Separador inteligente: significado del código del separador modificado

Es posible que sea necesario modificar el separador por muchas razones: eliminación de cuellos de botella, condiciones cambiantes del proceso debido a campos maduros, aumento de la producción, conexión de nuevos pozos submarinos, rendimiento deficiente del separador original, etc. El diseñador del separador generalmente se centra inicialmente en el proceso. aspecto de modificación. Básicamente, se trata de iniciar la dinámica de fluidos computacional (CFD), determinar qué componentes internos deben cambiarse y resolver gradualmente el problema de cómo encajan todos estos nuevos componentes en el contenedor existente. Sin embargo, para los recipientes diseñados de acuerdo con el Código ASME de calderas y recipientes a presión (BPVC) y registrados en el Comité Nacional de Inspección de Calderas y Recipientes a Presión, aún queda mucho trabajo por hacer.
Lo que a menudo se deja para más tarde son comentarios sobre el impacto de su modificación en el registro de buques. El diseño original, fabricación e inspección de recipientes a presión están sujetos a la Sección VIII de ASME BPVC, mientras que la modificación del recipiente está sujeta al mantenimiento y modificación del Código de Inspección del Comité Nacional (NBIC) NB-23.
En muchos casos se pueden utilizar soportes y boquillas existentes para reequipar los interiores de separación. En otros casos, se requiere algo de soldadura en la carcasa del contenedor o en la nueva boquilla.
Este artículo se centra en algunos de los problemas de código y registro que encuentran los ingenieros de Savvy Separator al modificar barcos con piezas internas, en lugar de como una práctica de ingeniería. Siempre deben participar en el trabajo ingenieros calificados y experimentados.
La discusión se limita a los cambios realizados en el recipiente separador que tienen como objetivo mejorar o restaurar el rendimiento del proceso del separador. Esto puede significar reconfigurar la estructura interna, reemplazar la entrada o el equipo de desempañamiento, agregar deflectores para cambiar el patrón de flujo interno o incluso agregar y/o quitar boquillas y tipos de cambios similares. NBIC utiliza un lenguaje específico, por lo que la terminología puede resultar un poco confusa. En resumen, NB-23 se denomina “mantenimiento”, que se refiere a cambios que restablecen el barco a un estado operativo seguro y satisfactorio sin desviarse del diseño mecánico original. NB-23 establece que los "cambios" son cambios en cualquier contenido enumerado en el informe de datos original del barco.
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Dado que la modificación del separador es un cambio en la tecnología del separador, su objetivo es restaurar el separador a un estado operativo satisfactorio, por lo que incluso si no hay daños en el contenedor, a menudo se consideran trabajos de reparación en opinión de NBIC. Estando reformado. Sólo cuando el diseño mecánico de la embarcación se ve afectado, los cambios realizados durante la renovación se consideran cambios.
Los ejemplos de reparación se detallan en NB-23 Parte 3 Sección 3. 3.3.3. Algunos de estos ejemplos pueden considerarse como parte de la transformación del divisor (como se enumera en el código):
Se detallan ejemplos de cambios en la Sección 3 de la Parte 3 de NB-23. 3.4.3. Aunque es poco probable que estas situaciones ocurran en las modernizaciones de separadores, algunos ejemplos que pueden aplicarse son:
El personal responsable de garantizar que se cumplan los requisitos de NB-23 Parte 3 son los inspectores de NBIC. Este es un individuo que tiene un miembro actual del Comité Nacional que es válido y tiene un respaldo "AR". El endoso “AR” permite la inspección de edificios nuevos de acuerdo con ASME BPVC y la inspección de reparaciones y cambios de acuerdo con NBIC Parte 3. Este es un endoso adicional que permite la inspección de reparaciones y cambios. La diferencia entre recipientes a presión distingue al inspector que necesita modificar el separador del inspector que solo inspecciona la nueva estructura. A lo largo del artículo, el término "inspector" se refiere a un inspector encargado por NBIC con la aprobación de AR.
Cuando se trata de modernizaciones de separadores, los cambios que normalmente se realizan en los separadores se dividen en cuatro categorías básicas.
La categoría 1 es un cambio menor que excede los requisitos de NBIC. Esto significa que dichos cambios no afectarán el registro de los barcos y no están sujetos a los requisitos de NB-23. Estos cambios no son para soldar ninguna pieza que mantenga presión. Esto incluye componentes internos soldados o atornillados a argollas/anillos de soporte internos existentes, componentes internos instalados usando correas de expansión y modificaciones similares que no requieren soldadura a ningún componente que mantenga presión. Se debe tener en cuenta lo siguiente al soldar: A veces, otras normas aplicables y muchas especificaciones del propietario también limitan la distancia entre la soldadura y la pieza que mantiene la presión. Esto se hace para mantener la parte que mantiene la presión fuera de la zona de la soldadura afectada por el calor. Cuando se trata de cambios de Tipo 1, todavía se recomienda crear un plan de transformación, crear un plan de inspección y prueba (ITP), realizar verificaciones previas y posteriores y registrar los detalles de la transformación. Para este tipo de cambios, no se requiere un inspector y el barco no necesita completar un sello R o un formulario R-1.
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático simple de los accesorios adecuados para esta categoría, y la Figura 2 muestra una fotografía de un separador que utiliza soportes existentes que se recortan y se usan para fijar diferentes partes internas. La Figura 3 muestra que los soportes existentes se pueden utilizar para múltiples propósitos, no solo dentro del separador.
La categoría 2 es un cambio menor que pertenece a los requisitos de NBIC. Los cambios menores significan que estos cambios pueden considerarse como "mantenimiento de rutina" de acuerdo con NB-23 Parte 3, Sección 3. 3.3.2. Esto incluye cambios en la soldadura de componentes que mantienen la presión, pero debe cumplir con los requisitos aplicables de NB-23.
La parte más comúnmente utilizada en la sección 3.3.2 para la modificación del separador es la sección e-2: "Agregar o reparar accesorios que no soportan carga a las piezas que mantienen presión y que no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura". La principal ventaja de este tipo de cambio es que elimina la necesidad de estampado y/o pruebas adicionales del contenedor [NB-23, Parte 3, Sección 2. [5.7.2b], según lo determine el inspector y el inspector competente. . Aunque NBIC todavía considera reparación, se pueden prescindir del estampado y otras pruebas, lo que simplifica enormemente el proceso de transformación. Se requieren informes de datos R-1 y cualquier inspección no destructiva (NDE) requerida por las especificaciones de diseño o los inspectores. También es una buena costumbre crear un plan de renovación, crear un ITP y registrar los detalles de la renovación.
La figura 4 muestra una fotografía del equipo ciclónico de entrada del taller, que ha sido parcialmente instalado en el contenedor. El ciclón de entrada está atornillado a la brida de la placa interior, que está conectada al manguito y soldada a la boquilla de entrada del recipiente. En este caso, es necesario utilizar protuberancias internas para cumplir con los requisitos del refuerzo de la boquilla, pero el tamaño y el método de soldadura permiten al inspector abandonar la prueba rehidráulica del contenedor. O, si se requieren otros métodos de soldadura, el inspector no puede renunciar a las pruebas rehidráulicas. En el caso de boquillas con protuberancias internas, cualquier exceso de protuberancias (es decir, protuberancias más grandes que las requeridas para el refuerzo de la boquilla) se pueden considerar como piezas de sujeción sin presión. Sin embargo, se debe consultar al inspector antes de soldar sobre protuberancias internas excesivas de la boquilla. Higos. 5 y 6 son fotografías de pequeños soportes similares instalados. Estos soportes pueden evitar las pruebas de tensión y el tratamiento térmico de soldadura (PWHT).
La tercera categoría es la revisión de precios. Estos son cambios no físicos en las condiciones de diseño del recipiente, como la presión de diseño, la temperatura de diseño, incluida la temperatura mínima del metal de diseño, el margen de corrosión o la carga externa. La reevaluación se puede realizar junto con otros cambios, pero NBIC la tratará como un cambio y no tiene nada que ver con otros cambios en el barco. La modificación de precios requiere nuevos cálculos de códigos, nuevas placas de identificación e informes de datos R-2. Además, dependiendo de las nuevas condiciones de diseño, puede ser necesario volver a probar hidrostáticamente el contenedor.
La Categoría 4 es el principal cambio físico, o básicamente cualquier cambio que no entre en la Categoría 1 o 2. Estos cambios incluyen la adición de boquillas grandes, secciones transversales de carcasa, accesorios de soporte de carga o cualquier cambio que requiera soldadura extensa. Pueden ser reparaciones o cambios, según el tipo de cambio. No son elegibles para renunciar a perforaciones o pruebas adicionales. Se requieren informes de datos R-1 o R-2, así como planos de remodelación, ITP, placas de identificación marcadas con R, y también pueden requerir nuevos cálculos de códigos y NDE requeridos por el código de diseño y el verificador.
La Tabla 1 muestra los requisitos para cada categoría de modificación enumerada anteriormente. Cuando corresponda, consulte la sección NB-23 de NBIC.
Abreviatura: Insp-inspector; Titular del certificado CH; inspector judicial de la JA; placa de identificación NP; Propietario/usuario de la unidad organizativa
Para utilizar la última versión de las especificaciones de diseño, cumpla con las disposiciones de NB-23 Parte 3 Sección 2. 3.4.2 Debe cumplirse. Éstas incluyen:
La ubicación de la transformación es otro factor que debe determinarse. Aunque es extremadamente raro, en algunos casos es necesario descargar el barco y devolverlo al almacén para su renovación. El taller proporciona una ubicación más conveniente para realizar los cambios necesarios en el contenedor cuando sea necesario, realizar todas las ECM necesarias, rellenar el contenedor y/o re-PWHT. La capacidad de manejar y maniobrar fácilmente la embarcación elimina fundamentalmente la mayoría de los desafíos que enfrenta la modificación del sitio. Si puede enviar el separador a la tienda para su renovación, se sentirá afortunado. Quizás también quieras detenerte y recoger un billete de lotería en el camino a casa después del trabajo, ¡porque este es tu día de suerte!
Cuando se ve obligado a realizar cambios en el sitio, las cosas se vuelven más desafiantes. Una práctica que es fácil de realizar en una tienda es casi imposible en obra. Preste especial atención a la seguridad al realizar trabajos en el sitio para garantizar que se cumplan todos los requisitos de seguridad. Además, las pruebas de estrés y las PWHT pueden suponer un gran desafío en este ámbito. El artículo 5.2 de ASME PCC-2 describe cambios que normalmente no requieren pruebas de estrés; también describe el uso de ciertos métodos de ECM en lugar de pruebas de estrés. De manera similar, NB-23, Parte 3, Sección 16. 4.4.1 Se discutieron las pruebas de presión y otros métodos de NDE para recipientes a presión.
Aunque NB-23 permite a los inspectores renunciar a las pruebas de presión en componentes nuevos o mejorados que mantienen la presión, creo que a la mayoría de los inspectores les gustaría realizar pruebas de presión en los componentes afectados cuando sea posible. Esto puede resultar difícil en el campo.
Sin embargo, un hecho importante que no se puede ignorar es que los componentes deben probarse hidrostáticamente, lo que no significa que sea necesario volver a probar todo el contenedor. Por ejemplo, si se añade una nueva boquilla al recipiente, sólo es necesario probar la boquilla y la costura de soldadura de la boquilla a la carcasa. Puede haber una manera fácil de lograr esto. Si las especificaciones de diseño lo permiten, la boquilla (especialmente el acoplamiento) se puede instalar como boquilla tipo “instalación”. La boquilla en el elemento fijo o saliente es en realidad una boquilla fijada en el exterior de la carcasa y soldada en su lugar. En esta aplicación, es posible instalarlo y probarlo antes de cortar el orificio en la carcasa. En algunos casos, es posible que sea necesario realizar pruebas adicionales de la carcasa antes de poder utilizar la boquilla de instalación. Para boquillas más grandes, es posible cubrir la boquilla con un cabezal temporal, lo que permite probar la soldadura de la boquilla al alojamiento sin probar todo el recipiente (Figura 7). Por supuesto, si se requiere, ambos métodos deben ser aprobados por el inspector e inspector judicial. Después de probar la boquilla, corte el orificio o retire el cabezal temporal, limpie el área y realice todas las ECM necesarias para asegurarse de que la carcasa no se vea afectada.
De manera similar, cuando se vea obligado a soldar un contenedor que ha sido PWHT, enfrentará otros desafíos. El PWHT del contenedor puede resultar muy complicado in situ. A menudo es beneficioso encontrar un reemplazo para el PWHT completo cuando sea necesario en la modificación de campo. NB-23, Parte 3, Parte. 2.5.3 y el artículo 2.9 de ASME PCC-2 proponen métodos alternativos para el tratamiento térmico posterior a la soldadura de recipientes modificados. Estos métodos incluyen métodos de soldadura específicos que pueden soldar el contenedor sin afectar negativamente el ciclo PWHT original. Además, cuando un método de soldadura especial no es aceptable, se puede realizar PWHT parcial. Cuando sea necesario, todo ello dependerá de la aprobación del inspector y del inspector judicial.
Las pruebas hidráulicas y el tratamiento térmico generalmente no son factibles en este campo y, en algunos casos, pueden dañar el contenedor, las tuberías o soportes relacionados y las estructuras circundantes. En estas aplicaciones, se debe permitir al inspector supervisar la transformación lo antes posible en la fase de planificación.
Otra área que puede aparecer durante la reforma del separador es la modificación de las tuberías de entrada o salida del separador. A veces es necesario cambiar las tuberías para garantizar que se cumplan los objetivos de rendimiento del separador. Los cambios en el oleoducto superan los requisitos de NBIC. Sin embargo, estos cambios deberían cumplir al menos con los requisitos de la versión del código de construcción creada por los componentes originales. [Consulte NB-23, Parte 3, Sección. 1.2.6].
Aunque no está dentro del alcance de este artículo, cabe señalar que aunque NB-23 no es aplicable además de lo anterior, también pueden ser aplicables otros códigos, como API 570 u otros códigos similares. Los ingenieros también deben considerar cuidadosamente los cambios en las tuberías y los accesorios del recipiente, ya que estos cambios externos pueden afectar las cargas de las boquillas del recipiente. Se debe evaluar el impacto de los cambios en la carga de la boquilla en el diseño mecánico del contenedor.
Inspector involucra casi todos los tipos de modificaciones de separadores. Desempeñan un papel importante a la hora de determinar lo que se puede y lo que no se puede hacer. Esto es especialmente cierto cuando se define qué se puede usar como reparación regular, se puede evitar el estampado y la inspección, cuándo se puede usar NDE en lugar de volver a regar y cuándo se pueden usar métodos de soldadura alternativos en lugar de volver a regar. PWHT, etc. Por lo tanto, es esencial involucrar a los inspectores en las primeras etapas de la mayoría de las renovaciones.
En algunos casos, es necesario reformar los inspectores judiciales. En Texas, no existen otras reglas jurisdiccionales que se apliquen al instalar separadores, pero este no es el caso en todas partes. Además de los códigos de diseño aplicables y los requisitos NBIC, ciertos estados de los Estados Unidos y las provincias canadienses tienen otros requisitos. Esto también es cierto en algunos lugares internacionales. En esos casos será necesaria la intervención de inspectores judiciales.
Para las instalaciones marinas, la situación puede resultar un poco confusa. Si el separador está ubicado dentro de aguas estatales (generalmente se extiende a 3 millas náuticas desde el nivel bajo del agua de la costa, pero en Texas y el oeste de Florida, la distancia es de 3 uniones marítimas o 8,7 millas náuticas), entonces el estado tiene jurisdicción. Sin embargo, en uno de la mayoría de los estados de Estados Unidos (California es una excepción), el estado está sujeto a inspección y aplicación de la ley por parte de agencias reguladoras federales. En las aguas territoriales de los Estados Unidos (a 12 millas náuticas de la marca de bajamar), la responsabilidad de la inspección y el cumplimiento recae en las autoridades federales de los Estados Unidos. Fuera de los límites regionales, pero dentro de la Zona Económica Exclusiva (ZEE) (que se extiende desde los límites regionales hasta 200 millas náuticas más allá de la línea de bajamar), la responsabilidad recae en el país/región que permite el uso de la instalación. La autoridad federal que supervisa los recipientes a presión en plataformas marinas parece ser la Agencia de Estados Unidos para la Seguridad y el Control del Medio Ambiente, y la Guardia Costera de Estados Unidos puede tener jurisdicción en algunos casos.
Una idea común al tratar con el poder judicial es que los titulares de certificados y los inspectores puedan asesorar sobre las medidas a tomar y el personal involucrado en todos los proyectos de renovación de separadores.
Algunos propietarios/usuarios también hicieron otras solicitudes. Aunque para muchas aplicaciones, estas están cubiertas por las regulaciones de la empresa, existen otros requisitos que deben cumplirse cuando el gobierno de los EE. UU. es el propietario, como 10 CFR 851, Programa de salud y seguridad del trabajador, Parte 851, Apéndice A de la Sección 4. . Asimismo, en su caso, los titulares de certificados podrán estar familiarizados con estos requisitos.
La seguridad es la principal preocupación de todas las actividades, especialmente la modificación de separadores. El separador en uso se puede llenar con residuos del proceso. En este caso, no sólo es necesario cumplir con las normas de seguridad del sitio, incluidos todos los equipos de protección personal y normas de trabajo adecuados, sino también limpiar a fondo el barco antes de realizar cualquier actividad de modificación. Otra cosa a considerar es eliminar de forma segura y correcta los desechos y desechos separados de la máquina reacondicionada.
La Figura 8 es un ejemplo de un separador típico al comienzo de un proyecto de modernización. Si es necesario soldar, no solo se deben limpiar las particiones para proporcionar un ambiente seguro para los trabajadores, sino que también se debe limpiar la superficie para soldar.
Además, al estimar el tiempo del proyecto de renovación, se pueden ignorar algunas actividades secundarias. No olvide limpiar las particiones antes de trabajar; erigir andamios dentro del buque; tiempo de secado/curado de la pintura interna; quitar el andamio; Limpiar los tabiques una vez finalizado el trabajo. Al crear el cronograma de un proyecto, estas actividades y otras similares a menudo se ignoran, lo que genera retrasos inesperados y costosos. En resumen, la forma más fácil de implementar un plan de modernización con pocos o ningún problema es planificar bien, invitar a participar a los titulares de certificados y a los inspectores en las primeras etapas del proceso, y desarrollar conjuntamente un plan para lograr el objetivo del proceso que tenga el menor impacto en el buque. registro.
Transformación. Los cambios en los elementos descritos en el informe de datos del fabricante original afectarán la tolerancia al estrés del elemento de retención de estrés. (Consulte NB-23 Parte 3, Sección 3.4.3, ejemplo de cambio) Los cambios no físicos, como el aumento de la presión de trabajo máxima permitida (interna o externa), el aumento de la temperatura de diseño o la disminución de la presión, los elementos de retención de temperatura mínima deben ser considerado para el cambio.
b) Una entidad reconocida por un organismo de inspección autorizado para realizar actividades de inspección en servicio aprobadas por la reunión del Comité Nacional NB-369; NB-371, una certificación de organización de inspección propietario-usuario (OUIO); o NB-390, entidad que realiza actividades de inspección en servicio. Calificaciones y responsabilidades de la Agencia Federal de Inspección (FIA).
Titular del certificado. Una organización con un certificado de autorización “R” válido emitido por el Comité Nacional.
campo. Ubicación temporal bajo el control del titular del certificado, utilizada para reparar y/o cambiar elementos que mantienen la presión, y su dirección es diferente a la dirección que figura en el certificado de autorización del titular del certificado.
una examinacion. El proceso de revisión para garantizar que los requisitos de diseño de ingeniería, materiales, ensamblaje, inspección y pruebas se cumplan y se ajusten a las especificaciones.
jurisdicción. Una entidad gubernamental que tiene el poder de interpretar y hacer cumplir leyes, reglamentos o regulaciones relacionadas con calderas, recipientes a presión u otros artículos para mantener la presión. Incluye jurisdicciones de miembros de comités nacionales definidas como “jurisdicciones”.
Judicial. Miembro del Comité Nacional según lo define la Constitución del Comité Nacional.
Inspector judicial. Inspectores certificados por el poder judicial para verificar el cumplimiento de los requisitos de todas las jurisdicciones.
Placa de nombre. Placa de identificación instalada en el contenedor. Esto puede incluir placas de identificación de diseño original, reparaciones, placas de identificación “R” recalificadas o modificadas.
NBIC. Normas de inspección del Comité Nacional emitidas por el Comité Nacional de Inspectores de Calderas y Recipientes a Presión.
Propietario/usuario. Las letras minúsculas se refieren a cualquier individuo, empresa o persona jurídica que sea legalmente responsable del funcionamiento seguro de cualquier artículo que mantenga presión.
reparar. El trabajo requerido para restaurar el artículo que mantiene la presión a una condición de trabajo segura y satisfactoria.
comercio. Ubicación permanente, es decir, la dirección que figura en el certificado de autorización, desde la cual el titular del certificado puede controlar la reparación y/o modificación de los artículos mantenedores de presión.
El autor desea agradecer a Russ Scinta, ingeniero mecánico jefe de Schultz Process Services, y a Keith Gilmore, inspector autorizado de TÜVRheinland, por su valiosa ayuda en este artículo.
Gracias a los funcionarios y directores actuales y anteriores de la Sección de Tecnología de Separación por sus contribuciones. La lista de miembros actuales se puede encontrar aquí.
Jay Stell es vicepresidente de ingeniería de Schultz Process Services, Inc. (SPS). Tiene una licenciatura y una maestría en ingeniería mecánica de la Universidad de Texas en Arlington y un doctorado en ingeniería mecánica de la Universidad Purdue. Stell ha estado en la industria de la separación desde principios de la década de 1990; en Burgess-Manning, Peerless Mfg. Co. y SPS tienen más de 25 años de experiencia. La mayor parte de su carrera la ha dedicado al desarrollo de productos, diseño de separadores, pruebas de laboratorio y de campo y resolución de problemas. Puede contactarlo en jay@spshouston.com.
“Petroleum Technology Magazine” es la revista insignia de la Sociedad de Ingenieros del Petróleo. Presenta resúmenes y temas autorizados relacionados con el progreso tecnológico en exploración y producción, cuestiones de la industria del petróleo y el gas, y noticias de la SPE y sus miembros.

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