado del

tanque y con el desagüe del mismo. Por razones de seguridad, este tanque cuenta con un

dispositivo de liberación de la presión interna, en el caso que el reservorio se rompa o falle

Disco deruptura

Tapa para montajede reservorios

Adaptador paralinea de carga

Cuerpo del tanque,de acero inoxidable

Adaptador paraventeo de reservorio

Adaptador paraconexión con buretas

Adaptador para lineade llenado Drenaje de

tanque

66

durante la prueba y libere presión de agua hacia el tanque, si esto llegase a ocurrir el tanque

cuenta con un disco de ruptura que se abrirá ante un incremento leve de la presión para

garantizar la liberación rápida del agua.

Para mantener el tanque aislado y minimizar la posibilidad de daños personales, así como para

contener el agua en caso de rebalse o por apertura del disco de ruptura, el tanque de prueba

estará instalado en una fosa de concreto; dicha fosa debe tener un piso firme para soportar el

peso de todo el tanque de pruebas y debe permitir que dicho tanque este anclado

adecuadamente al fondo.

Tabla 3.14: Componentes del tanque de pruebas

Tanque de pruebasNº Descripción Características

1 Adaptador roscado para manguera,alta presión

Presión >5500 psig, rosca macho 3/8 in, roscahembra 3/8 in, acero inoxidable (C.D.)

2 Adaptador roscado para válvula deventeo alta presión

Presión >5500 psig, rosca macho 3/8 in, roscahembra 1/4 in, acero inoxidable (C.D.)

3 Adaptador roscado tipo “butt-weld”para baja presión Rosca hembra 3/8 in, acero inoxidable (C.D.)

4 Válvula de venteo automática de altapresión

Presión >5500 psig, rosca 1/4 in, aceroinoxidable (C.D.)

5 Disco de ruptura, con adaptador paramontaje tipo brida Presión de ruptura <15 psig, aluminio (C.D.)

6 Empalme de acople rápido Presión >5500 psig , empalme para niple de1/2 in (C.D.)

(e) Tomas de alimentación de agua y aire comprimido:

Para el funcionamiento del tanque se necesita tener disponibilidad de agua potable y de aire

comprimido en el área de trabajo, de modo que debe existir tomas para ambos. La toma de

agua tendrá una válvula de bola para controlar el flujo, mientras que la toma neumática debe

tener acoples rápidos para facilitar la interconexión, mediante mangueras con el circuito

neumático que alimenta la bomba hidráulica.

Figura 3.18: Tomas de agua y aire comprimido.

67

(f) Trinchera para mangueras:

Según se ha definido la ubicación de los elementos del área de trabajo, existe una distancia

considerable entre el banco y el tanque de pruebas, por lo cual resulta conveniente instalar las

mangueras que conectan a estos dos elementos en una trinchera, para protegerlas del

deterioro al estar expuesto un tramo muy largo, y además para efectos de orden y estética en

el área. Esta trinchera debe tener las características de una canaleta común, con una cubierta

tipo rejilla para evitar accidentes.

Figura 3.19: Trinchera para mangueras

Área 4: Secado y recalificación

Figura 3.20: Área de trabajo # 4

(a)

(b)(d)

(c)

(g)

(e)

(f)

68

(a) Mesa de trabajo vaciado y secado de reservorios:

Luego de haber sido probados hidrostáticamente, los reservorios deben ser retirados de la tapa

del tanque de pruebas y deben ser secados completamente para que pueda completárseles el

proceso de recalificación; si la expansión volumétrica, elástica o permanente, que sufrieron los

reservorios superó los valores límite o se presentaron daños en los mismos durante la prueba,

estos deben ser inmediatamente desmontados y desechados, ya que no han superado el

proceso de recalificación. Cualquiera que sea el resultado obtenido en la prueba hidrostática,

se necesita una mesa de trabajo adecuada en donde se puedan llevar a cabo los

procedimientos respectivos posteriores a dicha prueba.

La mesa de trabajo del área cuatro debe contar en primer lugar, con el espacio suficiente para

la instalación de una prensa de cadena vertical, idéntica a la que se encuentra en el área dos,

para poder desmontar de forma segura el reservorios de la tapa del tanque así como para

retirar el adaptador para prueba del puerto roscado del cilindro; además debe contar con un

lavabo o pozeta para facilitar las operaciones de vaciado del agua contenida en los reservorios

y poder retirar el exceso de humedad con aire comprimido. En términos generales, las

características constructivas de esta mesa deben ser similares a las de la mesa de trabajo del

área dos pero con algunas diferencias en cuanto a las dimensiones y otras características; el

diseño de la mesa del área cuatro es el siguiente:

Tabla 3.15: Dimensiones de la mesa de trabajo del área #4


Figura 3.21: Mesa de trabajo del área # 4

Repisa paraherramientas

Lavabo paralimpieza y llenado


Estructura deacero

Tubería dedesagüe

69

(b) Prensa vertical de cadena:

Las operaciones de desmontaje del reservorio de la tapa del tanque así como del adaptador

para la prueba hidrostática, requieren que el reservorio se encuentre adecuadamente sujetado

e inmovilizado en una prensa de cadena, la cual debe estar instalada directamente en la mesa

de trabajo, posicionada de tal forma que quede directamente por debajo del recorrido del tecle.

Esta prensa debe ser idéntica a la que se encuentra en el área dos, con las mismas

dimensiones y características.

(c) Toma de aire comprimido:

Luego que el reservorio ha sido vaciado, es necesario que se retire el exceso de humedad

remanente, tanto en el interior como en el exterior del mismo, para ello es necesario que el

cilindro sea sopleteado con aire comprimido. De tal forma que es necesario que en esta área

de trabajo exista disponibilidad de una toma de aire de la red del taller; además es necesario

contar con una manguera retráctil adecuada para realizar esta tarea.

Figura 3.22: Manguera neumática para secado de reservorios.

(d) Herramientas y materiales:

Para poder llevar a cabo los procedimientos que deben realizarse en esta área de trabajo para

el secado de los reservorios así como la colocación de la viñeta de recalificación, es necesario

que se tenga a disposición algunas herramientas y materiales que se requieren para dicho fin.


Herramientas del Área 4Nº Descripción Características

1 Llave para adaptador de reservorio Tamaño según diámetro de adaptador(C.D.)

2 Dispensador para manguera de airecomprimido

Según diámetro del puerto roscado demanguera (C.D.)

3 Cubierta de Neopreno 28x4x1/8 in; durómetro #80-85 (C.D.)

4 Marcador permanente para llenar viñetade recalificación (C.D.)

70


Materiales del Área 4Nº Descripción Características1 Viñeta de recalificación Diseño según DOT (C.D.)

2 Agua amoniada para limpieza del áreadonde se colocará viñeta (C.D.)

3 Krylon Spray (C.D.)4 Epóxico transparente (C.D.)

(e) Estantería de espera para horno de secado:

Para poder completar el secado de los reservorios es necesario que estos sean colocados en

un ambiente con temperatura controlada, como un horno; mientras los cilindros están a la

espera de poder pasar a dicho horno, es necesario que se cuente con una estantería

apropiada, en donde los reservorios estén debidamente protegidos todo el tiempo que tengan

que esperar. Las dimensiones de la estantería para este fin, así como los contenedores para

reservorios son exactamente las mismas que las del área de recepción de reservorios.

(f) Horno de secado de reservorios:

Para que los reservorios puedan ser recargados, es necesario que hayan sido completamente

secados, asegurándose que no exista ningún remanente de humedad en ellos; para poder

asegurarse de esto, se debe colocar los reservorios, boca abajo y durante un mínimo de

tiempo de media hora, en un ambiente con una temperatura controlada de 125°F ± 5°F (52°C ±

3°C), según lo recomienda el CMM.

Para poder llevar a cabo esta operación de secado, en el área de trabajo se debe contar con

un horno eléctrico para poder obtener las condiciones de temperatura deseadas; este horno

será similar a los utilizados para la deshumidificación de equipos de laboratorio y se fabricará

localmente. Debido al tiempo que toma esta operación de secado, se ha estipulado que el

horno tenga la capacidad de secar simultáneamente hasta cuatro reservorios, sin importar el

tamaño de los mismos, para lo cual las dimensiones mínimas de la cámara de secado del

horno deben ser las siguientes:

Tabla 3.18: Dimensiones mínimas del horno de secado

Dimensiones decámara de secado Largo Ancho Altura Capacidad de

reservoriosHorno 55 cm 55 cm 80 cm 4 reservorios

71

Figura 3.23: Horno de secado

(g) Estantería de espera para recarga:

Luego que los reservorios han sido secados y se les ha colocado la viñeta de recalificación, ya

se encuentran listos para poder ser recargados, y mientras se inicia este procedimiento, deben

permanecer en espera, en la estantería específicamente designada para este fin. Las

características de la estantería así como las condiciones de almacenamiento en esta etapa son

las mismas que las de la estantería de recepción y la de espera para secado.

Área 5: Recarga

Figura 3.24: Área de trabajo # 5.

Estructura delamina de acero

Bandeja de acerocon recubrimiento de

teflon

Area de secado, porresistencia eléctrica

(a)

(b)(d)

(c)

(g)

(e)

(f)

(h)

72

(a) Mesa de trabajo para montaje de válvula y recarga:

Todos aquellos reservorios que superaron satisfactoriamente el proceso de recalificación, ya

se encuentran listos para poder ser recargados y puestos de vuelta en servicio. Para poder

llevar a cabo el procedimiento de recarga, es necesario primero realizar el montaje de la

válvula/regulador y todos los componentes operativos del sistema, en el reservorio, para que

pueda ser luego inyectada en ellos la mezcla de CO2 y N2 correspondiente, a la presión de

servicio indicada según el tipo de reservorio.

Para poder realizar las operaciones de recarga, se necesita una mesa de trabajo con el

espacio suficiente para la instalación de una prensa de cadena horizontal, requerida para

sujetar con seguridad los reservorios durante el montaje de la válvula y recarga; además debe

poder colocarse la báscula que se utilizará para verificar que las masas CO2 y N2 que se

inyecten en los reservorios son las indicadas; el diseño de la mesa del área cinco es el

siguiente:



Figura 3.25: Mesa de trabajo del área # 5.

Repisa paraherramientas y

materiales


Estructura deacero

73

(b) Herramientas y materiales del área 5:

Para poder llevar a cabo todos los procedimientos que deben realizarse en esta área de

trabajo para la recarga de los reservorios, es necesario que se tenga a disposición diversas

herramientas y materiales que son exigidos por el CMM para garantizar la correcta realización

de los procedimientos; la mayoría de las herramientas que se utilizan en esta área son

exclusivas del fabricante de los equipos (Air Cruisers) y existe poca o ninguna disponibilidad de

sustitutos comercialmente disponibles, estos elementos además están fabricados

específicamente para los sistemas de evacuación; el listado completo de herramientas y

materiales que debe existir en el área 5 es:


Herramientas del Área 5Nº Descripción Características

1 Válvulas/regulador recalificadas Air Cruisers P/N: D18302, D18308 y 65566,según corresponda.

2 Manómetros calibrados Air Cruisers P/N: D18300-3, -7, 61232-1 y64299-1, según corresponda.

3 Cubierta de Neopreno 28x4x1/8 in; durómetro #80-85 (C.D.)

4 Torquímetro y adaptador para válvula Tamaño según diámetro de válvula/regulador(C.D.)

5 Herramienta para colocar O-ring Air Cruisers, P/N: 67189-1

6 Perno de seguridad Norma AN814-10, rosca UNF 7/8” x14 (C.D.)7 Cable de control de la válvula Air Cruisers, P/N: 60592-101, -2018 Llave hexagonal 3/16 in (C.D.)

9 Llave de tuercas común Tamaños según tuercas y pernos de la válvula(C.D.)

10 Adaptador para torquímetro paratuerca del cable de control Tamaño según diámetro de tuerca (C.D.)

11 Pin de seguridad de válvula Air Cruisers, P/N: D17961-101,-103

12 Herramienta de apertura de la válvulade llenado Air Cruisers, P/N: B19286-1

13 Adaptador de puerto de salida paramanómetro de prueba Air Cruisers, P/N: 65346-101

14 Manómetro de referencia paraprueba

Air Cruisers, P/N: 65425-101, o equivalentesegún 49 CFR 180.205

15 Adaptador de carga para válvula dellenado Air Cruisers, P/N: B19285-1

16 Tubo Air Cruisers, P/N: 15A17168-117 Casquete Air Cruisers, P/N: 62034-10118 Casquete de alta presión Incluido con válvula de llenado19 Cepillo de cerdas suaves (C.D.)

74


Materiales del Área 5Nº Descripción Características1 O-ring para puerto de reservorio Norma AS586A-916 (C.D.)2 Lubricante para puerto de reservorio McGee Industries McLube 11903 Lubricante para interior de O-ring Castrol Braycote Micronic 601

4 Lubricante para exterior de O-ring Dupont Krytox 240 AZ o AnderolRoyco 13CF

5 Cinta de teflón con recubrimiento de níquel (C.D.)

6 O-ring para perno de seguridad Dimensión según rosca UNF 7/8” x14(C.D.)

7 Cinta adhesiva con retardo al fuego (C.D.)8 Solución de prueba de fugas Jabón líquido (C.D.)

9 O-ring para adaptador de válvula dellenado Bajo norma NAS1611-008 (C.D.)

Para almacenar y organizar las herramientas y materiales anteriormente mencionados, se

recomienda colocarlos en contenedores “binbox” con dimensiones acorde a las características de

los elementos a almacenar.

(c) Prensa de cadena horizontal:

Para poder sujetar adecuadamente los reservorios, durante las operaciones de montaje de

válvulas y recarga, es necesario contar con una prensa de cadena apropiadamente instalada

en la mesa de trabajo. Las características generales de la prensa son similares a las prensas

verticales del taller, pero con la diferencia que para los procedimientos correspondientes a esta

área, resulta necesario que la prensa sea horizontal; esta diferencia en la forma solamente

afecta parcialmente las características constructivas y de montaje de la misma, pero el diseño

general del mecanismo de apriete y de la superficie de sujeción es prácticamente idéntica a las

otras prensas del taller.

La prensa de cadena horizontal debe tener las siguientes características:

- Dimensiones de las quijadas que garanticen la correcta sujeción de todos los tipos y

tamaños de reservorios.

- Sistema de sujeción y apriete de cadena y mecanismo de tornillo de potencia.

- Estructura resistente de acero para soportar el peso de los reservorios y las operaciones

de montaje y recarga.

- La superficie que estará en contacto con el reservorio debe estar recubierta con hule.

- Dada la naturaleza de las operaciones a realizar en la prensa, el montaje en la mesa debe

ser horizontal.

75

Figura 3.26: Prensa horizontal.

(d) Báscula para verificación de carga:

Según las características operacionales de los sistemas de evacuación de tobogán,

estipuladas en el CMM correspondiente, es necesario que los reservorios sean recargados,

previos a su puesta en servicio, con masas muy precisas de CO2 y N2. Para poder garantizar

que las cantidades inyectadas en los reservorios durante la recarga sean las correctas, se

debe contar en el área de trabajo con una báscula de precisión que permita verificar las masas

de gas.

En conformidad con los requerimientos del CMM, la báscula debe tener una precisión de al

menos 0.01 Lb, y debe contar con una bandeja de pesaje con un diseño tal, que impida que los

reservorios puedan rodar durante la pesada y sufrir una caída que podría dañarlos. Para

efectos de facilitar la toma de datos y evitar la posibilidad de errores de paralaje durante la

lectura, es recomendable que la báscula sea digital.

Tabla 3.22: Características de la báscula.

Precisión RangoBáscula 0.01 Lb 0-50 Lb

Pernos paramontaje en mesa

Estructura deacero

Mecanismo deapriete

Quijadas de acero,recubiertas de hule

Cadena desujeción

76

(e) Sistema de recarga de CO2 y N2:

Para poder llevar a cabo la recarga de los reservorios, es necesario contar en el taller con un

sistema especializado de presurización de gases, que permita tener un abastecimiento

permanente de dióxido de carbono y nitrógeno a los niveles de presión que son requeridos

para el procedimiento de recarga.

Por razones de seguridad y para evitar la saturación de equipos en el local del taller, se ha

considerado conveniente que el sistema de recarga sea una red centralizada de distribución de

gases, de tal modo que todos aquellos elementos que conforman el sistema de

almacenamiento y presurización de la red estarán instalados fuera del local del taller, en un

cuarto aparte, que debe ser construido específicamente para este fin. Los gases presurizados

serán llevados hasta la zona de recarga del taller (Área #5), mediante dos redes

independientes de tuberías, una para cada gas, que contarán con las características de diseño

que requiere este tipo de aplicaciones.

El cuarto anexo del taller, en donde se instalarán los sistemas de recarga, debe estar ubicado

lo más cerca posible del taller de reservorios, con el objetivo de minimizar los costos de la

tubería de distribución, y debe contar con dimensiones adecuadas para la ubicación de los

equipos, de manera que estos se puedan acceder fácilmente, pero sin incrementar

significativamente el espacio del hangar que ya había sido previamente designado para el

taller.

- Almacenamiento de gases:

En el mercado local existe disponibilidad de tres tipos distintos de contenedores para el

suministro y almacenamiento de gases, según el volumen de consumo que es requerido para

la producción; los tipos de recipientes disponibles son:

a) Cilindros de alta presión: Son envases de acero, llenados a alta presión, comprimiendo el

gas en el volumen interior del cilindro; en estos cilindros el gas se mantiene a temperatura

ambiente y son los que típicamente se utilizan para el transporte de cantidades pequeñas

de todo tipo de gases.

b) Termos criogénicos: también conocidos como contenedores de líquido o “dewars”, son

recipientes al vacío de doble pared, con múltiples capas de aislante. Están diseñados para

el transporte y almacenaje de gases licuados a temperaturas criogénicas. La mayoría de

“dewars” permiten extraer el producto en fase líquida o gaseosa. Los termos criogénicos

tienen la ventaja que contienen un volumen mucho mayor de gas a una presión

relativamente baja comparada con los cilindros de alta presión.

77

c) Tanques criogénicos estacionarios: Son sistemas de almacenaje de líquido criogénico en

sitio, consisten normalmente de un tanque, un sistema vaporizador y controles

automáticos. Grandes volúmenes de gases líquidos (hasta 11,000 galones) son

entregadas por un camión y después se almacenan en las instalaciones, y permiten suplir

las necesidades de consumo a escala industrial.

Figura 3.27: Cilindro de alta presión, termo criogénico y tanque estacionario.

La demanda de reservorios a recargar en el taller, si bien se desconoce, es poco probable que

supere unas pocas unidades por día, debido a que los requerimientos del CMM exigen que la

recarga sea realizada a tasas de presurización bastante bajas (0.05 Lb/s para CO2 y 50 psi/s para

N2); a partir de esto, se ha considerado que el almacenamiento de los gases para el sistema de

recarga se realice por medio de cilindros de alta presión, ya que con estos se puede tener una

reserva de gas adecuada para la demanda que podría esperarse, de forma más simple, económica

y con mayor flexibilidad.

Las características de los gases comercialmente disponibles y los cilindros que se utilizarán para el

almacenamiento son los siguientes:

Tabla 3.23: Características del nitrógeno comercialmente disponible

Gas: N2 gaseosoGrado: Industrial

Capacidad: 260 ft3 (a 70ºF y 14.7 psi),equivalente a 19 Lb

Presión deenvasado: 2400 psig

78

Tabla 3.24: Características del Dióxido de Carbono comercialmente disponible

Gas: CO2 gaseoso-liquidoGrado: IndustrialCapacidad: 50 LbPresión deenvasado: 838 psig (Psat a 70ºF)

Las características de diseño de los cilindros que se utilizarán para el almacenamiento de los

gases se presentan a continuación:

Tabla 3.25: Características de los cilindros para almacenamiento de gas

Especificación de cilindro: DOT 3AA-2400

Presión nominal de trabajo: 2400 psi

Dimensiones:Volumen (in3) D.E. (in) L (in)

2995 9.25 55

La cantidad de reservorios que idealmente podría recargarse, según los requerimientos definidos

por el CMM para cada modelo de reservorio/válvula regulador por cada cilindro de gas, se presenta

a continuación:

Tabla 3.26: Cantidad de reservorios idealmente recargables por cada cilindro de gas

# de reservorios recargablespor cilindro de gas

Modelo de reservorioválvula/regulador

Carga deCO2 (Lb)

Carga mínimade N2 (Lb) CO2 N2

D18309-101, -201 1.85 2.05 27 9D18309-103, -105, -205 3.4 4.04 14 4D17996-101 0.9 2.22 55 8D37080-101 2.06 2.38 24 760592-101, -103, -201, -203 2.06 2.38 24 7

- Condiciones de recarga:

Los cilindros de alta presión representan una forma de abastecimiento de gas cuya presión de

servicio es insuficiente para satisfacer los niveles que son requeridos para la recarga de los

reservorios; además del hecho que en estos sistemas la presión no es constante, y disminuye

conforme se vacía el cilindro. Ante estas dos circunstancias, resulta evidente la necesidad de

contar con un equipo para intensificar la presión del gas de los cilindros hasta los niveles que

79

los reservorios necesitan para su operación. Para esta aplicación específica se necesitarán de

dos “boosters”, uno para CO2 y uno para N2, con capacidades acorde a los niveles de presión

que deben alcanzarse en cada una de las dos etapas del proceso de recarga.

Según el procedimiento para la recarga de los reservorios descrito en el CMM, que ha sido

detallado anteriormente en el capítulo II, cada uno de los modelos de reservorio/válvula

regulador tiene definido la cantidad (en masa) de cada gas que debe ser inyectado, así como

la presión final que alcanza la mezcla en el reservorio al finalizar la recarga; este valor de

presión final representa el requerimiento mínimo que debe satisfacer el booster para la recarga

del N2, sin embargo no se conoce cuál es el valor de presión que se alcanza luego de la

recarga de CO2 únicamente. Este valor de presión es necesario para poder realizar la

selección del booster correspondiente, de modo que se ha calculado, utilizando el programa

EES, el valor aproximado de presión final que alcanza la masa de CO2 contenida en el

reservorio, a partir de las propiedades termodinámicas conocidas. Las condiciones completas

de la recarga para cada uno de los gases se presenta a continuación:

Tabla 3.27: Presiones de reservorio para recarga con CO2


Carga deCO2 (Lb)

Capacidad delreservorio (in3)

Presión estimada(psig a 70ºF)

D18309-101, -201 1.85 300 787.4D18309-103, -105, -205 3.4 360 728.1D17996-101 0.9 300 506.3D37080-101 2.06 650 761.560592-101, -103, -201, -203 2.06 650 761.5

Tabla 3.28: Presiones finales de reservorio para recarga completa


Carga mínimade N2 (Lb)

Peso totalde gas (Lb)

Presión delreservorio (psig)

D18309-101, -201 2.05 3.90 3250D18309-103, -105, -205 4.04 7.44 3150D17996-101 2.22 3.12 3060D37080-101 2.38 4.44 314060592-101, -103, -201, -203 2.38 4.44 3140

80

Con base a esta información, sabemos que la presión mínima que debe poder alcanzar el booster

para CO2 es de al menos 787.4 psig, según la estimación realizada, mientras que el de N2 debe ser

capaz de presurizar por encima de 3250 psig, según lo especifica el CMM; en la práctica los

equipos seleccionados deben poder satisfacer con cierta holgura estos requerimientos.

A partir de estos requisitos, los modelos de boosters que han sido seleccionados son los

siguientes:

- Booster para CO2:

Tabla 3.29: Especificaciones del booster para CO2

Marca Modelo Presión mínima desuministro de gas

Desplazamientodel pistón

Presión máxima deaire comprimido

Haskel EnergySystems AG-15 50 psig 6.2 in3 150 psig

La curva de desempeño para este booster se presenta a continuación:

Figura 3.28: Curvas de desempeño del booster para CO2.

Las características físicas del booster seleccionado son las siguientes:

81

Figura 3.29: Características físicas del booster para CO2.

- Booster para N2:

Tabla 3.30: Especificaciones del booster para N2

Marca Modelo Presión mínima desuministro de gas

Desplazamientodel pistón

Presión máxima deaire comprimido

Haskel EnergySystems AG-62 200 psig 3.1 in3 150 psig

La curva de desempeño para este booster se presenta a continuación:

Figura 3.30: Curvas de desempeño del booster para N2.

82

Las características físicas del booster seleccionado son las siguientes:

Figura 3.31: Características físicas del booster para N2.

Figura 3.32: Booster, modelo AG-15.

De la información que tenemos de los boosters seleccionados, se debe destacar el hecho que

ambos equipos poseen un valor mínimo de presión de succión de gas (50 psig para el de CO2 y

200 psig para el de N2), lo que significa que en la práctica no es posible aprovechar la totalidad del

contenido de los cilindros de almacenamiento y debe realizarse una corrección a la cantidad de

reservorios que es posible recargar por cada cilindro de gas. Considerando estos valores de

presión, tenemos:

83

Tabla 3.31: Gas no recuperable de los cilindros de almacenamiento

Gas Presión remanenteen cilindro

Masa de gas noaprovechable

CO2 50 psig 0.65 LbN2 200 psig 1.62 Lb

Con base a esta cantidad de gas que no es posible aprovechar de los cilindros de

almacenamiento, debido a las limitaciones en la succión de los boosters, y considerando que se ha

proyectado tener 1 cilindro de CO2 y 3 cilindros de N2 conectados al sistema, la capacidad real de

producción de reservorios, estimada por cada recambio de cilindros de almacenamiento es:

Tabla 3.32: Capacidad de recarga, según almacenamiento.

Número estimado dereservorios


CO2 N2

D18309-101, -201 26 24D18309-103, -105, -205 14 11D17996-101 54 22D37080-101 23 2060592-101, -103, -201, -203 23 20

- Componentes del sistema de recarga:

Además de los elementos necesarios para el almacenamiento y la presurización de los gases

(cilindros de alta presión y boosters), el sistema de recarga necesita de diversos componentes que

permitan la interconexión de los equipos, la distribución de los gases hasta el área de trabajo 5,

válvulas y accesorios de control y otros equipos que son necesarios para que el sistema de

recarga pueda operar de forma segura y cumplir con los requerimientos estipulados por el CMM

para el llenado de los reservorios.

El diagrama funcional del sistema completo para la recarga se presenta a continuación:

84

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85

(1) Circuito neumático de control de los boosters:

La alimentación de aire comprimido para la operación de los boosters proviene de la red central del

hangar; a dicha red se conectará directamente la tubería neumática que se utilizará en el área de

recarga, de modo que será independiente de la red de aire comprimido que se encuentra en el

local del taller.

Para controlar el encendido y apagado de los boosters, el sistema cuenta con una válvula

direccional 3/3 con operación por solenoide, de tal forma que se pueda activar cualquiera de los

dos equipos mediante pulsadores desde una locación remota, en este caso desde el área 5 del

taller, sin tener que ir al cuarto del sistema de recarga cada vez que se requiera operar los

boosters. Esta red neumática debe contar además con los elementos necesarios para el control de

la presión y caudal del aire comprimido que alimenta a los boosters, de forma que se pueda

manipular las condiciones del flujo de gas presurizado que entregan dichos equipos, según los

requerimientos definidos para la recarga.

El sistema cuenta con unidades de mantenimiento con filtro y lubricador, para que las condiciones

del aire que alimenta a los boosters sean optimas; además cada línea cuenta con una válvula de

interrupción pilotada en la succión de gas, la cual se encarga de cerrar la línea neumática de los

boosters, en el caso que la presión de los cilindros de almacenamiento alcance los límites mínimos

de presión de succión admitida por los boosters. La interconexión entre los accesorios debe

realizarse preferiblemente utilizando mangueras, ya que permiten mayor facilidad y flexibilidad en

la ubicación y configuración de los componentes.

El listado de elementos que conforman el circuito de alimentación neumática de los boosters es:

Tabla 3.33: Componentes de la alimentación de aire comprimido de los boosters

Nº Descripción Características

1 Válvula direccional neumática 3 vías, 3 posiciones, operación mediantesolenoides, puertos 1/4 NPT (C.D.)

2 Unidad de mantenimiento (filtro, lubricadosy regulador de presión) Puertos 1/4 NPT (C.D.)

3 Regulador de caudal Puertos 1/4 NPT (C.D.)4 Válvula de bola Puertos 1/4 NPT (C.D.)

5 Válvula con pilotaje de alta presión (Airpilot switch) para CO2

Puertos neumáticos 1/4 NPT, puertopilotaje 1/4 NPT para presión >850 psig

6 Válvula con pilotaje de alta presión (Airpilot switch) para N2

Puertos neumáticos 1/4 NPT, puertopilotaje 1/4 NPT para presión >2400 psig

86

(2) Circuito de suministro de gases:

Tanto para el dióxido de carbono como el nitrógeno, debe existir una línea de interconexión entre

los cilindros de alta presión y los boosters de tal forma que se cuente con una alimentación

continua de gas para efectuar la recarga de los reservorios. Las características de esta línea deben

ser tales que permitan la conexión simultanea de varios cilindros, en paralelo, de forma que se

aproveche la presión de los mismos de manera uniforme; esto debe ser así incluso en el caso del

CO2, para el cual se ha establecido anteriormente que se mantendrá en el área de recarga un sólo

cilindro como reserva de gas, sin embargo ante la posibilidad de incrementos en la demanda, es

preferible contar en ambos sistemas con la flexibilidad para expandir en un futuro la capacidad de

recarga según se considere necesario, de tal forma que los cilindros deben estar conectados a un

sistema de manifold.

En el caso de sistemas de recarga en los que se realiza una transferencia de gas desde un banco

de cilindros hacia otro reservorio de menor tamaño, resulta necesario que exista la posibilidad que

antes de poner en marcha el booster para presurizar el reservorio, se pueda primero igualar las

presiones de los contenedores; para poder lograr esto, es necesario que exista una línea de

conexión directa entre el banco de cilindros y la tubería de distribución, sin pasar por el booster, y

que cuente con una válvula check, que evite el paso de gas desde el booster hacia los cilindros

cuando este se encuentra funcionando.

La red de conexión debe contar además con un regulador de caudal a la salida del manifold de

reservorios, la cual debe ser calibrada según los requerimientos de la recarga; también debe existir

medidores de presión y caudal que faciliten el ajuste del sistema. Finalmente debe estar instalada

una válvula de paso que permita cerrar el paso al flujo de gas, en caso esto sea necesario, así

como para poder aislar el manifold del resto de la red durante las operaciones de cambio de

cilindros.

La conexión de todos los elementos debe realizarse de preferencia mediante mangueras,

adecuadas para la presión de trabajo y el gas correspondiente, ya que así se facilita la instalación

de los componentes.

El listado de elementos que conforman el circuito de suministro de gases se presenta a

continuación:

87

Tabla 3.34: Componentes del circuito de suministro de gases:


1 Manifold para cilindros de CO2Presión de trabajo > 850 psig, conexionesCGA 320 de 3/8 in de diámetro, bronce. (C.D.)

2 Manifold para cilindros de N2Presión de trabajo > 2400 psig, conexionesCGA 580 de 3/8 in de diámetro, bronce. (C.D.)

3 Regulador de caudal para CO2, válvulade aguja

Presión de trabajo >850 psig, puertos 3/8NPT, para servicio con gases inertes (C.D.)

4 Regulador de caudal para N2, válvulade aguja

Presión de trabajo >2400 psig, puertos 3/8NPT, para servicio con gases inertes (C.D.)

5 Flujómetro para CO2Rango de 0 – 25 scfm, presión de trabajo >850psig, para servicio con CO2 (C.D.)

6 Flujómetro para N2Rango de 0 – 25 scfm, presión de trabajo>2400 psig, para servicio con N2 (C.D.)

7 Manómetro para CO2Rango de 0 – 1500 psig, para servicio con CO2

(C.D.)

8 Manómetro para N2Rango de 0 – 3000 psig, para servicio con N2

(C.D.)

9 Válvula check para CO2Presión de trabajo >850psig, puertos 1/4 NPT,para servicio con gases inertes (C.D.)

10 Válvula check para N2Presión de trabajo >2400 psig, puertos 1/4NPT, para servicio con gases inertes (C.D.)

11 Válvula de paso para línea CO2 (bola) Presión de trabajo >850psig, puertos 3/8 NPT,para servicio con gases inertes (C.D.)

12 Válvula de paso para línea N2 (bola) Presión de trabajo >2400 psig, puertos 3/8NPT, para servicio con gases inertes (C.D.)

(3) Red de distribución de gases al taller

Para poder transportar los gases presurizados desde la descarga de los boosters hasta el área 5

del taller es necesario contar con dos redes independientes de distribución; en ambos casos

además de los elementos que se requiere para la conducción del gas, es necesario que existan

algunos otros elementos que permitan garantizar las condiciones del gas presurizado que se

utilizará para la recarga, así como la seguridad del personal y la instalación.

Inmediatamente después de la descarga de los boosters, es necesario contar, en primer lugar, con

un manómetro que permita verificar la presión de los gases. Además debe existir una válvula de

alivio adecuada que permita limitar las sobrepresiones que puedan producirse en el flujo de gas; el

puerto de descarga de esta válvula debe estar conectado con una línea de venteo que permita la

liberación segura de la presión y evite la concentración de gases en el cuarto de recarga. En la

línea de distribución debe existir además una válvula de paso que permita aislar completamente el

88

sistema de recarga con la tubería de distribución, en caso esto sea necesario, ya sea en

situaciones de emergencia, fallo en alguno de los equipos o para la realización de mantenimientos.

Las condiciones de recarga definidas en el CMM exigen que tanto la línea de distribución de CO2

como la de N2 cuenten con un filtro de al menos 20 micrones, para minimizar la entrada de

partículas extrañas en los reservorios durante la recarga.

La interconexión de los boosters con los accesorios mencionados anteriormente, es recomendable

que se realice mediante mangueras, para facilitar la instalación y ubicación de los equipos;

mientras que la red de distribución que va desde el cuarto de recarga hasta el taller debe ser

tubería de acero, que presenta mejores características para la conducción de fluidos a largas

distancias.

El listado de elementos que conforman la red de distribución de gases es:

Tabla 3.35: Componentes de la red de distribución de gas:


1 Manómetro para CO2Rango de 0 – 1500 psig, para servicio con CO2

(C.D.)

2 Manómetro para N2Rango de 0 – 4000 psig, para servicio con N2

(C.D.)

3 Válvula de alivio ajustable para CO2,Presión de trabajo >850 psig, 3 vías conpuertos 1/4 NPT, acero inoxidable (C.D.)

4 Válvula de alivio ajustable para N2,Presión de trabajo >3250 psig, 3 vías conpuertos 1/4 NPT, acero inoxidable(C.D.)

5 Filtro para CO2Presión de trabajo >850 psig, puertos 1/4NPT, < 20 micrones (C.D.)

6 Filtro para N2Presión de trabajo >3250 psig, puertos 1/4NPT, < 20 micrones (C.D.)

7 Válvula de paso para línea CO2 (bola) Presión de trabajo >850psig, puertos 1/4 NPT,para servicio con gases inertes (C.D.)

8 Válvula de paso para línea N2 (bola) Presión de trabajo >3250 psig, puertos 1/4NPT, para servicio con gases inertes (C.D.)

La ubicación de los equipos del sistema de recarga, la configuración y dimensionamiento de las

redes de alimentación y distribución se presenta posteriormente.

89

(f) Tanque de enfriamiento para carga de N2:

Para reducir el tiempo que toma la recarga de los reservorios con N2, estos pueden colocarse

en un tanque de enfriamiento, de tal forma que se minimice el incremento de la temperatura en

el interior del reservorio por efecto de la presurización y pueda incrementarse la velocidad de la

recarga.

El tanque de enfriamiento es básicamente un recipiente cilíndrico de acero inoxidable, que

puede ser llenado completamente con agua, y dentro del cual se sumerge el reservorio durante

el proceso de recarga con nitrógeno; este tanque cuenta en su interior con una jaula metálica,

dentro de la cual se coloca el reservorio, para sujetarlo y evitar que se mueva o se vaya hasta

el fondo durante este procedimiento. El tanque cuenta además con dos acoples, uno tipo

“bullkhead” para conectar la línea de carga de N2 con el puerto de carga de la válvula del

reservorio y el otro, tipo “buttweld” que sirve para acoplar una válvula de paso, para poder

drenar el agua del tanque, cuando sea necesario. Por razones de seguridad personal, el

tanque de enfriamiento cuenta con una placa de acero que sobresale de la altura del tanque, y

hace las veces de un escudo de protección, para evitar daños personales a los operarios en el

caso que alguno de los reservorios fallará durante la operación de recarga. Las características

físicas y los elementos con que cuenta el tanque de enfriamiento son los siguientes:

Figura 3.34: Tanque de enfriamiento, recarga de N2.

Adaptador y válvulapara drenaje

Escudo de aceropara protección

personal

Linea de recargade N2

Jaula pararetención dereservorios

90

Tabla 3.36: Componentes del tanque de enfriamiento.

ComponentesNº Descripción Características

1 Adaptador roscado tipo “bulkhead”,para línea de recarga

Presión >3500 psig, ambos puertos roscahembra 1/2 in, para N2 (C.D.)

2 Manguera para línea de recargaPresión >3500 psig, rosca macho 1/2 in, roscasegún válvula de llenado de válvula/regulador,para N2 (C.D.)

3 Adaptador roscado tipo “butt-weld”para baja presión Rosca macho, 1/2 in, acero inoxidable (C.D.)

4 Válvula de paso para drenaje, bajapresión

Válvula de bola, rosca 1/2 in, acero inoxidableo bronce (C.D.)

(g) Tanque de verificación de fugas:

Luego de haberse completado el procedimiento de recarga de los reservorios y verificado la

correcta calibración del manómetro del sistema, es necesario realizar una última inspección en

los reservorios recargados en búsqueda de posibles fugas tanto en la válvula/regulador como

en el cuerpo del cilindro. Para realizar este procedimiento se requiere de un tanque que pueda

ser llenado con agua, y en el cual pueda sumergirse el reservorio, exceptuando el manómetro,

para poder observar la formación de burbujas que indicarían la fuga de gas del interior del

cilindro. Este procedimiento es esencialmente igual al que se utiliza para buscar agujeros en

las llantas de un carro, y no requiere que el tanque tenga ninguna característica especial, por lo

que puede utilizarse un barril común, preferiblemente de plástico para evitar el deterioro del

mismo por efecto de la corrosión. El tanque debe contar con un adaptador tipo “bullkhead” para

poder acoplarle una válvula de paso que permita drenar el tanque, cada vez que se considere

necesario.

Figura 3.35: Tanque de prueba de fugas

Adaptador y válvulapara drenaje

91

(h) Estantería de reposo para reservorios:

Luego que los reservorios han sido recargados, es necesario que estos se dejen reposando

durante al menos 6 horas previo a la prueba de calibración del manómetro del sistema, para

permitir que se estabilice la temperatura del gas comprimido en su interior, para este fin es

necesario contar en el área de trabajo con una estantería apropiada para que los reservorios

puedan permanecer de forma segura durante este periodo de tiempo. El tipo de estantería,

dimensiones y las características de almacenamiento deben ser exactamente las mismas que

para los casos anteriores.

Área 6: Empacado y almacenamiento

Figura 3.36: Área de trabajo # 6.

(a) Mesa para empacado de reservorios:

Una vez se ha concluido el procedimiento de recarga de los reservorios, estos ya se

encuentran listos para poder ser reinstalados en el sistema de evacuación correspondiente, sin

embargo, para movilizar los reservorios es necesario que estos sean empacados de forma tal

que se encuentren bien protegidos de posibles daños físicos que pudieran sufrir. Los

reservorios deben ser colocados en cajas con suficiente material de protección para minimizar

los efectos de golpes o caídas, ya que debido a la elevada presión contenida, cualquier daño

podría no solo inutilizar el equipo, sino que también sería potencialmente peligroso para el

personal.

(a)(b)

92

Para realizar la operación de empacado es necesario contar con una mesa de trabajo

apropiada, específica para este fin, con espacio suficiente para manipular de forma cómoda y

segura los reservorios; las características de diseño de esta mesa son las siguientes:



Figura 3.37: Mesa de trabajo del área # 6.

(b) Estantería para almacenamiento de reservorios:

En el caso que los reservorios recargados no sean trasladados de inmediato al taller de

toboganes para ser reinstalados en el sistema de evacuación, es necesario contar con un

espacio adecuado para que puedan ser almacenados, siguiendo las recomendaciones del

CMM, por un periodo indefinido de tiempo. Para ello se cuenta en el taller con una estantería

para almacenamiento de los reservorios empacados; dicha estantería es idéntica en sus

características y dimensiones a las que existen en las otras áreas del taller, con la única

diferencia que en este caso, dado que los reservorios se encuentran empacados, no se

necesitan contenedores “binbox” para colocarlos en las repisas, sino que puede colocarse

directamente las cajas en la estantería.

Estructura deacero

Mesa de madera

93

3.2 UBICACIÓN Y DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DEL TALLER DE RESERVORIOS

3.2.1. Ubicación del taller:

La ubicación del taller de reservorios, así como las dimensiones del área disponible para dichas

instalaciones han sido determinadas por la gerencia de servicios técnicos. El taller estará ubicado

en la zona de los talleres de componentes, en el extremo noroccidental del hangar uno de

Aeroman.

Figura 3.38: Hangar #1 de Aeroman

El taller de reservorios (Hydrostatic shop) es parte del proyecto de expansión que se está llevando

a cabo en el área de componentes; junto con este taller se pretende instalar otros: “Batteries

Shop”, “Pneumatic shop” e “Hydraulic shop”, que se sumarán al taller de toboganes y al “heat

exchanger shop”, que actualmente ya están en operaciones.

Las dimensiones disponibles para el taller de reservorio son:

Tabla 3.38: Dimensiones disponibles para el taller

Largo Ancho Área

Taller de reservorios 10.45 m 6.20 m 64.80 m2

El plano de ubicación del taller de reservorios se presenta a continuación:

94

Figu

ra 3

.39:

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rvor

ios.

95

3.2.2. Consideraciones de la distribución en planta:

Conforme han sido definidos los procedimientos completos que son necesarios para llevar a cabo

la recalificación y recarga de los reservorios, las características y equipos con que se debe de

contar en las áreas de trabajo para ejecutar dichos procedimientos y el espacio físico disponible

para la instalación del taller, es necesario definir cuál será el ordenamiento que tendrán los equipos

dentro de dicho local y como habrán de ubicarse las diferentes áreas de trabajo que se han

establecido. Para poder lograrlo, es necesario realizar una adecuada distribución en planta para el

taller de reservorios.

La distribución en planta es un concepto relacionado con la disposición de las máquinas, los

equipos, las estaciones de trabajo, áreas de almacenamiento, los pasillos y los espacios comunes

dentro de una instalación productiva propuesta o ya existente. La finalidad fundamental de la

distribución en planta es encontrar el mejor ordenamiento de las áreas y del equipo en aras a

conseguir la máxima economía en el trabajo al mismo tiempo que la mayor seguridad y

satisfacción de los trabajadores.

En términos generales, una adecuada distribución en planta debe buscar los siguientes objetivos:

1) Integración de todos los factores que afecten la distribución.

2) Movimiento de material según distancias mínimas.

3) Circulación del trabajo a través de la planta.

4) Utilización "efectiva" de todo el espacio.

5) Mínimo esfuerzo y seguridad en los trabajadores.

6) Flexibilidad en la ordenación para facilitar reajustes o ampliaciones.

Una mala disposición genera movimientos inútiles e innecesarios, lo que provoca retrasos y gastos

de energía, así como una disminución en la productividad y un incremento en la probabilidad de

que ocurran accidentes. Por tanto, contar con una buena distribución en planta de una instalación,

es un elemento necesario e imprescindible.

Principios básicos de la distribución en planta

Para poder realizar una buena distribución en planta, se deben tener en consideración los

siguientes principios básicos:

1. Principio de la satisfacción y de la seguridad.

A igualdad de condiciones, será siempre más efectiva la distribución que haga el trabajo más

satisfactorio y seguro para los trabajadores.

96

Durante el proceso de mantenimiento y recarga de los reservorios el operario requiere de

suficiente espacio para realizar sus tareas, por lo que se ha provisto de áreas de trabajo

independientes para los diferentes tipos de actividades, de manera que se puedan realizar las

labores con toda comodidad. Además se debe tomar en cuenta el hecho que algunas de las

tareas que forman parte del proceso conllevan un considerable riesgo, ya que tanto en la

prueba hidrostática como en la recarga se están manejando fluidos a elevadas presiones, por

lo que también se han tomado en cuenta diversas consideraciones para aislar los procesos

más peligrosos y se han tomado medidas que permiten minimizar el riesgo de daño personal.

2. Principio de la integración de conjunto.

La mejor distribución es la que integra a los hombres, materiales, maquinaria, actividades

auxiliares y cualquier otro factor, de modo que resulte la mejor relación entre todas estas

partes.

Todos los materiales, herramientas y equipos que corresponden a procedimientos que están

relacionados, han sido clasificados y ubicados en una misma área de trabajo, de forma que el

operario tenga a la mano todos los implementos que necesitará en cada etapa del proceso.

3. Principio de la mínima distancia recorrida.

A igualdad de condiciones, es siempre mejor la distribución que permite que la distancia a

recorrer por el material sea la menor posible.

Para el taller de reservorios se ha considerado una ubicación de las áreas de trabajo que

permita que los reservorios, conforme se les van realizando los procedimientos necesarios

para la recalificación y recarga, avancen ordenadamente en una sola dirección, de modo que el

desplazamiento sea el menor posible.

4. Principio de la circulación o flujo de materiales.

En igualdad de condiciones, es mejor aquella distribución que ordene las áreas de trabajo de

modo que cada operación o proceso esté en el mismo orden o secuencia en que se

transformen, tratan o montan los materiales.

De igual forma como las áreas de trabajo han sido definidas según el orden secuencial de los

procedimientos que requiere la recalificación y la recarga, también es necesario que la

ubicación de las áreas en el espacio del taller sea coherente con esta secuencia, de modo que

deben distribuirse en el mismo orden en que fueron definidas, comenzando desde el área de

trabajo uno hasta la seis.

97

5. Principio del espacio cúbico.

La economía se obtiene utilizando de un modo efectivo todo el espacio disponible, tanto en

horizontal como en vertical.

En la distribución del taller se ha considerado una ubicación de las áreas que permita utilizar

todo el espacio disponible de forma racional, garantizando un espaciamiento adecuado entre

los equipos y la seguridad de los operarios, así como un espacio considerable para la

circulación de los equipos, materiales y personas. Para la instalación de los servicios auxiliares

como agua, gas y aire comprimido, así como el tecle, se ha considerado un aprovechamiento

adecuado del espacio vertical con que se cuenta, de tal forma que estos no estorben la

realización de las labores en el taller.

6. Principio de la flexibilidad.

A igualdad de condiciones será siempre más efectiva la distribución que pueda ser ajustada o

reordenada con menos costo o inconvenientes.

La mayoría de los equipos requeridos son de fácil movilidad, como por ejemplo las mesas de

trabajo o el banco de pruebas hidrostáticas, por lo que podrían ser transportados y reubicados

sin mayores problemas, en caso se considerará necesario; sin embargo en casos como el

tanque de pruebas se requiere obra civil para garantizar la seguridad, por lo que es más difícil

lograr flexibilidad.

Tipos básicos de distribución en planta:

a) Distribución por posición fija:

En este tipo de distribución los recursos (operarios, materiales, máquinas, herramientas, etc.)

se dirigen hacia donde está lo que se produce o el servicio que se presta, por lo que es un

sistema laboral móvil. Es típica de los proyectos en los que el producto elaborado es

demasiado frágil, voluminoso o pesado para moverse.

b) Distribución por proceso:

También llamada distribución funcional. Agrupa máquinas similares en departamentos o

centros de trabajo según el proceso o la función que desempeñan. El enfoque más común

para desarrollar una distribución por procesos es el de arreglar los departamentos que tengan

procesos semejantes de manera tal que optimicen su colocación relativa. Este sistema de

disposición se utiliza generalmente cuando se fabrica una amplia gama de productos que

requieren la misma maquinaria y se produce un volumen relativamente pequeño de cada

producto.

98

c) Distribución por producto:

Conocida originalmente como cadena de montaje, organiza los elementos en una línea de

acuerdo con la secuencia de operaciones que hay que realizar para llevar a cabo la

elaboración de un producto concreto. El material se desplaza de una operación a la siguiente

sin solución de continuidad.

Analizando las características del proceso de recalificación y recarga de los reservorios, se pueden

destacar los siguientes aspectos como los más relevantes:

- Se trata de un proceso completamente lineal.

- Cada etapa del proceso depende de la anterior.

- La producción de reservorios es intermitente, y el volumen es pequeño.

- El material, en este caso el reservorio, es el que debe desplazarse a cada una de las áreas

de trabajo.

- El tiempo de duración entre las etapas del proceso es muy desigual.

Debido a la naturaleza del proceso, en la que cada etapa del mantenimiento depende de que se

haya completado con éxito la anterior, y al hecho que debe ser el reservorio el que se desplace

entre las áreas de trabajo, se ha considerado que la distribución en planta más adecuada para el

taller es la del tipo distribución por producto, considerando una ubicación secuencial y lineal para

cada una de las áreas de trabajo, en concordancia con la secuencia de operaciones en la que

debe de llevarse a cabo el procedimiento de recalificación y recarga

3.2.3. Distribución de las áreas de trabajo del taller

Conforme han sido definidos todos los elementos con que deben de contar las áreas de trabajo del

taller de reservorios y el tipo de distribución en planta que resulta más conveniente, según las

características de la instalación y de los procedimientos que se llevarán a cabo en ella, es posible

establecer un ordenamiento para dichas áreas de trabajo, que sea acorde con las características

particulares que han sido definidas para cada área, con una disposición secuencial según el orden

en que deben realizarse todos los procedimientos y respetando el espacio disponible para el taller

que ha sido estipulado por parte de la gerencia de componentes como parte de sus planes de

expansión. La distribución en planta del taller de reservorios se presenta a continuación.

99

Figura 3.40: Distribución en planta del taller de reservorios

1

2

3

4

5

6

Recarga

100

Figu

ra 3

.41:

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rica

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r de

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(1).

101

Figura 3.42: Vista isométrica del taller de reservorios (2).

102

3.3 CARACTERÍSTICAS DE LAS INSTALACIONES AUXILIARES DEL TALLER

3.3.1. Red de distribución de agua potable:

Para que el taller de reservorios pueda funcionar adecuadamente, es necesario garantizar que

exista un suministro permanente de agua potable, ya que la realización de la prueba hidrostática

así como de varios de los procedimientos previos y posteriores a dicha prueba, requieren de

cantidades considerables de agua.

La red de abastecimiento debe estar distribuida de tal forma que permita suministrar agua a las

áreas de trabajo 2, 3, 4 y 5, según la clasificación anteriormente establecida, ya que en estas

zonas es donde se llevarán a cabo los procedimientos que requieren disponibilidad de agua. En

cada área debe existir una toma, a la cual se conectarán mangueras que se utilizarán para el

llenado de los reservorios y tanques, alimentación del sistema de prueba hidrostática, etc.

Respecto al diseño, dimensionamiento y selección de los elementos que conforman la red, se han

tomado en cuenta las siguientes consideraciones:

- Presión de servicio:

Ninguno de los procedimientos para los cuales se utilizará el agua en el taller tiene algún

requerimiento particular en cuanto a presión, de tal forma que la presión de servicio de la red de

abastecimiento del taller puede ser la presión normal de la red de agua potable de ANDA, y no es

necesario incorporar ningún tipo de equipo de bombeo en la instalación; incluso para la realización

de la prueba hidrostática, el banco de pruebas es capaz de elevar la presión del agua hasta los

valores requeridos (5500 psig) a partir de la presión normal de la red de agua potable.

- Caudal de servicio:

La utilización del agua en los procedimientos del taller es siempre intermitente, y no existe ningún

requerimiento definido en cuanto al caudal disponible en la instalación, por lo que no se necesita

ningún tipo de sistema de almacenamiento extra y se trabajará con el caudal servido por la red;

con base a esto se ha estimado que se puede utilizar tubería de 1/2 in.

- Tratamiento del agua:

Según las consideraciones del CMM, no existe ningún requerimiento específico en cuanto a

filtración o dureza del agua que se utilizará en los procedimientos del taller, de tal forma que la red

de abastecimiento no necesita contar con equipo para filtración ni tratamiento para suavizar el

agua que se utilizará, de modo que se puede utilizar directamente el agua potable de la red.

El dimensionamiento y distribución de la red de agua potable del taller se presenta a continuación:

103

Figura 3.43: Vista en planta, red de agua potable del taller (en m)

104

Figura 3.44: Vista isométrica de la red de agua del taller (en m)

Accesorios de la red de agua:El listado de los elementos hidráulicos que conforman la red de abastecimiento de agua potable del

taller se presenta a continuación:

Tabla 3.39: Accesorios de la red de agua potable

Descripción Características Cantidad

TuberíaDiámetro nominal: 1/2 in

Aprox. 20 mMaterial: Hierro galvanizadoCédula: 40

Válvula depaso

Tipo: Bola

4Material: Bronce

Puerto roscado: 1/2 in NPT hembra X 1/2 inNPT hembra

Codo

Tipo: 90º estándar

3Material: Hierro galvanizado


105

Tee

Tipo: Tee estándar



Acoplesroscados

Tipo: Acople recto para tuberíaSegún seanecesario

Material: Hierro galvanizado


Ya que la red de suministro de agua del taller, es una instalación hidráulica convencional, no

requiere la utilización de tubería ni accesorios especiales, por lo que pueden utilizarse elementos

comunes para baja presión (presión de operación máxima 150 psi) y pueden ser seleccionados

con base a la disponibilidad en el mercado local.

Características de la instalación:

1) Conexiones:

Dado que se trata de una red de tubería para una aplicación de baja presión y con diámetros

nominales de puertos bastante pequeños (1/2 in), la conexión entre los elementos puede

realizarse mediante roscado directo, sin que esto represente ningún inconveniente en términos

de la estanqueidad del sistema. Las características de las roscas que se utilizarán para las

conexiones de la tubería y los accesorios son las siguientes:

- Puerto roscado de los accesorios:

Figura 3.45: Características de la rosca de los accesorios de la red de agua

1/2” NPT hembra, 14 hilos por pulgada

0.53” longitud de rosca

106

- Puerto roscado de la tubería:

Figura 3.46: Características de la rosca de la tubería de la red de agua

2) Montaje de las tuberías:

El montaje de todos los elementos de la red de abastecimiento de agua se realizará

directamente sobre la pared del local, utilizando abrazaderas tanto para la sujeción de los

tramos de tubería como de los accesorios, y siguiendo el trazado que ha sido definido

anteriormente para esta red, tomando en cuenta las siguientes consideraciones:

- Tipo de abrazaderas: Para el montaje se utilizarán abrazaderas de acero, del tipo “doble

ala”, para tubería de 1/2 in de diámetro; estas abrazaderas irán atornilladas directamente

en la pared del taller.

Figura 3.47: Montaje de tubería de red de agua potable

1/2” NPT macho, 14 hilos por pulgada


107

- Espaciamiento entre abrazaderas: Si bien el peso de la tubería, aun cuando se encuentra

llena de agua no es muy significativo, (aproximadamente 3.22 Lb/m de tubería y agua) es

necesario considerar un espaciamiento de las abrazaderas, que minimice la deflexión que

existe entre los tramos; como regla de dedo se recomienda que para tubería de acero de

diámetro igual o menor a 1 in, no se deje un espacio mayor a 7 ft (2.13 m) entre

abrazaderas. Además se recomienda que para los accesorios, dado que su peso es mayor

al del tubo, se debe instalar una abrazadera inmediatamente después de cada uno de los

extremos (Ver tabla A.5).

Figura 3.48: Espaciamiento entre abrazaderas de la red de agua potable (en ft)

3.3.2. Sistema de drenaje del taller:

Para poder evacuar el agua que se utiliza en las operaciones del taller de reservorios, es necesario

contar con un sistema de drenaje adecuado y acorde a las características del local, que permita

descargar el flujo total de agua utilizado en las mesas de trabajo, así como el producido por el

vaciado periódico de los tanques o por fugas en los mismos. El drenaje debe estar distribuido de

forma tal que permita alcanzar todas las áreas de trabajo en las que existen equipos que utilizan

agua, las cuales son las áreas 2, 3, 4 y 5.

En las áreas 2 y 4 se necesitan conexiones directas de tubo para unir el desagüe de los lavabos de

las mesas de trabajo; mientras que en las áreas 3 y 5 se necesitan tragantes y canaletas para

permitir el vaciado de los tanques que ahí se encuentran (tanque de descarga, de prueba, de

enfriamiento y de fugas) además de ayudar a controlar la evacuación del agua en el taller, en caso

de presentarse fugas o derrames significativos en dichos tanques.

Respecto al diseño, dimensionamiento y selección de los elementos que conforman la red, se han

tomado en cuenta las siguientes consideraciones:

108


La red de tuberías del sistema no sufre ningún tipo de presurización durante el drenaje de agua, ya

que la circulación del flujo ocurre únicamente por efecto de la gravedad, y no se realiza ningún tipo

de descarga de alta presión en dicha red.

- Tipo de desagüe:

Esta red de drenaje no es un desagüe de tipo sanitario y no se utilizará para evacuar aguas

residuales de ningún tipo, solamente se utilizará para descargar el agua que ha sido utilizada en el

taller, la cual no debería contener ninguna cantidad significativa de sustancias contaminantes como

jabones, aceites, grasas o materia orgánica; de modo que no es necesario que la red cuente con

ningún tipo de sistema requerido en el manejo de aguas residuales, tales como obturadores

hidráulicos, trampas para grasa, etc.

Diseño y dimensionamiento de los elementos del sistema de drenaje

1. Canales de drenaje y tragantes:

Tal como se mencionó anteriormente, se ha considerado que en las áreas de trabajo 3 y 5

deben existir tragantes y canales de drenaje que permitan evacuar el agua de los tanques y

controlar potenciales fugas o derrames. La ubicación en el local del taller de estos elementos

se muestra a continuación:

Figura 3.49: Ubicación de drenajes en el taller (en m)

109

a) Área 3:

- Canal de drenaje: En esta área de trabajo, el canal de drenaje servirá para poder vaciar el

tanque de descarga y tendrá las siguientes dimensiones:

Figura 3.50: Dimensiones del canal de drenaje del área 3 (en m)

- Tragante: En esta área de trabajo debe existir un tragante, ubicado junto a la fosa del

tanque de pruebas, para permitir el vaciado del mismo en caso sea necesario; este

tragante tendrá las siguientes dimensiones:


110

b) Área 5:

- Canal de drenaje: Este canal permitirá el drenaje de los tanques del área 5, que son el

tanque de enfriamiento para recarga de N2 y el de prueba de fugas; las dimensiones

establecidas para dicho canal son las siguientes:


2. Red de desagüe:

Figura 3.53: Tubería de desagüe del taller

111

Figura 3.54: Dimensiones de la tubería de desagüe, vista de planta (en m)

112

Figu

ra 3

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m)

113

3) Accesorios de la red de desagüe:

A continuación se presenta el listado de los elementos hidráulicos que conforman la red de

desagüe del taller, considerando por separado los accesorios que forman parte de la línea

principal y de los ramales de la red:

Tabla 3.40: Accesorios de la línea principal de la red de desagüe


TuberíaDiámetro nominal: 4 in

Aprox. 9 mMaterial: PVCCédula: 40

TeeTipo: Tee reductora

4Material: PVCPuertos: 4 in x 3 in x 4 in

AcoplesTipo: Acople recto para tubería

Según seanecesarioMaterial: PVC

Puertos: 4 in x 4 in

Tabla 3.41: Accesorios de los ramales de la red de desagüe


TuberíaDiámetro nominal: 3 in

Aprox. 12 mMaterial: PVCCédula 40

CodoTipo: 90º estándar

10Material: PVCPuertos: 3 in x 3 in

TeeTipo: Tee estándar

1Material: PVCPuerto: 3 in x 3 in x 3 in

AcoplesTipo: Acople recto para tubería

Según seanecesarioMaterial: PVC

Puerto: 3 in x 3 in

Tal como se especificó anteriormente, la circulación en la red será por efecto de la gravedad y la

pendiente hidráulica, sin que existan descargas de flujos a presión, por lo que no requiere la

utilización de tubería ni accesorios especiales y pueden ser seleccionados con base a la

disponibilidad en el mercado local.

114

Características de la instalación:

1) Conexiones:

Debido a las características de la red, y al hecho que se utilizará PVC tanto en tubería como

accesorios, las conexiones entre los elementos se realizarán mediante acople directo, con

unión mediante cemento para PVC.

Figura 3.56: Conexión de tubería de PVC

2) Inclinación de la tubería:

La gravedad es el conductor principal para transportar el agua drenada, para que pueda existir

un flujo continuo en la red es necesario que las tuberías sean instaladas de forma tal que

exista una pendiente ininterrumpida a lo largo de la tubería. Cuando se utiliza tubería de PVC

con superficie interior lisa, La pendiente hidráulica mínima para garantizar el flujo es del 1%,

pero puede ser mayor según se considere necesario.

3) Instalación de la tubería:

La red de tuberías para drenaje tiene la característica particular que debe ser instalada bajo el

suelo del taller, y colocada en una zanja o trinchera, la cual debe ser preparada

cuidadosamente para garantizar que la tubería no sufrirá daños luego que sea completamente

enterrada.

La zanja debe ser cavada garantizando que tenga un ancho mínimo que permita la adecuada

realización de los trabajos de compactación del suelo y asegure la resistencia mecánica de la

tubería. Para tubería de PVC, con un diámetro nominal de 3 ó 4 in como la que se utilizará en

el taller, el ancho de zanja recomendado es de 0.6 m.

115

El tubo de PVC debe ser instalado sobre una cama o plantilla apropiada que proporcione un

soporte longitudinal uniforme bajo el tubo. El material de relleno debe ser compactado bajo los

lados del tubo para tener un buen acostillado y debe ser seleccionado y depositado

cuidadosamente, evitando piedras o escombros. La compactación del relleno es fundamental

para el buen comportamiento mecánico del tubo.

Después de depositar y compactar los materiales de relleno inicial, se hace el relleno final el

cual puede ser depositado con máquina y puede contener piedras y rocas no muy grandes y

escombro; el relleno final puede ser a volteo o compactado según lo especifique el proyecto.

Figura 3.57: Zanja para instalación de tubería de PVC

3.3.3. Red de distribución de aire comprimido:

Para el funcionamiento de la bomba del banco de pruebas hidrostáticas y los “boosters” o

intensificadores de presión de gas para la recarga de CO2 y N2, así como para remover el exceso

de humedad de los reservorios, es necesario contar con un suministro de aire comprimido en el

taller de reservorios.

Esta red de distribución de aire debe abarcar todas aquellas zonas en las que se llevarán a cabo

los procedimientos anteriormente mencionados, de forma que debe cubrir tanto el local del taller,

como el cuarto anexo donde se ubicarán los equipos del sistema de recarga. En base a esta

distribución, se ha establecido que la red de aire comprimido estará dividida en dos secciones, la

116

primera será la que lleva el aire comprimido al taller, específicamente a las áreas de trabajo 3, 4 y

5, mientras que la segunda sección será la que se encargue de alimentar a los boosters en el

anexo. Estas dos secciones serán independientes entre sí y cada una se conectará directamente al

sistema de distribución central de aire comprimido del hangar.

Para el diseño del sistema de distribución neumático, se han tomado en cuenta las siguientes

consideraciones:

- El aire comprimido que se utilizará es suministrado por la red centralizada del hangar, y ambas

redes se conectarán a este sistema. Todos los equipos necesarios para la producción de aire

comprimido, tales como compresores, secadores, filtros, sistemas de purga, etc., ya existen en

este sistema, el cual opera con una presión de 125 psi.


Para las tres aplicaciones específicas que tiene el aire comprimido en el taller, en dos de ellos

existen algunos requerimientos respecto a la presión de servicio de la red de aire comprimido.

Para la bomba del banco de pruebas que se ha seleccionado (SC Hydraulic, modelo 10-5-080),

la presión mínima de servicio no debería ser inferior a 50 psi, pero para lograr un

funcionamiento óptimo es necesario que la presión de alimentación de aire sea de al menos

100 psi; para los boosters que se utilizarán para la recarga de los reservorios (Haskel AG-15

para CO2 y AG-62 para N2) la presión de operación recomendada no debe ser inferior a 90 psi;

finalmente, el secado de reservorios mediante sopleteado con aire comprimido no tiene ningún

requerimiento en términos de presión. En base a estas consideraciones, se puede garantizar

que la presión neumática con la que ya se cuenta en la red es suficiente para la correcta

operación de los equipos del taller siempre y cuando no existan pérdidas significativas en la

conducción.

- Caudal de servicio:

Igual que para el caso de la presión, tanto la bomba de agua como los boosters requieren de

ciertos flujos volumétricos mínimos de aire comprimido para su correcta operación, sin

embargo el comportamiento de los caudales requeridos varía significativamente dependiendo

de las condiciones de operación de ambos equipos; si consideramos los casos más extremos

para los modelos seleccionados, tendríamos que para la bomba el consumo de aire podría ser

de hasta 28 scfm, mientras que para los boosters, el caudal máximo de aire alcanzaría los 50

scfm. Tomando en cuenta estos valores, y considerando la necesidad de minimizar las

pérdidas de presión en la conducción del aire comprimido, se ha dimensionado la tubería a

117

utilizar de la siguiente manera: para la red del taller se utilizará tubería con diámetro de 3/4 in,

mientras que para la red del sistema de recarga se utilizará tubería de 3/4 in, según valores

recomendados en conformidad con las longitudes establecidas para las tuberías (Ver tabla

A.3)

- Tratamiento del aire:

El sistema de producción de aire comprimido del hangar ya cuenta con todos los elementos

necesarios para filtrar y deshumidificar el aire comprimido, de modo que no se necesita

considerar ningún tipo de equipo para el tratamiento del aire en la red del taller y del sistema

de recarga. Sin embargo debido a que siempre existe algún nivel de contaminación en el aire

durante la distribución del mismo, principalmente por partículas que se desprenden de la

superficie de los conductos, en la línea de succión de la bomba y de los boosters se instalarán

las respectivas unidades de mantenimiento neumático (con filtro, regulador y lubricador), para

acondicionar el suministro de aire comprimido.

A partir de las consideraciones anteriores, se han diseñado dos redes independientes de

distribución de aire comprimido:

(1) La primera red corresponde a la tubería de distribución del aire comprimido para el local del

taller, abarcando las áreas de trabajo 3, 4 y 5. Las tomas de aire ubicadas en cada una de las

áreas de trabajo estarán constituidas por adaptadores del tipo “acople rápido” para facilitar la

conexión y desconexión de los equipos, de tal forma que estos puedan ser conectados

mediante mangueras flexibles para facilitar la instalación de los mismo, y puedan ser

fácilmente desacoplados durante las operaciones de mantenimiento.

(2) La segunda red corresponde a la tubería de distribución para el cuarto del sistema de recarga,

y tiene como función el suministro de aire para los boosters. Esta red conecta directamente la

red central del hangar con el panel donde se ubicarán las válvulas y accesorios del circuito

neumático de control de los boosters.

El dimensionamiento y distribución de las tuberías correspondientes a cada una de las redes

neumáticas se presenta a continuación:

118

Red de aire comprimido del taller:

Figura 3.58: Dimensiones de la red neumática del taller, vista en planta (en m)

119

Figu

ra 3

.59:

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ones

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)

120

- Componentes de la red de aire comprimido del taller:

El listado de los elementos que conforman la red de distribución de aire comprimido del taller

se presenta a continuación:

Tabla 3.42: Accesorios de la red neumática del taller




Codo




Tee

Tipo: Tee estándar



Acoplesrápidos

Tipo: Socket Industrial

6Material: bronceConexión atubería: 3/4 in NPT macho

Tamaño de acople: 3/4 in

Acoplesroscados




Ya que la red de distribución de aire comprimido del taller es una instalación neumática

convencional, no requiere la utilización de tubería ni accesorios especiales, por lo que pueden

utilizarse elementos comunes para neumática y pueden ser seleccionados con base a la


121

Red de aire comprimido del cuarto de recarga:

Figura 3.60: Ubicación de la red neumática del cuarto de recarga

Figura 3.61: Dimensiones de la red neumática del cuarto de recarga (en m)

122

- Componentes de la red de aire comprimido del cuarto de recarga:

El listado de los elementos que conforman la red de distribución de aire comprimido del cuarto

de recarga se presenta a continuación:

Tabla 3.43: Accesorios de la red neumática del cuarto de recarga




Codo




Acoplesroscados




Ya que la red de distribución de aire comprimido del cuarto de recarga es una instalación

neumática convencional, no requiere la utilización de tubería ni accesorios especiales, por lo que

pueden utilizarse elementos comunes para neumática y pueden ser seleccionados con base a la


Características de las instalaciones neumáticas:

Las consideraciones correspondientes a las conexiones, montaje e instalación de las tuberías

serán las mismas tanto para la red neumática del taller como para la del cuarto de recarga.

(1) Conexiones:

Dado que se trata de una aplicación de baja presión (<125 psig) y con diámetros nominales de

puertos relativamente pequeños (3/4 in), la interconexión entre los elementos se realizará

mediante roscado directo, tipo NPT. Las características de las roscas que se utilizarán para las

conexiones de la tubería y los accesorios son las siguientes:

123

- Puerto roscado de los accesorios:

Figura 3.62: Características de la rosca de los accesorios neumáticos

- Roscado de la tubería:

Figura 3.63: Características de la rosca de la tubería neumática

(2) Montaje de las tuberías:

El montaje de los elementos de ambas redes se realizará directamente sobre las paredes del

local, utilizando abrazaderas de doble ala, tanto para la sujeción de los tramos de tubería

como de los accesorios, y siguiendo el trazado que ha sido definido para ambas redes.

(3) Espaciamiento entre abrazaderas:

Para minimizar la deflexión que existe entre los tramos, se recomienda que para tubería de

acero de diámetro igual o menor a 1 in, no se deje un espacio mayor a 7 ft (2.13 m) entre

abrazaderas (Ver tabla A.5); para los accesorios se debe instalar una abrazadera

inmediatamente después de cada uno de los extremos.

3/4” NPT hembra, 14 hilos por pulgada


3/4” NPT macho, 14 hilos por pulgada


124

3.3.4. Sistema de recarga de N2 y CO2:

Características del local del sistema de recarga:

Tal como se mencionó anteriormente, para la ubicación de todos los equipos necesarios para el

almacenamiento y presurización de los gases utilizados durante el proceso de recarga, se ha

definido un espacio independiente y específico para este fin, aparte del local del taller y ubicado

directamente junto a él. El procedimiento de recarga propiamente se realizará en el área 5 del taller

de reservorios, tal como se ha estipulado desde el principio, ya que todos aquellos equipos que

son requeridos por el CMM para llevar a cabo la recarga, tales como las prensas de llenado,

báscula, tanque de enfriamiento, etc., estarán siempre ubicados en el área 5. El gas presurizado

será conducido mediante tubería hasta el taller, en donde existirán las tomas apropiadas para la

conexión de los reservorios durante la recarga.

Las dimensiones del denominado cuarto del sistema de recarga, se han establecido con base a las

necesidades de espacio que existen según los equipos que han sido seleccionados,

particularmente los cilindros de gas y los booster, que son los más voluminosos. Las dimensiones

del cuarto son las siguientes:

Figura 3.64: Dimensiones del cuarto del sistema de recarga (en m)

125

Además de los cilindros de alta presión y los booster, que ya han sido mencionados y

especificados anteriormente, el sistema de recarga debe de contar con otros elementos que son

necesarios para el funcionamiento del sistema, la interconexión de los equipos y la distribución de

los gases según los requerimientos de la recarga. Los componentes del sistema de recarga se han

clasificado en tres grupos: circuito neumático de control de boosters, red de suministro de gases y

red de distribución de gases a presión.

Figura 3.65: Sistema completo de recarga.

1) Circuito neumático de control de boosters:

Para poder llevar a cabo la recarga de los reservorios conforme a los requerimientos de presión y

caudal que establece el CMM, es necesario poder regular con precisión las condiciones del

suministro de aire que alimenta a los boosters, de tal forma que se pueda obtener de ellos el

desempeño deseado, según las características operativas que corresponden a estos equipos con

base a sus curvas de funcionamiento. El circuito neumático de control conecta a la red de

suministro de aire comprimido del cuarto con los boosters y cuenta con las válvulas necesarias

para la operación remota de los equipos, regulación de la presión y el caudal y protección de los

equipos por baja presión en la succión de gas.

126

Los elementos del sistema de recarga que conforman el circuito de control se ilustran a

continuación:

Figura 3.66: Circuito neumático de control boosters

(a) Panel de válvulas:

Todas las válvulas que se requieren en el circuito de control se instalarán en un panel metálico,

similar a los utilizados en las instalaciones eléctricas para fusibles e interruptores termomagnéticos,

pero que cuente en su interior con el espacio suficiente para el montaje de las válvulas. La decisión

de instalar los componentes neumáticos de esta forma se basa en la necesidad de mantener

aislados estos elementos con base a dos razones: en primer lugar, debido al tamaño relativamente

pequeño de la mayoría de los componentes neumáticos, son muy propensos a ser dañados; en

segundo lugar, para evitar que de forma accidental se pueda alterar el ajuste de alguna de las

válvulas, afectando con esto la calibración del sistema.

Las dimensiones del panel son: 60 cm de altura, 50 cm de ancho y una profundidad de 25 cm. La

conexión entre los elementos en interior del panel se realizará mediante mangueras de nylon de

1/4 in de diámetro y utilizando adaptadores (fittings) de 1/4 in NPT para roscar las mangueras con

los puertos de las válvulas.

El montaje de los elementos dentro del panel de válvulas se ilustra a continuación:

(a)

(b)

(c)

127

Figura 3.67: Panel de válvulas, circuito neumático de control

Tabla 3.44: Elementos del panel de válvulas del circuito neumático

Elementos

A Válvula direccional neumática

B Unidades de mantenimiento (filtro, lubricados yregulador de presión)

C Válvula con pilotaje de alta presión (Air pilot switch)para CO2

D Válvula con pilotaje de alta presión (Air pilot switch)para N2

E Reguladores de caudalF Válvulas de bola

Red neumática del cuarto

Conexión eléctricapara operación deelectroválvula.(110 V / 60 Hz)

Conexión depilotaje, presiónde cilindro deCO2

Conexión depilotaje,presión decilindros de N2

Salida hacia boosters

A

B

C D

E

F

128

(b) Conexión de panel con boosters:

La alimentación de los boosters con aire comprimido se realizará mediante mangueras

flexibles, que conectan desde los acoples en la parte inferior del panel de control hasta el

puerto neumático de cada uno de los boosters. El diámetro de las mangueras a utilizar es de

1/2 in. Para esta conexión puede utilizarse manguera de uso general para aire comprimido,

pero debido a que esta línea puede estar expuesta a daños por el movimiento de los cilindros

de alta presión, debe utilizarse manguera reforzada, con materiales constructivos tales como

el nitrilo o PVC y que posea además una cubierta resistente a la abrasión (neopreno, vinil nitrilo

o PVC).

Tabla 3.45: Características de la manguera neumática para boosters

Elemento Características

Mangueraneumática

Diámetro nominal: 1/2 inMaterial constructivo: Nitrilo o PVCCubierta: Neopreno, vinil nitrilo o PVCTipo de rosca: 1/2 in NPT macho

Las dimensiones de las líneas de conexión se presentan a continuación:

Figura 3.68: Dimensiones de las conexiones entre el panel y los boosters (en m)

129

(c) Conexión de pilotaje de la presión de succión:

Las conexiones para el pilotaje de las válvulas de desconexión por baja succión se realizarán

mediante mangueras, para conectar el puerto de detección de dichas válvulas con el manifold

de cada banco de reservorios. Se utilizarán mangueras de 1/4 in de diámetro y acoples

roscados para conectar los elementos. Como las presiones en los cilindros de gas son

bastante elevadas (hasta 800 psig para CO2 y 2400 psig para N2), deben utilizarse mangueras

para servicio de alta presión, con refuerzo de alambre de acero; en cuanto a los materiales

constructivos, por tratarse de gases inertes puede utilizarse prácticamente cualquier material,

aunque suele preferirse utilizar caucho sintético o elastómeros por tener propiedades

mecánicas superiores para aplicaciones de alta presión.

Tabla 3.46: Características de la manguera para pilotaje


Manguerapara pilotaje

Diámetro nominal: 1/4 in

Material constructivo: Caucho sintético o elastómero, conrefuerzo de alambre de acero

Cubierta: Caucho sintético o elastómeroTipo de rosca: 1/4 in NPT macho


Figura 3.69: Dimensiones de las conexiones para pilotaje (en m)

130

2) Circuito de suministro de gases:

El circuito de suministro de los gases permite conectar los bancos de cilindros de alta presión con

los boosters, de tal forma que se pueda contar con una alimentación permanente de gases para

que estos sean presurizados, y poder así llevar a cabo el proceso de recarga de los reservorios.

Los elementos del sistema de recarga que conforman el circuito de suministro se ilustran a

continuación:

Figura 3.70: Elementos del circuito de suministro de gases.

(a) Circuito de CO2:

El diámetro nominal para todos los elementos de este circuito es de 3/8 in, tanto para el manifold,

válvulas y mangueras. Las conexiones con los cilindros deben utilizarse conexiones CGA 320, para

las válvulas, manómetros y conexiones de manguera con el manifold, se utilizará roscas 3/8 in

NPT, para la conexión con el booster, se debe utilizar roscas SAE de 3/8 in, acorde al tipo de

norma que posee los puertos de presión de los booster. Las mangueras a utilizar serán del mismo

tipo que las de la conexión de pilotaje de CO2, pero para la dimensión que se necesita (3/8 in).

(a)

(b)

131

Tabla 3.47: Características de las mangueras de suministro (P > 850 psig)


Manguera paraconexión de cilindros



Cubierta: Caucho sintético o elastómeroTipo de rosca: 3/8 in, CGA 320; 3/8 in NPT

Manguera de conexióndirecta a reservorios



Cubierta: Caucho sintético o elastómeroTipo de rosca: 3/8 in NPT macho

Manguera paraalimentación de

boosters



Cubierta: Caucho sintético o elastómeroTipo de rosca: 3/8 in SAE, 3/8 in NPT


Figura 3.71: Dimensiones del circuito de suministro de CO2 (en m)

132

(b) Circuito de N2:

Las propiedades, dimensiones y materiales de todos los elementos que se utilizarán en el circuito

de nitrógeno son los mismos que para el de dióxido de carbono, con la única variante que la

presión máxima de servicio para los elementos debe ser mucho mayor, de al menos 2400 psig.

Las dimensiones de las líneas de conexión del circuito de suministro de nitrógeno se presentan a

continuación:

Figura 3.72: Dimensiones del circuito de suministro de N2 (en m).

133

3) Red de distribución de gases:

Para poder llevar a cabo el procedimiento de recarga en el taller, es necesario contar con una red

de distribución adecuada, que permita transportar de forma segura y eficiente el gas presurizado,

desde la descarga del booster hasta el punto de recarga, en el área 5 del taller.

Esta red, que debe ser independiente para cada uno de los gases, debe contar con todos las

válvulas y accesorios que garanticen el adecuado funcionamiento del sistema, protección contra

sobrepresiones con venteo apropiado y facilidades para dispensar los gases en el taller.

La red de distribución de gases para la recarga se muestra a continuación:

Figura 3.73: Elementos de la red de distribución.

Como se puede apreciar, el sistema cuenta con dos redes independientes, que cuentan

básicamente con los mismos elementos generales, aunque existen diferencias en el recorrido de

las tuberías, así como en las presiones de trabajo de cada uno de ellos; las características

particulares de cada red se detallan a continuación.

(a)

(b)

(c)

134

(a) Red de distribución de CO2:

- Panel de válvulas:

Al igual que para el circuito neumático, todas las válvulas y accesorios que se requieren en la

red de distribución de CO2, serán instaladas en un panel metálico.

Las dimensiones del panel son: 60 cm de altura, 40 cm de ancho y una profundidad de 25 cm.

La conexión entre los elementos en interior del panel se realizará mediante mangueras de alta

presión de 1/4 in de diámetro y utilizando roscas de 1/4 in NPT. El montaje de los elementos

dentro del panel de válvulas se ilustra a continuación:

Figura 3.74: Panel de válvulas, red de distribución de CO2

Tubería de distribución

Puerto de venteopara descargade presión dealivio

Conexión directade cilindros contomas derecarga (bypass)

Descarga del booster

Válvulacheck

Válvulade bola

Válvula dealivio

Manómetro

Válvulacheck

135

- Líneas de conexión de la red de distribución:

Las características de las líneas de conexión de la red, se detallan a continuación:

Tabla 3.48: Características de las líneas de distribución de CO2 (P > 800 psig)


Manguera paraconexión de booster




Tubería dedistribución

Diámetro nominal: 1/2 inMaterial constructivo: Acero al carbonoCédula 40Tipo de rosca: 1/2 in NPT

Accesorios de tubería(codos, acoples)


Figura 3.75: Dimensiones de la red de CO2.

136

(b) Red de distribución de N2:

- Panel de válvulas:

Las dimensiones del panel son: 60 cm de altura, 40 cm de ancho y una profundidad de 25 cm.

La conexión entre los elementos en interior del panel se realizará mediante mangueras de alta

presión de 1/4 in de diámetro y utilizando roscas de 1/4 in NPT. El montaje de los elementos

dentro del panel de válvulas se ilustra a continuación:

Figura 3.76: Panel de válvulas, red de distribución de N2

Tubería de distribución

Puerto de venteopara descargade presión dealivio

Conexión directade cilindros contomas derecarga (bypass)

Descarga del booster

Válvulacheck

Válvulade bola

Válvula dealivio

Manómetro

Válvulacheck

137

- Líneas de conexión de la red de distribución de N2:

Las características de las líneas de conexión de la red, se detallan a continuación:

Tabla 3.49: Características de las líneas de distribución de N2 (P > 3250 psig)


Manguera paraconexión de booster




Tubería dedistribución

Diámetro nominal: 1/2 inMaterial constructivo: Acero al carbono sin costuraCédula 160Tipo de rosca: 1/2 in NPT

Accesorios de tubería(codos, acoples)


Figura 3.77: Dimensiones de la red de N2.

138

- Conexiones de tuberías de las redes de distribución:

Si bien las presiones máximas de trabajo, que se presentarán durante la operación de las

redes de distribución, son bastante elevadas (800 psig para CO2 y 3250 psig para N2), es

posible realizar la conexión entre los elementos de la red mediante roscado directo sin que

esto represente ningún inconveniente en términos de la estanqueidad del sistema, dado que

las dimensiones nominales de los puertos son bastante pequeñas (1/2 in NPT).

(c) Panel de tomas para la recarga:

El último elemento que conforma el sistema de distribución, es el panel de tomas para la recarga,

el cual permite abastecer el gas presurizado en el taller de reservorios. Este panel cuenta con los

elementos necesarios para conectar las mangueras de recarga mediante acoples rápidos, además

permite operar de forma remota, mediante pulsadores con enclavamiento, la válvula neumática

direccional que controla el encendido y apagado de los boosters; en el panel también cuenta con

una válvula de paso manual para cerrar el flujo de gases y en su interior se encuentra instalado el

filtro, para evitar el paso de partículas extrañas arrastradas durante la conducción del gas hacia los

reservorios.

Figura 3.78: Panel de tomas para recarga.

139

Las características físicas de este panel así como el montaje de los elementos en su interior, son

similares a las de los otros casos, Las dimensiones del panel son: 40 cm de altura, 65 cm de ancho

y una profundidad de 20 cm. La conexión entre los elementos en interior del panel se realizará

mediante tuberías, de las mismas dimensiones y características que las tuberías de distribución

correspondientes para cada gas.

El montaje de los elementos dentro del panel se ilustra a continuación:

Figura 3.79: Distribución interna del panel de tomas para recarga.

Tabla 3.50: Elementos del panel de tomas

Elementos del panel

A Válvula de bola para CO2

B Válvula de bola para N2

C Filtro de < 20 micrones para CO2

D Filtro de < 20 micrones para N2

E Acople rápido industrial para CO2

F Acople rápido industrial para N2

A

B

C

D

E

F

141

CAPÍTULO 4:DISEÑO DE LOS EQUIPOS DEL TALLER DE RESERVORIOS

4.1 CONSIDERACIONES DEL DISEÑO

Muchos de los equipos que serán utilizados en el taller de reservorios serán fabricados localmente,

por lo que es necesario generar un conjunto de dibujos y planos que detallen las dimensiones y

ensamble de dichos elementos; en consecuencia el presente capítulo hará referencia a esos

detalles constructivos.

Para el caso particular de las mesas de trabajo se ha considerado su dimensionamiento a partir del

espacio requerido para realizar las correspondientes operaciones de cada área, por otro lado,

también se aborda la configuración de los circuitos hidráulicos y neumático del banco de pruebas,

para lo cual se consideran criterios de seguridad del operario y del equipo mismo, se definen los

diámetros de tuberías lo más uniformemente posible, y se ilustra la forma de conexión de aquellos

elementos que pueden presentar dificultad durante el armado. Para la estructura del banco, se

busca proporcionar un alojamiento adecuado para los equipos, permitiendo a la vez un fácil acceso

para labores de mantenimiento, también se considera el tema de la movilidad para tareas de

limpieza o traslado, además se definen diámetros y ubicaciones de los agujeros necesarios para el

ensamble del banco en sí mismo y el de otros elementos que estarán instalados en él. Con

respecto al tanque de pruebas se ha considerado contar con el volumen interior suficiente, también

se ha hecho la selección de material tomando en cuenta que estará expuesto a problemas de

corrosión debido a su contacto directo con agua, se superaron factores como la estanqueidad en

tapa y en el disco de ruptura.

Algunos elementos son de uso muy exclusivo de la aplicación y no se obtuvo información detallada

sobre algunas dimensiones, por lo tanto se sugiere que éstas sean verificadas al contar

físicamente con el elemento a instalar.

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4.2 ÁREA 2: PREPARACIÓN PARA LA PRUEBA HIDROSTÁTICA

4.2.1. Mesa de trabajo para inspección y desmontaje de válvula:

La mesa estará formada por una estructura de acero de perfiles C y ángulos de 2” X 2” X 1/8”.

Figura 4.1: Mesa de trabajo de Área # 2

Los elementos verticales de la estructura serán de perfil C de 890mm de largo, con las siguientes

características:

Tabla 4.1: Características de perfil C para mesa del área # 2

REFERENCIAPERFIL

Espesor Calibre A B C Peso PHR(mm) # (mm) (mm) (mm) (kg/ml)

PHR C 100 x 50 3 11 100 50 15 5.06

Perfiles “C”

Placa de acero inoxidable

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Acero de calidad estructural:

PHR (Perfiles laminados en caliente) Espesor 2mmNorma ASTM A 1011 - grado 50Fy = 340 MPa (35.15 Kg/mm2)Fu = 450 MPa (45.70 Kg/mm2)

Las dimensiones correspondientes a la tabla 4.1 son las siguientes:

Figura 4.2: Referencia de las medidas del perfil C de la tabla 4.1.

Los elementos horizontales de la estructura estarán construidos con ángulos de acero de

2”X2”X1/8” de 800mm de largo, además para el caso de los ángulos superiores será necesario

considerar dos agujeros que servirán para sujetar la placa de acero inoxidable superior.

Figura 4.3: Ángulos superiores de la estructura de la mesa de Área # 2.

La placa de acero inoxidable será tipo 304 y tendrá un espesor de 10mm, sus dimensiones son

1520mm X 820mm. Además tendrá un agujero de 630mm X 630mm para instalar un lavabo de

acero Inoxidable. En la Figura 4.4 se muestran los detalles de las dimensiones de la placa y la

ubicación del agujero para el lavabo.

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Figura 4.4: Dimensiones de la placa superior de la mesa de Área # 2

La placa tendrá cuatro agujeros de 5.5mm, para pernos M5 X 0.80, y tres agujeros de 11mm para

la prensa, como se muestra en la figura 4.5.

Figura 4.5: Agujeros para placa de acero inoxidable de la mesa de Área # 2

Todas las uniones entre ángulos y perfil C serán con soldadura de arco eléctrico y electrodo 6013

de alma 3/32"

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4.2.2. Prensa vertical de cadenaPara el diseño de la prensa vertical se ha considerado primeramente que tenga la capacidad de

contener a los cilindros de mayor y menor diámetro sin problema.

Figura 4.6: Prensa vertical

Se decide un soporte para los reservorios en forma de ángulo de 90 grados, como se muestra en

la figura 4.7.

Figura 4.7: Ángulo de soporte para los reservorios

Ángulo de Soporte

Agujero de sujeción

de cadena

Base

Regulador

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Las dimensiones del soporte fueron definidas por medio de análisis gráfico de los diámetros de los

reservorios, como se muestra en la figura 4.8. El cilindro de mayor diámetro es de 7.2” (183mm

aprox.), y el menor de 6.18” (157mm aprox.), asumimos un largo de pared de ángulo de 140mm,

para lo cual se observa que ambos se ajustan bien.

Figura 4.8: Análisis gráfico del soporte de los reservorios

El largo total de los soportes de reservorios se hace en base al largo mayor y menor, el cual es

23.7” (602mm aprox.) y 15.5” (394mm aprox.), respectivamente, de modo que definimos un largo

de soportes de 400mm, así podrá manejar sin problemas ambos reservorios.

El ángulo de soporte de los reservorios estará fabricado por medio de dos placas de acero, de

10mm de espesor, soldadas de un lado con bisel sencillo, y en el otro con bisel doble, en ambos

casos la pierna será de 6mm, y por medio de un Proceso ISO 4063 – 1, el cual corresponde a

soldadura de arco eléctrico, además, se usará electrodo 6013 de 3/32” de espesor de alma.

Detalles de la soldadura se muestran en la figura 4.9.

Figura 4.9: Soldaduras para ángulo de soporte del reservorio

147

La prensa se sujetará a la mesa de trabajo por medio de 3 pernos M10X1.5 perforados en una

placa de acero de 10mm de espesor, la cual tendrá la siguiente configuración:

Figura 4.10: Dimensiones de la placa base de la prensa

El sistema tendrá un sistema de regulación de la longitud de la cadena, el cual estará formado por

un eje roscado M10X1.5, y su respectiva tuerca, de esta forma se podrá regular el la extensión de

la cadena al hacer pasar el perno dentro de un cubo de acero perforado, al cual llamamos

“regulador”. La cadena tendrá el eslabón de un extremo soldada al eje roscado.

Figura 4.11: Regulador

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El otro extremo de la cadena se acoplará a la prensa por medio de un pin doble de 3mm de

diámetro, también se conocen en el mercado como “grapas”, se ilustra en la figura 4.12. De

manera que un pin entre en el eslabón del extremo de la cadena y el otro pin en el agujero de

sujeción. El agujero de sujeción será de 3mm de diámetro, perforado en un bloque de acero de

10mm X 10mm X 20mm.

Figura 4.12: Pin doble

La ubicación del agujero de sujeción se muestra en la siguiente figura:

Figura 4.13: Agujero de sujeción

Finalmente, el ángulo de soporte de los reservorios, el regulador y la pieza del agujero de sujeción,

serán solados mediante proceso de soldadura ISO 4063 – 1, el cual corresponde a soldadura de

arco eléctrico, además será realizada con electrodo 6013 de 3/32” de diámetro de alma. El largo de

la pierna será de 8mm, tipo de soldadura completa, como se muestra en la figura 4.14, 4.15 y 4.16.

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Figura 4.14: Proceso de soldadura soporte-Base

Figura 4.15: Proceso de soldadura regulador-soporte

Figura 4.16: Soldadura de la pieza de sujeción y el soporte

Pieza de sujeción

Soporte

150

4.3 ÁREA 3: PRUEBA HIDROSTÁTICA

4.3.1. Banco de pruebas hidrostáticas

Con fines de fabricación, el banco de pruebas hidrostáticas se ha divido en dos partes:

- Circuitos internos

- Estructura del banco

Figura 4.17: Banco de prueba hidrostática.

[Dibujo D1]

Circuitos internos

Los circuitos que componen el banco de pruebas hidrostáticas son:

1. alta presión

2. descarga

3. baja presión

4. neumático

Estos se detallan en los dibujos D2.1 a D2.4. Además, los ensambles para manómetro, válvula de

alivio y bomba están definidos en los dibujos D2.5 a D2.7.

151

Tubería de alta presiónLa tubería de alta presión será de acero inoxidable de 3/8” de diámetro con una longitud de 3.2m.

Sale del puerto B de la bomba para luego acoplarse a una unión universal de alta presión, la cual

tiene como objetivo poder aislar la bomba del resto del circuito para tareas de mantenimiento. El

detalle del montaje de la bomba está en el dibujo D2.7. Otros elementos del circuito son: una

válvula check, tres válvulas de bola, una válvula de alivio, un acople de pared, codos de 90º y dos

accesorios “Tee”. También tendrá una derivación hacia un manómetro de alta presión, el detalle

del montaje está en el dibujo D2.5. La figura 4.18 nos ilustra la configuración del circuito.

Figura 4.18: Tubería de alta presión

[Dibujo D2.1]

Tubería de descargaLa tubería de descarga será de acero inoxidable de 3/8” de diámetro con una longitud de 1.9m. La

descarga será hecha en dos posibles casos, el primero es cuando el sistema alcance la presión

calibrada en la válvula de alivio, el segundo caso es al final de la prueba hidrostática, donde será

necesaria la liberación de presión del sistema por medio de una válvula de bola. Otros elementos

del circuito son: una válvula check a la salida de la válvula de alivio y un adaptador de pared a un

extremo de la línea, codos de 90º y un accesorio “Tee”. La figura 4.19 nos ilustra la configuración

del circuito.

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Figura 4.19: Tubería de descarga

[Dibujo D2.2]

Tubería de baja presiónLa tubería de baja presión será de acero inoxidable de dos dimensiones diferentes: 3/8” de

diámetro de 0.4m de longitud para la entrada de la bomba y de ½” de diámetro de 3m de longitud

para la línea que viene del agua potable. Otros elementos del circuito son: cuatro válvulas de bola

de baja presión, tres adaptadores de pared, una válvula check y un filtro de línea. La figura 4.20

nos ilustra la configuración del circuito.

Figura 4.20: Tubería de baja presión

[Dibujo D2.3]

Tubería neumáticaLa tubería neumática será de acero inoxidable de ½” de diámetro con una longitud de 2.5m. La

línea neumática servirá como fuente de potencia a la bomba, la cual tiene sus puertos en la parte

superior. Los elementos que componen el circuito son: una válvula de bola, la unidad de

mantenimiento de aire, un silenciador para la salida de aire al exterior y codos de 90º. La figura

4.21 nos ilustra la configuración del circuito.

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Figura 4.21: Tubería neumática

[Dibujo D2.4]

Ensamble del manómetroEl manómetro del banco de pruebas permite monitorear la línea de alta presión durante la prueba

hidrostática. Estará acoplado a un protector para golpes y pulsos de presión, el cual está señalado

con el número 2 en la figura 4.22, éste, a su vez, se conecta al adaptador señalado con el número

3 para que pueda acoplarse adecuadamente a la tubería de alta presión.

Figura 4.22: Ensamble del manómetro

[Dibujo D2.22]

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Ensamble de la válvula de alivioLa válvula de alivio estará conectada con la línea de alta presión y la de descarga. El elemento

número uno en la figura 4.23 es un adaptador hacia la línea de descarga, el número 2 es una

adaptador hacia la línea de alta presión, ambos sirven para conectar la válvula de alivio de puertos

¼” NPT, con la tubería de 3/8” de diámetro. El rango de presión según el fabricante es de 1000 –

10000 psi y está hecha de acero inoxidable 316.

Figura 4.23: Ensamble de la válvula de alivio

[Dibujo D2.6]

Ensamble de la bombaLa bomba estará conectada a la línea de baja presión de 3/8” de diámetro por la entrada, y a la

línea de alta presión por la salida. Del lado de la entrada posee un adaptador macho/hembra con el

número uno y una unión universal con el número dos, ambos de baja presión. A la salida tiene una

unión universal con el número tres y una adaptador macho/hembra con el número cuatro, ambos

de alta presión. La figura 4.24 ilustra la configuración del ensamble.

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Figura 4.24: Ensamble de la bomba

[Dibujo D2.7]

Estructura del banco

La estructura del banco está formada por paredes, estructura de ángulos y otros elementos.

Las paredes serán de lámina de acero de 3/64” y 3/32” de espesor, las cuales después de su

fabricación deberán ser sometidas a un proceso de protección contra la corrosión, además poseerá

una puerta de acrílico que permitirá el acceso a los circuitos internos. Cuando se haga referencia al

banco se asume que se está viendo desde el frente, por ejemplo: “placa derecha”, se refiere al

elemento número 5 del la figura 4.25. Los planos D3.1 – D3.6 detallan las dimensiones éstos

elementos.

En la figura 4.25 se muestra el dibujo de explosión de la estructura del banco, de la cual partiremos

para la definición de cada elemento.

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Figura 4.25: Estructura del Banco.

[Dibujo D3]

En la figura 4.25 se define cada elemento asignando un número en particular que hace referencia a

la tabla 4.2 que describe los elementos.

Tabla 4.2: Partes de la estructura del banco. Según figura 4.25

Nº Descripción

2 Rodo3 Bisagra4 Puerta de acrílico5 Placa derecha6 Placa superior7 Placa trasera8 Placa izquierda9 Placa inferior

10 Estructura de ángulos

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PuertasLas puertas serán de acrílico de 8mm de espesor con dimensiones 500mm X 800mm. Tendrán

bisagras sujetas a la estructura y manecillas para facilitar su uso. El plano correspondiente es el

D3.1.

Figura 4.26: Estructura del banco de prueba hidrostática con puertas

Placa DerechaLa placa derecha será de lámina de acero de 3/64” de espesor, de 600mm X 800mm, además

tendrá acoplados dos adaptadores de pared los cuales corresponden a: (1) la línea de alta presión

que comunica el banco con el reservorio dentro del tanque de pruebas, y (2) una línea de agua de

baja presión que servirá para el llenado del tanque de pruebas. Ambos adaptadores corresponden

al número de parte “20BAMM6FM6” de Autoclave Engineers, ilustrado en la figura 4.27.

Figura 4.27: Adaptador de pared “bulkhead”.

Los agujeros de los adaptadores estarán en la parte superior de la placa en mención, además

tendrá un diámetro de 24.9 mm, su ubicación con respecto a la orilla de la placa se ilustra en la

siguiente figura:

158

Figura 4.28: Ubicación de los adaptadores de pared “bulkhead”.

La placa tendrá 14 agujeros de 5.5mm de diámetro ubicados a lo largo de toda la orilla, los cuales

servirán para ser acoplados a la estructura del banco mediante pernos M5 X 0.80. La ubicación de

éstos con respecto a la orilla de la placa se muestra en la siguiente figura:

Figura 4.29: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en la placa derecha.

Placa superiorLa placa superior será de lámina de acero de 3/64” de espesor, de 600mm X 1000mm, además

cumplirá la función de panel de control, en el cual se encontrarán las válvulas que controlarán: el

llenado del tanque de descarga, el llenado del tanque de pruebas, la alimentación de aire

comprimido para la bomba, la calibración de la válvula de alivio y la descarga de presión. También

estará ubicada la válvula de alivio, de manera que se tenga acceso a ella para ser calibrada

dependiendo de la presión de prueba requerida por cada reservorio, de acuerdo con la Tabla 2.3.

159

Figura 4.30: Panel de control del banco de pruebas hidrostáticas.

Las válvulas para el llenado de tanque de descarga y de pruebas serán de tipo válvula de bola de

acero inoxidable para agua, comercialmente disponible, con conexión para tubería de ½”. En el

caso de la alimentación de aire se usará válvula de bola de acero inoxidable para aire,

comercialmente disponible, con conexión para tubería de ½”. Sin embargo, las válvulas de

calibración de presión y descarga de presión serán del tipo válvula de bola de acero inoxidable de

alta presión, para lo cual se recomienda la válvula modelo 2B4S15L6 de Autoclave Engineers, con

presión máxima de 15000 psi, conexión 3/8”, de acero inoxidable 316.

Figura 4.31: Válvula de bola Autoclave 2B4S15L6.

La ubicación de las válvulas se muestra en la siguiente figura, donde el lado derecho e inferior

corresponde al borde derecho e inferior de la placa, respectivamente:

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Figura 4.32: Ubicación de las válvulas en placa superior.

Alrededor de la placa habrán 16 agujeros de 5.5mm de diámetro que servirán para sujetarla con la

estructura del banco con pernos M5 X 0.80, los cuales estarán distanciados 30mm del borde más

cercano, también tendrán una separación de 180mm y 188mm entre el perno más cercano,

dependiendo su orientación, esto se ilustra en la siguiente figura:

Figura 4.33: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en placa superior.

161

Placa traseraLa placa trasera será de lámina de acero de 3/64” de espesor, de 1000mm X 1800mm, además

tendrá montado en ella el cronómetro, manómetro y banco de buretas. También, habrá una

estructura de refuerzo formada por ángulos, la cual se definirá con detalle más adelante. Se le

maquinarán 4 agujeros de 10mm para el paso de las tuberías de llenado de tanque de descarga,

tanque de pruebas y la entrada - salida de una derivación de la línea de alta presión que servirá

para la instalación del manómetro.

Figura 4.34: Ubicación de los agujeros en la placa trasera

La placa contará con un agujero de 15mm, el cual servirá para el paso de la tubería neumática que

transfiere la potencia a la bomba. En todo el contorno se ubicarán 28 agujeros de 5.5mm, los

cuales servirán para la sujeción de la placa trasera a la estructura del banco por medio de pernos

M5 X 0.80, la ubicación con respecto a la orilla se ilustra en la siguiente figura:

Figura 4.35: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en placa trasera (1)

Llenado del tanque

de descargaLlenado del tanque

de pruebas

Salida alta presión

Entrada alta presión

Tubería neumática

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Al extremo opuesto de los agujeros de la figura 4.33, tenemos las siguientes dimensiones:

Figura 4.36: Ubicación de los agujeros para perno M5 X 0.80 en placa trasera (2)

Placa izquierdaLa placa izquierda será de lámina de acero de 3/64” de espesor, de 600mm X 800mm, además

tendrá acoplados tres adaptadores de pared “bulkhead” los cuales corresponden a: (1) Llenado del

tanque de descarga, (2) Línea de alta presión de la válvula de alivio, y (3) Toma de agua de la

bomba. Los tres adaptadores corresponden al número de parte “20BAMM6FM6” de Autoclave

Engineers, ilustrado en la figura 4.27.

Los acoples estarán ubicados: uno en la parte superior de la placa y dos en la parte inferior, esto

se ilustra en la siguiente figura:

Figura 4.37: Ubicación ilustrativa de los acoples en placa izquierda

163

El diámetro de los agujeros para los acoples será de 23.9mm, y estarán ubicados de acuerdo a las

siguientes figuras:

Figura 4.38: Ubicación del agujero superior para acople de la placa izquierda

Figura 4.39: Ubicación de los agujeros inferiores para acople de la placa izquierda

La placa tendrá 14 agujeros de 5.5mm de diámetro ubicados a lo largo de toda la orilla, los cuales

servirán para ser acoplados a la estructura del banco mediante pernos M5 X 0.80. La ubicación de

éstos con respecto a la orilla de la placa se muestra en la figura 4.38 y 4.39.

Placa inferiorLa placa inferior será de lámina de acero de 3/64” de espesor, de 600mm X 1000mm, en ella será

montada la bomba de la prueba hidrostática, para lo cual se hace referencia a las dimensiones de

uno de sus pernos, hacia las fronteras más cercanas de la placa. Dónde, su distancia hasta el

borde superior es de 406 mm, y hacia el borde izquierdo es de 300 mm. En la figura 4.40 se ilustra

la ubicación de los agujeros para la instalación de la bomba.

164

Figura 4.40: Ubicación de los agujeros para la instalación de la bomba en la placa inferior.

En las cuatro esquinas de la placa estarán ubicados los agujeros para la instalación de los rodos

del banco. Para el diseño se han tomado de base los rodos marca TENTE, con número de parte:

2470PJI050P40, por lo que se definen las dimensiones de los agujeros como siguen:

Figura 4.41: Ubicación de los agujeros para la instalación de los rodos en la placa inferior

165

La placa inferior tendrá 16 agujeros de 5.5mm cerca de todos los bordes, de manera que pueda

ser sujetada a la estructura del banco mediante pernos M5 X 0.80. Las distancias con respecto al

borde más cercano se muestran en la siguiente figura:

Figura 4.42: Ubicación de los agujeros para pernos M5 X 0.80 en la placa inferior

Estructura de ángulosToda la estructura estará formada por ángulos de acero de 2” X 2” X 1/8”, soldados entre sí

mediante soldadura de arco eléctrico, con electrodo 6013 de 3/32” de diámetro de alma.

Figura 4.43: Estructura de ángulos

166

En la figura 4.43 se muestran las diferentes configuraciones que se le darán a los ángulos,

obteniendo un total de 8 tipos de ángulos finales, los cuales están definidos con todo el detalle

necesario en los planos D4.

Para el caso de los ángulos tipo 1, serán de 600mm de largo y tendrán 8 agujeros de 5.5mm de

diámetro, los cuales servirán para la sujeción de las respectivas placas por medio de perno M5 X

0.80. Luego, tenemos que los agujeros ubicados a los extremos del ángulo tendrán una separación

de 30mm con respecto a la arista y el borde. Además, cada agujero estará separado 180mm de su

igual más cercano.

Figura 4.44: Ángulo tipo 1

El ángulo tipo 2 será de 600mm de largo y tendrá 8 agujeros de 5.5mm de diámetro, los cuales

servirán para la sujeción de las respectivas placas por medio de perno M5 X 0.80. En el caso de

los agujeros ubicados a los extremos del ángulo se tendrá una separación de 30mm con respecto

a la arista y el borde. Además, cada agujero estará separado 180mm de su igual más cercano.

Adicionalmente tendrá un agujero de 23.9mm, el cual servirá para acoplar el adaptador de pared

que corresponde la parte más baja de la placa izquierda del banco de pruebas hidrostáticas.


167

Los ángulos tipo 3 serán de 800mm de largo y tendrán 5 agujeros de 5.5mm de diámetro, los

cuales servirán para la sujeción de las respectivas Placas por medio de perno M5 X 0.80. La

separación de los agujeros ubicados a los extremos del ángulo con respecto al borde se conserva

como en los anteriores. Además, cada agujero estará separado 185mm de su igual más cercano.












168






El ángulo tipo 7 será de 1800mm de largo y tendrán 10 agujeros de 5.5mm de diámetro, los cuales

servirán para la sujeción de las respectivas placas por medio de perno M5 X 0.80. La separación

de los agujeros ubicados a los extremos del ángulo con respecto al borde será de 17mm desde la

arista, 30mm desde un borde y 110mm del otro. Además, cada agujero estará separado 185mm de

su igual más cercano.


El ángulo tipo 8 será de 1800mm de largo y tendrán 10 agujeros de 5.5mm de diámetro, los cuales

servirán para la sujeción de las respectivas Placas por medio de perno M5 X 0.80. La separación

de los agujeros ubicados a los extremos del ángulo con respecto al borde será de 17mm desde la

arista, 30mm desde un borde y 110mm del otro. Además, cada agujero estará separado 185mm de

su igual más cercano.


169

4.3.2. Tanque de prueba hidrostática:

Para el diseño del tanque de pruebas, primeramente se consideró el espacio físico mínimo

requerido para alojar al reservorio de mayor diámetro externo y longitud, haciendo referencia a la

“Tabla 2.3: Características de los reservorios, según exención.”, se tiene que el DOT-E 10945-3295

de volumen 650in3, posee las mayores dimensiones, con un diámetro externo de 7.2in (183mm

aprox.) y una longitud de 23.7in (602mm aprox.). Debido a que la tarea de montaje y desmontaje

del reservorio en el tanque de pruebas será realizada manualmente, se considera dejar espacio

suficiente para la manipulación del mismo. Además, en la altura del tanque se debe dejar espacio

suficiente para los adaptadores de montaje del reservorio a la tapa, por lo tanto se define un

diámetro interno del tanque de pruebas de: 295mm y una altura de 1000mm.

Para la selección del material del tanque es importante considerar la presión máxima a la que

estará sometido, la cual no sobrepasará la presión de falla del disco de ruptura, y éste se ha

dimensionado para que libere la presión a 12psig, de manera que se minimice el problema de

sobre presión en el tanque. Además, considerando la disponibilidad del mercado local y la

condición de humedad a la que se verá sometido, el material seleccionado para el tanque es acero

inoxidable tipo 304 de 10mm de espesor.

El tanque poseerá tres placas: placa superior, tapa y placa base, de material acero inoxidable tipo

304 de 22mm de espesor. En el caso de la placa superior y la tapa se tendrá un arreglo de 8

pernos M20 X 2.5, equidistantes, de acuerdo la Plano D5.2. La placa superior estará soldada al

tanque y será la encargada de alojar el O-ring para garantizar la estanqueidad entre: placa superior

y tapa.

Figura 4.52: Tanque de pruebas hidrostáticas

Placa Superior

170

Placa superiorLa placa superior estará soldada al tanque con soldadura tipo filete, y se aplicará un proceso ISO

4063 – 141, el cual se refiere a soldadura TIG (Tungsten inert gas arc welding), y de acuerdo al

anexo: espesor de la placa contra largo de la pierna, con un espesor de placa de 10mm,

asumiendo que la soldadura será capaz de soportar la misma fuerza que la placa, se tiene una

longitud de pierna de soldadura de 8mm. Se ilustra gráficamente en la siguiente figura:

Figura 4.53: Soldadura placa superior – tanque

Se contará con un O-ring de diámetro interno de 305mm, diámetro externo de 319mm y diámetro

de sección transversal de 5.7mm, o sea un O-ring 3093-57. En la siguiente figura se muestra la

ubicación del O-ring:

Figura 4.54: O-ring de la placa superior

El detalle X nos muestra de cerca la instalación del O-ring.

171

Figura 4.55: Detalle de la instalación del O – ring de la placa superior

El alojamiento del O-ring debe cumplir con algunas características muy particulares para garantizar

el adecuado funcionamiento, en la siguiente figura se muestran los aspectos constructivos

requeridos:

Figura 4.56: Detalle del alojamiento del O – ring de la placa superior

Además de las dimensiones del alojamiento con sus respectivas tolerancias, se requiere la

consideración de acabados superficiales en las paredes del alojamiento, donde los números sobre

el símbolo de acabado superficial corresponde a la rugosidad requerida en micrones, y según el

anexo A.5: procesos normales de fabricación, ambos acabados pueden obtenerse mediante

procesos de fresado o torneado.

TapaPara el caso de la tapa se debe considerar un agujero roscado para la válvula de venteo

automática, en cual debe corresponder a una rosca de ¼” NPT, que atraviese toda la tapa, como

se muestra en la siguiente figura:

O-ring 3093-57

172

Figura 4.57: Tapa y válvula de venteo

En la parte central tendrá un agujero pasado 36 H8 mm, de manera que pase por él un eje de 36

h9 mm, en cuyo caso las tolerancias corresponden a un ajuste con holgura. El eje que atravesará

la placa es el adaptador que permitirá la interacción del reservorio con la línea de alta presión que

viene de la bomba, donde dicho adaptador estará soldado con proceso ISO 4063 – 141 y longitud

de pierna de 16m, para un espesor de 22mm con fuerza total de la soldadura, como se muestra en

la siguiente figura:

Figura 4.58: Soldadura Tapa - Adaptador

Adaptador reservorio – bombaEl adaptador reservorio – bomba debe tener una tolerancia h9, de manera que pueda ajustarse de

forma holgada a la tapa del reservorio, además en su parte inferior tendrá una rosca 3/8” NPT para

adaptar un acople rápido, el cual servirá para el montaje y desmontaje del reservorio a la tapa. Una

Tapa

Válvula de

Venteo

Rosca ¼” NPT

173

vista inferior del adaptador nos permite visualizar las dimensiones de la parte cilíndrica y de la

rosca hembra, como se muestra en la siguiente figura:

Figura 4.59: Rosca adaptador

El adaptador tendrá un agujero que perforará 150mm de la longitud total del mismo, de esta forma

se permitirá el paso del agua desde la bomba hasta el reservorio cuando se encuentre montado en

la tapa. También, en la parte superior se tendrán dos puertos roscados ¼”NPT, los cuales servirán

para la instalación del válvula de venteo y conectar el adaptador de manguera que se comunica

con la bomba.

Figura 4.60: Cavidades interiores del adaptador

En la parte superior del adaptador se tendrá un “ojo” cuya función será la de acoplarse con la grúa,

dicho elemento estará soldado al adaptador mediante Proceso ISO 4063 – 141, con longitud de

pierna de 8mm, con fuerza total de soladura, tipo de soldadura completa. En la siguiente figura se

muestra la representación gráfica y la ubicación exacta de la misma:

174

Figura 4.61: Soldadura ojo – adaptador

Las dimensiones del “ojo” son las siguientes:

Figura 4.62: Dimensiones del ojo

Disco de rupturaEl disco de ruptura es un dispositivo de liberación de presión que previene que el tanque sea

sometido a sobrepresiones que peligrosas para los equipos y las personas. Posee una membrana

no reutilizable, la cual falla a una determinada presión. Para nuestro caso se ha seleccionado un

disco de ruptura con presión de falla de 12 psig, con membrana de aluminio.

Figura 4.63: Disco de ruptura

175

Además, el disco de ruptura requiere de un sistema de retención conocido como “holder”, éste

tiene como función contener al disco. Éste sistema a su vez estará contenido dentro de una

cámara con acople tipo brida.

Figura 4.64: Cámara para disco de ruptura

La conexión del disco de ruptura se fabricará a partir de tubo de acero inoxidable tipo 304 de 3” de

diámetro interno y 3.5” de diámetro externo. Será soldado mediante proceso ISO 4063 – 141, con

longitud de pierna de 3mm en ambos lados, basado en el espesor de pared del tubo de ¼”, lo cual

es aproximadamente 6.35mm, se tiene para fuerza total de la soldadura, una longitud de pierna de

5mm. Tipo de soldadura completa. Los detalles constructivos de la conexión del disco de ruptura

pueden verse en el plano D5.3.

Figura 4.65: Soldadura conexión – brida

Cámara para el

disco de ruptura

Conexión del

disco de ruptura

O – ring 1445-30

176

Se contará con un O-ring de diámetro interno de 142mm, diámetro externo de 150mm y diámetro

de sección transversal de 3mm, o sea un O-ring 1445-30.

Nuevamente hacemos especial énfasis en el alojamiento del O-ring, ya que como sabemos, posee

algunas características muy particulares para garantizar el adecuado funcionamiento, en la

siguiente figura se muestran los aspectos constructivos requeridos:

Figura 4.66: Detalle del alojamiento del O – ring del disco de ruptura

Además de las dimensiones del alojamiento con sus respectivas tolerancias, se requiere la

consideración de acabados superficiales en las paredes del alojamiento, donde los números sobre

el símbolo de acabado superficial corresponde a la rugosidad requerida en micrones, ambos

acabados pueden obtenerse mediante procesos de fresado o torneado.

Se ha definido una configuración de 8 pernos equidistantes M10 X 1.5. Más detalles constructivos

se presentan en el plano D5.2.

Placa Base y Sujeción al SueloLa parte inferior del tanque será una placa circular de 22mm de espesor de acero inoxidable tipo

304, con agujeros para pernos M20 X 2.5.

Figura 4.67: Tanque y sus anclas

177

La placa base estará soldada al tanque mediante proceso ISO 4063 – 141, con longitud de pierna

de 8mm para un espesor de placa de 10mm, con fuerza total de soladura. Tipo de soldadura

completa. En la siguiente figura se muestra la representación gráfica y la ubicación exacta de la

misma:

Figura 4.68: Soldadura tanque – placa base

La sujeción al suelo se hará mediante anclas para perno M20 X 2.5, las cuales estarán empotradas

al suelo. Los detalles completos sobre la construcción de la placa se encuentran en los planos

D5.1 y D5.2.

TanqueEl tanque de pruebas hidrostáticas estará fabricado a partir de placa de acero inoxidable tipo 304,

de espesor de 10mm, la cual será sometida a un proceso de doblado hasta obtener la forma

cilíndrica deseada. Las dimensiones del tanque serán 315mm de diámetro externo y 1000mm de

altura. El tanque será soldado mediante proceso ISO 4063 – 141, con longitud de pierna de 8mm

para un espesor de placa de 10mm, con fuerza total de soladura, con una longitud de 1000mm,

desde la placa base hasta la placa superior.

El tanque poseerá 3 adaptadores soldables para la medición de la expansión volumétrica, el

drenaje y el llenado del mismo. Los adaptadores serán soldados mediante proceso ISO 4063 –

141, con longitud de pierna de 8mm para un espesor de placa de 10mm, con fuerza total de

soladura, tipo de soldadura completa. A partir de la placa base del tanque en dirección hacia arriba

tenemos a 9mm el adaptador para el drenaje, diametralmente opuesto y a una altura de 217mm

desde la placa base, tenemos el adaptador para línea de llenado, a 18mm desde éste punto se

tiene el nivel para el disco de ruptura, a 288mm en la misma dirección está el adaptador para

conexión con buretas. En la siguiente figura se ilustran éstos aspectos.

Ancla

178

Figura 4.69: Adaptadores y soldadura del tanque

4.3.3. Tanque de descarga

Para el tanque de descarga se utilizará un barril plástico de 200L, como se muestra en la siguiente

figura:

Figura 4.70: Barril para tanque de descarga

Tendrá acoplados tres adaptadores de pared conocidos como “bulkhead”, los cuales comunicarán

al tanque de descarga con:

1. La línea de alimentación

2. La línea de descarga

3. La línea de succión.

Adaptador

para conexión

con buretas

Drenaje

de tanque

Adaptador

para línea de

llenado

179

La línea de descarga es la más significativa en cuanto a la ubicación del respectivo adaptador en el

tanque, ya que debe estar en la posición más baja posible, de manera que la columna de agua

sobre ella amortigüe el agua de descarga a alta presión que entrará por ahí. Es basado en este

criterio que se ubican los siguientes adaptadores.

Figura 4.71: Ubicación de los adaptadores de pared en el barril para tanque de descarga

El tamaño de los agujeros para los adaptadores de pared es el siguiente:

Figura 4.72: Tamaño de los agujeros para los adaptadores de pared en el barril para tanque de

descarga

Línea de alimentación

Línea de descarga

Línea de succión

180

4.4 ÁREA 4: SECADO Y RECALIFICACIÓN

4.4.1. Mesa de trabajo, vaciado y secado de reservorios

La estará formada por una estructura de acero de perfiles C y ángulos de 2” X 2” X 1/8”.



características:

Tabla 4.3: Características de perfil C para mesa de Área # 4

REFERENCIAPERFIL


PHR C 100 x 50 3 11 100 50 15 5.06

Perfiles “C”


181




Figura 4.74: Referencia de las medidas del perfil C de la Tabla 4.3

Los elementos horizontales de la estructura estarán construidos con ángulos de acero de 2” X 2” X

1/8” de 800mm de largo, además para el caso de los ángulos superiores será necesario considerar

dos agujeros que servirán para sujetar la placa de acero inoxidable superior.

Figura 4.75: Ángulos superiores de la estructura de la mesa de Área # 4


1520mm X 820mm. Además tendrá un agujero de 630mm X 630mm para instalar un lavabo de

acero inoxidable. En la figura 4.76 se muestran los detalles de las dimensiones de la placa y la

ubicación del agujero para el lavabo.

182


La placa tendrá cuatro agujeros de 5.5mm, para pernos M5 X 0.80, como se muestra en la figura

4.77.

Figura 4.77: Agujeros para Placa de Acero Inoxidable de la mesa de Área # 4


de alma 3/32"

A

B

183

4.5 ÁREA 5: RECARGA

4.5.1. Mesa de trabajo para montaje de válvula y recarga




características:


REFERENCIAPERFIL


PHR C 100 x 50 3 11 100 50 15 5.06

Perfiles “C”


184




Figura 4.79: Referencia de las medidas del perfil C de la Tabla 4.4

Los elementos horizontales de la estructura estarán construidos con ángulos de acero de

2”X2”X1/8” de 800mm de largo, además para el caso de los ángulos superiores será necesario

considerar dos agujeros que servirán para sujetar la Placa de Acero Inoxidable superior.

Figura 4.80: Ángulos superiores de la estructura de la mesa de Área # 5


1020mm X 820mm. En la figura 4.78 se muestran los detalles de las dimensiones de la placa.

185



4.82.

Figura 4.82: Agujeros para placa de acero inoxidable de la mesa de Área # 5


de alma 3/32"

186

4.5.2. Tanque de enfriamiento para carga de N2

El tanque de enfriamiento estará fabricado completamente de placas de acero inoxidable tipo 304

de 10mm de espesor.

Figura 4.83: Tanque de enfriamiento

En vista de planta, las dimensiones de los diámetros del tanque y del escudo de acero para

protección personal son las siguientes:

Figura 4.84: Vista de plante del Tanque de Enfriamiento

187

En la vista frontal vemos que el alto completo del escudo de acero para protección es de 1000mm,

y los adaptadores están a 270mm y 964mm a partir de la parte superior.

Figura 4.85: Vista frontal del tanque de enfriamiento.

Todas las soldaduras del tanque serán realizadas mediante proceso ISO 4063 – 141, el cual

corresponde a soldadura TIG. Para más detalles del tanque consultar el plano D6.1.

4.5.3. Jaula de retención de reservoriosLa jaula de retención de los reservorios será una estructura simple de ángulos, con piezas de tela

metálica de acero galvanizado o inoxidable, de modo que los reservorios queden contenidos sin

problemas en el interior de ésta.

En la Figura 4.86 se muestran las dimensiones de los ángulos a utilizar, ambos será ángulos de 2”

X 2” X 1/8”, los cuales estarán soldados entre sí mediante soldadura de arco eléctrico. Para

obtener más detalles constructivos, consultar el plano D6.2

188

Figura 4.86: Ángulos para la jaula de retención.

En la Figura 4.87 se muestra la forma en que estarán ensamblados los ángulos de la jaula de

retención.

Figura 4.87: Jaula de retención.

189

4.5.4. Prensa horizontal de cadena

La parte del ángulo de apoyo del reservorio es idéntico a la prensa horizontal de cadena, por lo

tanto, se omitirá de esta sección. Sin embargo, el soporte será diferente, como se observa en la

Figura 4.88, el cual estará formado por los elementos 2 y 3.

Figura 4.88: Vista prensa horizontal de cadena.

Se utilizarán dos elementos tipo 2, acoplados a ambos extremos del ángulo de soporte, de manera

que éste tenga buena estabilidad.

Figura 4.89: Elemento tipo 2.

190

La base de la prensa se muestra en la Figura 4.90, se detallan los diámetros y ubicaciones de los

agujeros que servirán para el montaje en la respectiva mesa. Todas las placas para la prensa

serán fabricadas de acero inoxidable 304 de 10mm de espesor.

Figura 4.90: Elemento tipo 3

191

4.6 ÁREA 6: EMPACADO Y ALMACENAMIENTO

4.6.1. Mesa para empaquetado de reservorios


Figura 4.91: Mesa de trabajo de Área # 6.


características:


REFERENCIAPERFIL


PHR C 100 x 50 3 11 100 50 15 5.06

Perfiles “C”

Madera

192

Acero de Calidad Estructural:



Figura 4.92: Referencia de las medidas del perfil C de la tabla 4.5

Los elementos horizontales de la estructura estarán construidos con ángulos de acero de 2” X 2” X

1/8” de 800mm de largo, además para el caso de los ángulos superiores será necesario considerar

dos agujeros que servirán para sujetar la pieza de madera superior.

Figura 4.93: Ángulos superiores de la estructura de la mesa del área # 6

La pieza de madera tendrá un espesor de 20mm, sus dimensiones son 1020mm X 820mm. En la

figura 4.94 se muestran los detalles de las dimensiones.

193

Figura 4.94: Dimensiones de la placa de madera de la mesa de Área # 6.


4.95.

Figura 4.95: Agujeros para placa de madera de la mesa de Área # 6.


de alma 3/32.

195

CONCLUSIONES

1) En cuanto a la definición del procedimiento para la recalificación y recarga de los

reservorios en el taller, partiendo del hecho que el proceso inicia con el desmontaje del

sistema de evacuación y finaliza con el almacenamiento de los reservorios recargados, se

han establecido 38 pasos que corresponden al procedimiento normal que debe realizársele

a los reservorios, de los cuales, algunos derivan en subprocesos alternativos, dependiendo

de las contingencias o anormalidades que se presenten a lo largo del procedimiento.

2) Para la realización de las diferentes etapas del proceso, basado en la definición del

procedimiento para la recalificación y recarga de los reservorios en el taller, y partiendo de

que el reservorio ha sido debidamente desmontado del sistema de emergencia con sus

respectivas inspecciones, se han definido seis áreas de trabajo en las cuales se agrupan

los equipos, materiales y herramientas necesarios. Las áreas diseñadas son las siguientes:

(1) Recepción de reservorios, (2) Preparación para la prueba hidrostática, (3) Prueba

hidrostática, (4) Secado y recalificación, (5) Recarga y (6) Empacado y almacenamiento.

3) Con respecto a los equipos y herramientas que se requieren en el taller de reservorios,

después de un estudio detallado sobre las características y especificaciones requeridas, se

ha considerado que algunos de estos equipos pueden ser fabricados localmente, estos

son: mesas de trabajo, estructura del banco de pruebas hidrostáticas, tanque de pruebas,

tanque de enfriamiento, tanque de descarga, jaula de retención de reservorios, horno de

secado y prensas de cadena. El resto de herramientas y equipos mencionados serán

adquiridos por medios comerciales ya sea nacional o internacionalmente.

4) Acerca del diseño de las instalaciones de los servicios auxiliares, de acuerdo a los equipos

que se utilizarán y los procedimientos a realizar, y además, con el fin de garantizar el

adecuado funcionamiento de dichos equipos, se determina que serán necesarias las

siguientes redes de fluidos en el taller: (1) Red de agua potable, (2) Red para el drenaje,

(3) Red de aire comprimido y (4) Red de distribución de gases presurizados.

196

5) Para la elaboración del presupuesto del taller se ha considerado únicamente el costo total

de los equipos que serán fabricados localmente, el precio de venta al detalle de los

equipos y herramientas que se pueden adquirir localmente y el precio FOB de los

componentes que deben ser importados. El costo total aproximado, considerando además

un 20% de contingencias, es de $62,478.34. El porcentaje más importante de esta partida

le corresponde a los costos de los equipos importados, el cual asciende a $35,998.18, lo

que equivale al 57.62% del valor total del proyecto.

197

RECOMENDACIONES

A continuación se presentan algunas recomendaciones que pueden ser de utilidad al momento en

que se decida construir el taller de recalificación y recarga de los reservorios:

1) El procedimiento de recalificación y recarga de reservorios que se ha establecido en este

documento, está basado en las recomendaciones, requerimientos y parámetros definidos

en las versiones más recientes de la documentación y normativas vigentes al momento de

la realización del presente trabajo de graduación (marzo a julio de 2009), que son

aplicables a los tipos de reservorios que han sido considerados. Sin embargo todos estos

documentos son revisados y actualizados con cierta periodicidad, y en algunos casos estas

revisiones incluyen cambios que pueden ser significativos y afectar aspectos tales como

procedimientos, criterios de prueba, etc. A partir de esto se recomienda que al momento

que se decida retomar la construcción del taller de reservorios, se verifiquen las versiones

más recientes de la documentación, se comparen con el procedimiento ya establecido y se

realicen las modificaciones que pudieran ser necesarias. Debe prestarse especial atención

a los Special Permits correspondientes a los reservorios, ya que estos tienen periodos de

vigencia establecidos, los cuales expiran durante los próximos dos años; específicamente

el DOT-SP 8162 es vigente hasta el 2011 y el DOT-SP 10945 expira en el 2010.

2) Los sistemas para la realización de la prueba hidrostática (banco de pruebas) y la recarga

que han sido diseñados para el taller de reservorios y que se han propuesto a lo largo del

presente documento, son sistemas con capacidades básicas, que operan mediante control

manual; sin embargo estos equipos podrían ser mejorados mediante la implementación de

sistemas de control automático y software especializado, lo cual podría significar un

incremento considerable para la productividad del taller y en la precisión de la realización

de los procedimientos. Sin embargo debido a la complejidad que presentan estos sistemas

automatizados, es recomendable adquirir directamente un equipo completo, tipo “paquete”,

que ya integre todos los elementos necesarios tales como válvulas de accionamiento

eléctrico, medidores y sensores digitales, controladores electrónicos, software, etc. Al

momento de considerar la opción de un sistema automatizado, debe tomarse en cuenta el

hecho que estos equipos tienen costos mucho más elevados, y su mantenimiento es más

complejo, por lo cual debería realizarse un análisis económico a fondo para evaluar la

conveniencia y la rentabilidad de una inversión de este tipo, sobre la base de la demanda

que pueda esperarse para esta instalación.

198

3) Los diseños de los equipos de fabricación local dependen de las dimensiones de algunos

elementos que serán comprados a terceros, tales como: acoples, válvulas, bisagras, etc.,

por lo tanto, se recomienda que las dimensiones de los equipos y las cavidades para el

alojamiento de éstos, sean verificadas antes de la construcción, de modo que se garantice

la compatibilidad entre ellos para el correcto ensamblaje de los mismos.

4) En el presente documento no se han detallado las características de la obra civil que se

requiere para el local del taller de reservorios, ya que se considera que la mayor parte de

los elementos estructurales que lo componen, como paredes, piso, puertas, etc., no

requieren ninguna consideración especial y su especificación no es parte de los alcances

del presente trabajo. Sin embargo se debe destacar dos elementos puntuales de la

construcción, para los cuales debería prestarse especial atención, como es el caso de la

estructura para el montaje del riel para el tecle y el foso donde se instalará el tanque de

pruebas hidrostáticas. Para estos dos elementos se debe asegurar que el diseño y

construcción, garantice la adecuada instalación y funcionamiento de los equipos

respectivos, y que la ubicación de estos dos elementos coincida con la distribución

espacial de las áreas de trabajo a las cuales corresponden.

199

BIBLIOGRAFÍA

Air Cruisers/Aérazur. [2008] A319/A320/A321 Evacuation Systems Reservoir and Valve Assembly,

Component Maintenance Manual with Illustrated Parts List 26-65-17. Air Cruisers, Estados Unidos

de América.

Compressed Gas Association. [1999] Handbook of Compressed Gases. Editorial Springer, Estados

Unidos de América.

Compressed Gas Association. [2005] CGA Pamphlet C-6.2: Guidelines for Visual Inspection and

Requalification of Fiber Reinforced High Pressure Cylinders. Compressed Gas Association,

Estados Unidos de América.

Escoffier, R. [2002] Preliminary Study on Aircraft Evacuation Systems Aging. Aérazur Aerosafety

Systems Division, Francia.

Jensen, C., J.D. Helsen, H.R. Short. [2004] Dibujo y Diseño en Ingeniería. Editorial McGraw Hill,

México.

Rase, H.F. [1963] Piping Design for Process Plants. Editorial John Wiley & Sons, Estados Unidos

de América.

U.S. Department of Transportation, Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration. [2006]

DOT Special Permit 10945. U.S. Department of Transportation, Estados Unidos de América.


Code of Federal Regulations, Title 49 - Transportation, Chapter I, Part 180 - Continuing

Qualification and Maintenance of Packagings, 180.201 – 180.215. U.S. Department of

Transportation, Estados Unidos de América.


DOT Special Permit 8162. U.S. Department of Transportation, Estados Unidos de América.

ANEXO ATABLAS, GRÁFICOS Y SIMBOLOGÍA

A-1

Tabla A.1: Factores de corrección por temperatura para la verificación de la presión de los

reservorios:


A-2

Tabla A.2: Rango de valores de torque para el apriete de componentes de los reservorios


A-4

Tabla A.3: Dimensiones recomendadas de tubería para aire comprimido a 100 psi, para tubo de

acero cédula 40

A-5

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A-6

Tabla A.5: Espaciamiento recomendado de soportes, para el montaje de tubería en servicio de

agua o gas

Tabla A.6: Capacidad de tubería de drenaje, según diámetro y pendiente hidráulica

A-7

Tabla A.7: Presión máxima de trabajo para tubería de acero al carbono sin costura

A-8

Información de catálogo de la bomba hidráulica del banco de pruebas:

Figura A.1: Información de catálogo de la bomba hidráulica del banco de pruebas

A-9

Modelo de bomba: 10-5-080

Marca: SC Hydraulic Engineering Corporation

Figura A.2: Curvas de desempeño de la bomba del banco de pruebas hidrostáticas

A-10

Información de catálogo de booster de CO2:

Figura A.3: Booster para recarga de CO2

Figura A.4: Curva de desempeño del Booster de CO2

A-11

Información de catálogo de booster de N2:

Figura A.5: Booster para recarga de N2

Figura A.6: Curva de desempeño del Booster de N2

A-12

Tabla A.8: Dimensiones de las soldaduras

A-13

Tabla A.9: Procesos normales de fabricación

A-14

Simbología ANSI para dibujo de tuberías de una sola línea:

Válvula de bolaConector para

mangueras

Codo de 90º Unión universal

Tee estándar Bomba

Acople rápido Snubber

Filtro strainer en “y” Válvula de alivio

Válvula check Manómetro

A-15

Simbología neumática:

Válvula direccional 3/3 con accionamiento por

solenoide

Unidad de mantenimiento (filtro, regulador y

lubricador)

Regulador de caudal (válvula de aguja)

Válvula de interrupción por pilotaje (2/2)

Válvula de paso

Manómetro

Válvula check

A-16

Válvula de alivio

Filtro de partículas

Silenciador

ANEXO BLISTADO DE COMPONENTES Y PRESUPUESTO

B-1

A continuación se presenta el listado completo de los equipos y componentes que son requeridos

para la construcción del taller de reservorios, con base al diseño que se ha presentado en el

presente documento. Además se incluye el costo de todos los elementos, tomando en cuenta las

siguientes consideraciones:

- Los equipos que corresponden a aplicaciones comunes (tubería y valvulería de baja

presión, consumibles, etc.), no se les especifica un modelo en particular, solo se detallan

las características y dimensiones con que deben contar, según el diseño establecido, y

pueden ser adquiridos localmente según la disponibilidad comercial.

- Para los equipos que serán fabricados localmente, únicamente se indica el costo de los

mismos, que incluye tanto materiales como mano de obra; todas las características de

diseño de estos equipos se encuentran detalladas en la sección de planos, en el anexo C.

- Para los equipos y componentes especializados se propone un modelo específico, que

cumple o supera los requerimientos de diseño que se han establecido. Prácticamente

todos estos equipos deben ser comprados en el exterior, pues no existen distribuidores

locales de los mismos.

- El presupuesto que se presenta solo considera el costo de los componentes, adquiridos

local o externamente, y el precio total de los equipos de fabricación local; no se han

considerado los costos de mano de obra para la instalación de equipos en el local del

taller.

- No se están tomando en cuenta los costos de la obra civil del local del taller (paredes, piso,

estructuras, etc.) ya que este aspecto no es parte de los alcances del trabajo y sus

características no han sido especificadas en el mismo.

- Los costos de envío de los equipos que deben ser adquiridos en el exterior no se han

podido determinar, de modo que los precios indicados son FOB.

- Todos los precios corresponden al mes de julio de 2009.

B-2

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zado

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exio

nes

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bra

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2 in

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serv

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> 1

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gal

vani

zado

Con

exio

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hem

bra

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T 1/

2 in

Pre

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> 1

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Bro

nce

Con

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nes

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T 1/

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Com

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n 1/

4 in

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76

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3.42

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Flu

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ptad

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ngin

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s15

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ptad

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0

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men

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3.47

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mo

4.4

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en 5

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4.10

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guer

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ble

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icac

ión

loca

l, se

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segú

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Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

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men

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l

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586-

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$47.

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seg

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los

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pos

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1928

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$230

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$230

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ptad

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Cru

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ptad

or d

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cion

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Esp

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seg

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14C

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Esp

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caci

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seg

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los

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pos

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Cru

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o 1.

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ican

te p

ara

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tern

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lubr

ican

te p

ara

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$0.5

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Cin

ta c

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de p

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0

5.21

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NA

S16

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NA

S16

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$1.1

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11.0

0

5.22

Pre

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tal

Seg

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cion

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$425

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epis

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4 x

24 x

42

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repi

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1$1

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Neo

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te d

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$5.0

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Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

Com

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alm

ente

dis

poni

ble

Fabr

icac

ión

loca

l, se

gún

dise

ño

$194

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Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

5.24

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ante

ria p

ara

repo

so d

e re

serv

orio

sC

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cial

men

te d

ispo

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e1

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$135

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5.23

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a re

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u u

Oha

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$143

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$11.

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B-12

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$135

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B-13

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$96.

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erci

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poni

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100.

5$5

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Com

erci

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300.

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B-14

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C

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C

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Cod

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5

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8.6

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está

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96

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Aco

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B-15

Nº

Ítem

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ción

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B-16

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serv

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T he

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men

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0

9.9

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Ent

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3/8

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hem

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gas

: 3/8

in, S

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bra

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cia

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ón m

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suc

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da d

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mbr

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, SA

E he

mbr

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or d

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s 1/

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Ran

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T 1/

4 in

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Pre

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145

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Con

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hem

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T 1/

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Pre

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de

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icio

> 1

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Bro

nce

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ione

s ne

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1/8

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Pre

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max

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en p

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je 1

0,00

0 ps

igR

ango

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te d

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lota

je 6

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0 ps

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taje

1/4

NP

TTi

po: c

onec

tor m

acho

Man

guer

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ro e

xter

no 1

/4 in

Pue

rto ro

scad

o 1/

4 in

NP

T

Tipo

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ecto

r mac

hoM

angu

era

diam

etro

ext

erno

1/4

inP

uerto

rosc

ado

1/8

in N

PT

Ent

rada

: 3/4

in N

PT

Sal

ida:

3/8

in N

PT

Pre

sión

de

serv

icio

> 1

00 p

sig

KQ

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unid

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unid

ad

unid

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unid

ad

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0

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10.1

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ster

par

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1$4

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10.4

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2$1

12.8

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10.3

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10-3

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$101

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$11.

30$2

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Vál

vula

de

bola

neu

mát

ica

Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

1$1

1.35

$11.

35

10.5

Reg

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SM

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22

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ngs

para

con

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man

guer

a co

n vá

lvula

de

pilo

taje

Com

erci

alm

ente

dis

poni

ble

1$2

.55

$2.5

5

$1,6

00.0

0

10.8

Fitti

ngs

para

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B-21

Presupuesto total

Área 1 $1,428.65Área 2 $4,867.84Área 3 $13,970.76Área 4 $5,206.82Área 5 $7,912.96Área 6 $385.90Red de agua potable $96.70Red de drenaje $173.01Red de aire comprimido $218.05Sistema de recarga $17,804.60

Sub total $52,065.29

Contingencias 20% $10,413.06

Total $62,478.34

ANEXO CPLANOS DE CONSTRUCCIÓN

(CD ADJUNTO)

oct-2011 diseño de un taller para la recalificación y recarga de

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