reglamento para estructuras petroleras

INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS

CONSTRUCCIN DE INSTALACIONES PETROLERAS

Unidad 1: Sistemas Estructurales

Miguel ngel Doroteo Domnguez

1.3 REGLAMENTO PARA LA ESTRUCTURA DE LAS PLATAFORMAS

Las instalaciones marinas deben ser diseadas o evaluadas de acuerdo con normas yestndares que reflejen efectos ambientales extremos y prcticas de operacin ascomo las condiciones econmicas propias del pas.

La evaluacin de las plataformas marinas instaladas en la Sonda de Campeche,realizada con base en los resultado de la inspeccin llevada a cabo despus de losefectos ocasionados por los huracanes Opal y Roxana en 1995, significo el inicio de lostrabajos encaminados a obtener una norma en PEP para el diseo y evaluacin deplataformas marinas.

Miguel Angel Doroteo Dominguez

NORMAS DE REFERENCIA DE PEMEX

Los criterios transitorios de PEMEX son el resultado de aplicar losconocimientos adquiridos por la experiencia en la ingeniera costa afueradel pas, a si como encausar las investigaciones y registros acumuladosdurante el desarrollo de la Sonda de Campeche para definir condicionesde carga, datos hidrodinmicos y condiciones con aplicacin particular aesta zona geogrfica.

PEP cuenta con aproximadamente con ms de 300 Normas deReferencia, en las cuales se especifican los criterios con los cuales sedebe trabajar la explotacin de los hidrocarburos.


DISEO Y EVALUACION DE PLATAFORMAS MARINAS FIJAS EN EL GOLFO DE MEXICO (NRF-003- PEMEX-2007)

Norma principal referencia de PEP. Seala:

Criterios a utilizar en el diseo y evaluacin

estructural tipo jacket tomando en cuenta

condiciones propias de las instalaciones

Localizacin geogrfica

Solicitaciones Ambientales(operacin y tormenta)

Solicitaciones Estructurales (fatiga, sismo factores de reserva de resistencia parael anlisis ssmico y de colapso por tormenta.)

Estabilidad durante la instalacin, operacin y en su caso desinstalacin.

Los anexos de la Norma presenta la informacin meteorolgica y oceanogrficade fenmenos extremos (huracanes y tormentas) para diferentes campos yregiones en el Golfo de Mxico, as como la distribucin de frecuencias de laaltura de ola significante.


CARGA, AMARRE, TRANSPORTE E INSTALICION DE PLATAFORMAS COSTA AFUERA (NRF-O41-PEMEX-2007)

Establece los criterios que se debe cumplir en cuanto a diseo y/o revisin estructural de las operaciones de:

carga

transporte e instalacin de una estructura marina documentacin y caractersticas de las embarcaciones caractersticas de los equipos

diseos de elementos complementarios o auxiliares documentacin y procedimientos de inspeccin a la soldadura planes de seguridad y de contingencia

registros entregables al finalizar los trabajos

requerimientos tcnicos y de la planeacin bajo condiciones de seguridad.


Defensas de las piernas de la subestructura.

Atracaderos/embarcaderos y sus defensas.

Gua, el templete y el protector de conductores.

Escaleras.

Sistema de inundacin

Tanque de flotacin

Tapas superiores e inferiores de las piernas de la subestructura.

Mesa de estrobos.

Tapas de sellos de las camisas de bombas.

Soportes para camisas.

Soportes para instalacin de botes de salvamento

Apoyos de puestes.

Plataforma de acceso.

Trabes carril de polipasto.

Sistemas de pisos.

Barandales.

Soporte de quemadores.

DISEO DE ACCESORIOS ESTRUTURALES PARA PLATAFORMAS MARINAS (NFR-173-PEMEX-2009)

Indica, las caractersticas tcnicas mnimas que se debe cumplir en el diseo de los accesorios estructurales de las plataformas marinas descritas en el Captulo 2.2.4


NRF-O47-PEMEX-2007 de Proteccin contra corrosin de la Subestructura:

Pro

tecc

in

Cat

d

ica Zona sumergida

el anado de sacrificio es un metal con potencial de oxidacin mayor que la estructura metlica por proteger, de tal forma que al emitir corriente de proteccin, este se consume.

Zona de mareas (oleaje y salpicadura)

Zona atmosfrica Recubrimientos sobre la superficie limpia, a metal blanco. Durante la

construccin de la estructura es de color amarillo generalmente.


Las escaleras de rampa (constituidas de escalones) deben ser de rejilla electro forjada de acuerdo aNMX-H-074-1996 completndose con el ASTM-A153 y fijadas con tornillos cadminizados.Debe tener un espacio mnimo de 914 mm (36) y barandales fijos a cada lado.


HELIPUERTOS DE ACERO EN PLATAFORMAS MARINAS FIJAS (NRF-174-PEMEX-2007)

Establece los requerimientos tcnicos de diseo para la fabricacin, arrastre, carga,transporte, levantamiento, instalacin y condiciones de servicio del helipuerto deacero, involucra la cubierta, estructura de soporte, las escaleras de acceso y otroscomponentes estructurales del mismo.

Lo anterior debe considerar el diseo estructural por esfuerzo permisible, condicionesmeteorolgicas, cargas aplicables, anlisis requerido, sistemas estructurales,materiales.


ACERO ESTRUCTURAL PARA PLATAFORMAS MARINAS (NRF-175-PEMEX-2007)

Establece la referencia aplicable para la fabricacin y clasificacin de aceroestructural a ser utilizado en el diseo, fabricacin y montaje deplataformas marinas que operan en el Golfo de Mxico.


API RP 2A-LRFD-RP FOR PLANNING, DESIGN AND CONSTRUCTION OF FIXEDOFFSHORE PLATFORMS. LOAD RESISTANCE FACTOR DESIGN

API RP2A para la Planificacin, Diseo y Construccin de Plataformas MarinasFijas. Diseo de Factores de Carga y Resistencia.

Reglamento estructural de plataformas petrolferas.

Es la base del Criterio Transitorio para el diseo y evaluacin de plataformasMarinas, de PEMEX.

Las disposiciones LRFD se han desarrollado a partir de las disposiciones WSD. Estaprctica recomendada se basa en principios ingeniera de sonido, pruebasexhaustivas y la experiencia de aplicacin de campo.

Trata las cargas que actan sobre las plataformas y dedica particular atencin a lacimentacin de la plataforma, en el anlisis de las caractersticas del suelo y ladeterminacin de la capacidad de carga de este en combinacin de los pilotes, ascomo el diseo de estos, considerando aspectos de fabricacin, manejo einstalacin.


Dentro de su contenido describe:

Planeacin.

Criterio de diseo:

Solicitaciones estructurales

Compresin axial.

Fuerza cortante.

Momento resistente.

Longitudes efectivas.

Fuerzas hidrostticas.(elementos sumergidos)

Solicitaciones Ambientales

Cimentacin de la plataforma

Conexiones y juntas.

Fabricacin e Instalacin.

Inspecciones.


CIMENTACIN:


Su contenido contempla la utilizacin de otros reglamentos y normas con aplicacin en el diseo y fabricacin de estructuras metlicas, tales como el manual AISC, las normas ASTM y el cdigo ANSI/AWS D1.1.

API-SPEC-2BEspecificacin para fabricacin de tubos para estructuras

Especifica los procedimientos de soldadura aplicable, as como las pruebas de calidada que deben sujetarse los cordones de soldadura longitudinal y circunferenciarespectivamente, de acuerdo con el cdigo ANSI/IAWS D1.1.Marca las tolerancias aplicables en las dimensiones de los tubos fabricados a partir deplaca rolada, en lo relativo al dimetro, longitudinal, espesor, redondez, permetro yrectitud; as como en la preparacin de los extremos.


AISC

Manual para construccin de acero

Definicin detallada de las propiedades geomtricas y estructurales de las diversassecciones laminadas que existen en el mercado estadounidense, as como laidentificacin de cada una de ellas en base a las caractersticas estructurales quedieron origen a su manufactura.

Especificaciones de diseo, fabricacin y construccin considerando los diseosplstico y elstico (esfuerzos permisibles para el diseo de elementos sujetos atensin, comprensin, flexin y cortante, as como frmulas de interaccin para laaccin combinada de tales esfuerzos).

Especificaciones relacionadas con el diseo de conexiones soldadas y atornilladas,as como limitaciones en cuanto a dimensiones de agujeros, gramiles, tamaos defiletes de soldadura.

La utilizacin principal de este manual se lleva a cabo durante el diseo de lasuperestructura de la plataforma.


MANUAL DE CONSTRUCCION DE ACERO

Para diseo, fabricacin y montaje de estructuras de acero para edificios.

Tiene como base el Manual de Construccin en Acero del AISC (American Institute ofSteel Constrction).

Definiciones detalladas de las propiedades geomtricas y estructurales de perfilesexistentes en el mercado estadounidense, especificaciones para diseo elstico yplstico, espesores mnimos de los perfiles (relacin ancho/espesor), relaciones deesbeltez, tipo de conexiones, esfuerzos permisibles y fabricacin del acero.


El 100% de las uniones entre los elementos de la estructura son soldaduras.

Este cdigo contiene la descripcin de los conceptos involucrados en losprocesos de soldadura estructural, as como la simbologa de los diversostipos de soldaduras para su representacin en los planos del proyecto.

Establece los principales procedimientos para soldadura estructural e indicalas caractersticas de los aceros estructurales susceptibles de serconectados mediante soldaduras, a si como las caractersticas propias ydenominacin de los diversos electrodos.


Normas con especificaciones sobre mtodos de prueba, definiciones yclasificaciones relacionados con los aceros estructurales que se aplican en laconstruccin de plataformas marinas.

Con lo referente a la elaboracin de los aceros estructurales, limita su produccin alos procesos de oxigeno bsico y horno elctrico; y especifica de igual forma lostratamientos trmicos que debern aplicarse.


STRUCTURAL WELDING CODE STEEL ANSI/AWS D1.1

CDIGO ESTRUCTURAL DE SOLDADURA AWS D1.1

Estndar publicado por la American Welding Society con el objetivo deestablecer requerimientos mnimos aplicables al diseo, fabricacin,documentacin, inspeccin y reparacin de uniones soldadas existentes enestructuras de acero.

Es un documento de carcter mandatorio, su uso es de exigencia legal enEstados Unidos ya que constituye una norma nacional en este pas.

Es usado en los siguientes casos:

Con aceros de lmite de fluencia mnimo especificado mayor a 100ksi (1000psi), (690 Mpa).

Con espesores menores a 1/8 (3.2mm).

Para fabricar recipientes o tuberas a presin.

Con materiales base diferentes a ceros al carbono y aceros de baja aleacin.


Provisiones:

1. Requerimientos generales:

Alcances y limitaciones. otros documentos necesarios de uso relacionado con el cdigo.

2. Diseo de conexiones soldadas

Uniones entre elementos no tubulares

Uniones entre elementos tubulares

Uniones cargadas estticas

Uniones cargadas dinmicamente.

3. Precalificacin

Es posible validar un WPS sin la necesidad de recurrir a los ensayos destructivos y no destructivos.

Para que un WPS sea precalificado y por lo tanto vlido para ser usado en obra, es necesario que todas sus variables se encuentren dentro de las limitaciones establecidas por la seccin 3.


4. Calificacin

Requisitos para realizar la calificacin tanto de procedimientos de soldadura como desoldadores. En lo que respecta a la calificacin del WPS, el proceso cosiste bsicamenteen fabricar una probeta de dimensiones establecidas en esta seccin y soldarlautilizando las variables del WPS que va a ser calificado.

5. Fabricacin

Requerimientos del proceso de fabricacin o ejecucin de la construccin soldada.

6. Inspeccin

Requerimientos de calificacin del personal que har la inspeccin de las unionessoldadas as como cules son los requerimientos y mtodos para realizar ensayos nodestructivos:

a) Inspeccin visual

b) Lquidos penetrantes

c) Partculas magnticas

d) Radiografas

e) Ultrasonido


7. Stud Welding.

Requisitos para la soldadura de pernos (esprragos) a aceros estructurales.

8. Reforzamiento y Reparacin de Estructuras Existentes

Informacin pertinente para la modificacin por soldadura o reparacin deestructuras de acero existentes.

Para el desarrollo de cualquier unin soldada se debe contar con:

Un procedimiento de soldadura calificado

Un soldador calificado

Un procedimiento de soldadura o tambin conocido como WPS (WeldingProcedure Specification) es un documento que cosiste en una relacin o detallede las variables usadas para ejecutar determinada unin soldada


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