BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

DOSIFICADORAS

OBJETIVO

Establecer los requisitos de diseño, fabricación, materiales, inspección y pruebas para la adquisición de bombas de desplazamiento positivo dosificadoras.

ALCANCE

Esta norma de referencia establece los requisitos de diseño, fabricación, materiales, inspección y pruebas para las bombas de desplazamiento positivo dosificadoras, utilizadas en las instalaciones de PEMEX. Se incluyen, bombas tipo pistón y de diafragma. Se excluyen las bombas de diafragma que utilizan actuadores mecánicos directos.

CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma de referencia es de aplicación general y observancia obligatoria en las adquisiciones de bombas de desplazamiento positivo dosificadoras, usadas en PEMEX, por lo que la norma debe ser incluida en los procedimientos de contratación: licitación pública, invitación a cuando menos tres personas, o adjudicación directa, como parte de los requisitos que debe cumplir el proveedor, contratista o licitante.

ACTUALIZACIÓN

Las sugerencias para la revisión y actualización de la presente Norma de Referencia, se deben enviar al Secretario del Subcomité Técnico de Normalización de PEMEX-Exploración y Producción (PEP), quien debe programar y realizar la revisión de acuerdo a la procedencia de las mismas, y en su caso, inscribirla en el programa anual de normalización de PEMEX. Sin embargo, esta Norma de Referencia se debe revisar y actualizar, por lo menos cada cinco años, o antes si las sugerencias de cambio o recomendaciones lo ameritan.

Las propuestas y sugerencias, se deben enviar por escrito a:

PEMEX-Exploración y Producción.

Coordinación de Normalización.

Dirección. Bahía del Ballenas No. 5 Edificio “D” PB., entrada por Bahía del Espíritu Santo s/n.

Diseño básico

Se debe diseñar y construir el equipo (incluyendo sistemas auxiliares) para una vida mínima de servicio de 20 años y 3 años de operación ininterrumpida; con sus mantenimientos correspondientes de acuerdo al manual del fabricante.

El proveedor debe asumir la responsabilidad del equipo y sus sistemas auxiliares incluidos en el alcance del contrato.

El proveedor debe suministrar el equipo para las condiciones de operación indicadas en las hojas de datos del Anexo 1 de esta norma de referencia.

El nivel de ruido máximo de los equipos debe ser 80 dB (A) medidos a 1,5 m de distancia.

El equipo se debe diseñar para operar hasta las condiciones de disparo y hasta el ajuste de la válvula de alivio o de seguridad sin sufrir daño.

Se debe desarrollar el arreglo del equipo, incluyendo tubería y sistemas auxiliares conjuntamente Entre PEMEX y el proveedor. El arreglo debe proporcionar áreas libres y accesos seguros para la operación y el mantenimiento de los mismos.

Se deben diseñar los depósitos de aceite y compartimientos que encierran partes lubricadas en movimiento (como cojinetes, sellos de flecha, partes altamente pulidas, instrumentos y elementos de control) para minimizar la contaminación por humedad, polvo y otros materiales extraños durante periodos de operación y esperas.

Se debe diseñar el equipo para permitir un mantenimiento fácil y accesible, particularmente a los empaques y válvulas. Se deben diseñar y fabricar las partes mayores para asegurar un alineamiento correcto en el reensamble.

El diseño del equipo debe permitir acceso para el ajuste o reemplazo de los componentes del extremo líquido incluyendo empaques, sellos, válvulas de retención “check” y otras partes húmedas que requieran mantenimiento.

Las válvulas de retención “check” deben ser removibles desde el extremo líquido para su servicio o reemplazo. Si se requieren carretes desmontables en la tubería de PEMEX, el proveedor debe indicarlo en su propuesta.

PEMEX debe especificar si la instalación es en el interior o en el exterior (con o sin techo), así como el clima y las condiciones ambientales bajo las cuales el equipo debe operar (incluyendo temperaturas máximas y mínimas, humedad anormal y polvo o condiciones de corrosión).

Las partes de repuesto del equipo y los sistemas auxiliares suministrados deben cumplir con esta norma de referencia.

El flujo nominal de la bomba se debe ajustar por arriba de la relación de capacidad “turndown ratio” mientras la bomba se encuentre operando.

La capacidad nominal debe ser por lo menos 10 por ciento mayor a la capacidad máxima especificada.

La precisión de flujo estático de la bomba debe estar ± 1 por ciento sobre una relación de capacidad por lo menos 10:1; la precisión se debe garantizar a partir del 10 por ciento del flujo nominal.

El flujo repetitivo debe estar ± 3 por ciento del flujo nominal sobre la relación de capacidad especificada.

La desviación de la linealidad no debe exceder ± 3 por ciento del flujo nominal sobre la relación de capacidad especificada.

El proveedor debe indicar en su cotización la presión diferencial mínima requerida para asegurar la precisión del flujo especificado.

Cuando PEMEX lo especifique en la hoja de datos del Anexo 1 de esta norma de referencia, el extremo líquido se debe proveer de un enchaquetado para calentar o enfriar el flujo que es bombeado.

Materiales

a) Los materiales de construcción deben cumplir con los estándares del fabricante para las condiciones de operación especificadas, excepto cuando se requiera o se prohíba en las hojas de datos del Anexo 1. Ver en numeral 8.2.5 de esta norma de referencia para requerimientos de material para tubería auxiliar. El proveedor debe establecer en su propuesta la metalurgia de los componentes mayores.

b) Se debe identificar en la propuesta los materiales con las especificaciones y grados correspondientes de ASTM, AISI, ASME, SAE o equivalentes (ver Anexo 2 de esta norma de referencia). Cuando dicha designación no exista, la especificación del material del fabricante hay que incluir en la propuesta del proveedor, indicando las propiedades físicas, la composición química y los requisitos de prueba del material propuesto, PEMEX debe determinar si especifica pruebas e inspecciones adicionales, especialmente para servicios críticos.

c) El proveedor debe especificar las pruebas y los procedimientos opcionales de inspección ASTM o NACE o equivalentes, necesarios para asegurar que los materiales son satisfactorios para el servicio. Cada prueba e inspección se debe indicar en la propuesta. PEMEX debe considerar si especifica pruebas e inspecciones adicionales, especialmente para materiales empleados en componentes críticos.

d) Las partes externas que están sujetas a movimiento rotativo o de deslizamiento (tales como juntas para evitar las fugas y mecanismos de ajuste) deben ser de materiales resistentes a la corrosión para las condiciones del sitio.

e) Las partes menores que no son identificadas (tales como tuercas, resortes, rondanas, empaques y cuñas entre otros) deben ser resistentes a la corrosión, para las condiciones del sitio.

f) PEMEX debe indicar en la hoja de datos del Anexo 1 de esta norma de referencia cualquier agente corrosivo presente en el fluido de proceso o en el ambiente, incluyendo los componentes que puedan causar agrietamiento por corrosión en áreas sometidas a esfuerzo.

g) Si las partes expuestas a condiciones que propicien la corrosión intergranular que se van a: fabricar, colocar revestimiento duro, recubrir o reparar con soldadura; se deben hacer con aceros al bajo carbono o aceros inoxidables austeníticos de grados estabilizados.

Nota: Los recubrimientos con soldadura o superficies con revestimiento duro que contengan más de 0,1 por ciento de carbono, pueden sensibilizar a los aceros al carbono y grados estabilizados de acero inoxidable austenítico, a menos que se aplique una capa protectora que no sea sensible al ataque intergranular.

h) Donde se utilicen partes para unión tales como espárragos y tuercas de acero inoxidable austenítico ASTM A 320/A 320M Gr. B8M (UNS S31600) y ASTM A 194/A 194M Gr. 8M (UNS S31600) o equivalente respectivamente, u otros materiales con tendencia a pegarse, se deben lubricar con un compuesto que lo evite, de la misma especificación de temperatura de operación y compatible con el fluido de trabajo.

i) Materiales expuestos a ambientes amargos (H2S húmedo), deben cumplir con los requisitos de NACE MR0175/ISO 15156 TC1. Los materiales ferrosos que no cumplan con dicho estándar se deben limitar a aquellos con

esfuerzos de cedencia que no excedan 620 MPa (90 000 lb/pulg2) y una dureza de 22 HRC.

j) Cuando materiales diferentes con potenciales eléctricos perceptiblemente diferentes están en contacto con una solución electrolítica se pueden crear pares galvánicos que puede resultar en una seria corrosión del material menos noble. Si existen tales condiciones, PEMEX y el proveedor deben seleccionar los materiales de acuerdo con el Libro de referencia de ingenieros en corrosión (Corrosion engineer’s reference book) del NACE o equivalente.

k)Los materiales, factores de calidad de la fundición, y la sanidad de cualquier soldadura deben ser de acuerdo a los especificados en la Sección VIII División 1 del Código ASME o equivalente.

l) No se debe usar acero ASTM A 515/A 515M o equivalente. Sólo se aceptan aceros calmados y normalizados con grano fino.

m) El material de la tornillería para unir partes a presión en carcasas de acero fundido debe ser de acero aleado para alta temperatura (ASTM A 193/A 193M Gr. B7 o equivalente). Las tuercas deben ser de acuerdo con ASTM A 194/A 194M Gr. 2H o ASTM A 563M Gr. B o equivalentes, recubiertas por galvanizado en caliente de acuerdo a ASTM A 153/A 153M y cumplir con lo descrito en el párrafo 6.2 de ASME B1.1 o equivalentes. Para temperaturas inferiores a –30oC (-22 °F) el material de los espárragos debe cumplir con ASTM A 320/A 320M Gr. B8M (UNS S31600) y ASTM A 194/A 194M Gr. 8M (UNS S31600) o equivalentes.

Tubería

Deben cumplir lo siguiente:

a) El diseño de la tubería y la fabricación de las juntas, pruebas e inspección deben cumplir con la ISO 15649 y se debe complementar con ASME B31.3 o equivalente.

b) Las tuberías para los sistemas auxiliares se clasifican en los siguientes grupos de servicio:

b1) Grupo I

b1.1) Fluido de limpieza al prensaestopas.

b1.2) Drenajes y venteos.

b2) Grupo II

b2.1) Aire de Instrumentación y control.

b2.2) Drenajes y venteos.

b3) Grupo III

b3.1) Agua de enfriamiento.

b3.2) Drenajes y venteos.

b4) Grupo IV

b4.1) Aceite lubricante.

b4.2) Drenajes y venteos. Los sistemas auxiliares deben cumplir los requisitos del Anexo No. 5 de esta norma de referencia.

c) Los sistemas de tuberías deben incluir tubería, válvulas de seccionamiento, válvulas de control, válvulas de alivio, reductor de presión, placa de orificios, indicadores de temperatura y termopozos, indicadores de presión, indicadores de flujo visible, y todo lo relacionado a drenajes y venteos.

d) El proveedor debe suministrar el sistema de tuberías, incluyendo el montaje de los accesorios,

localizados dentro de los límites del área base de la unidad principal, en cualquier área para la consola de lubricación o en cualquier área base auxiliar. La tubería se debe terminar con conexiones bridadas en el borde de la base. PEMEX debe suministrar las interconexiones de la tubería entre el equipo y las instalaciones fuera de la base.

e) El diseño de los sistemas de tuberías debe cumplir lo siguiente:

e1) Soporte y protección para evitar daños por vibración o de transportación, operación y mantenimiento.

e2) Flexibilidad y accesibilidad normal para operación, mantenimiento y limpieza.

e3) El arreglo de instalación se debe ordenar y adaptar al contorno del equipo sin obstruir el acceso a ninguna conexión.

e4) La eliminación de bolsas de aire por el uso de venteos con válvulas o de arreglos de tubería que no permitan su acumulación.

e5) Permitir el drenaje en puntos bajos sin necesidad de desensamblar la tubería.

f)Se debe fabricar la tubería por medio de doblado y por soldadura para reducir el uso de bridas u otros accesorios.

Se aceptan las bridas soldadas únicamente en las conexiones del equipo en el borde de cualquier base, para facilitar el mantenimiento. Se permite utilizar bridas en otros puntos con la aprobación de PEMEX. Con excepción de conexiones T y de reducciones, se permiten los accesorios soldados para facilitar la disposición de la tubería dentro de las áreas congestionadas. Se debe reducir el uso de las conexiones roscadas. No se acepta el uso de bujes roscados.

g)Las roscas para tubería deben ser cónicas y cumplir con ASME B1.20.1 o equivalente. Las bridas deben cumplir con ISO 7005-1. Las bridas deslizables se deben someter a la aprobación de PEMEX. En las bridas de caja se debe dejar entre el extremo de la tubería y la caja una holgura de 1,6 mm (1/16 pulg).

h)No se deben usar conexiones, tuberías, válvulas y accesorios con los siguientes diámetros nominales: DN 32 (NPS 1¼), DN 65 (NPS 2½), DN 90 (NPS 3½ ), DN 125 (NPS 5 ), DN 180 (NPS 7 ) o DN 225 (NPS 9 ).

i) Donde el espacio no permita el uso de tubería de DN 15 (NPS ½), DN 20 (NPS ¾) o DN 25 (NPS 1), se puede suministrar tubería “tubing” sin costura de acuerdo al Anexo No. 5 de esta norma de referencia.

j) A menos que PEMEX especifique otra cosa en la licitación, el diámetro mínimo de cualquier conexión debe ser DN 15 (NPS ½).

k) Los sistemas de tuberías suministrados por el proveedor se deben fabricar, instalar y soportar. Los barrenos para la unión de las bridas deben ocupar líneas paralelas a la línea de centro horizontal o vertical del equipo.

l)Se debe realizar la soldadura por soldadores y procedimientos calificados y deben cumplir con la NRF-020-PEMEX-2005 y se debe complementar con la Sección IX del Código ASME o equivalente.

m) Los tapones para la tubería deben cumplir con el numeral 8.1.3.5 de esta norma de referencia.

Tubería de instrumentos

Deben cumplir lo siguiente:

a) El proveedor debe suministrar la tubería, válvulas y accesorios necesarios para los instrumentos y tableros de instrumentos y deben cumplir con el numeral 8.2.4.3, inciso b) de esta norma de referencia.

b) Las conexiones en equipos y tuberías para los instrumentos de presión y puntos de prueba deben cumplir con el numeral 8.2.5.1, inciso d) de esta norma de referencia. Se puede utilizar tubería de DN 15 (NPS ½), válvulas y accesorios después de la primera válvula de aislamiento de DN 20 (NPS ¾). Se puede utilizar una conexión común para los instrumentos montados remotamente que midan la misma presión. El proveedor debe suministrar una válvula aisladora secundaria de DN 15 (NPS ½) para cada instrumento en una conexión común. Si se va a utilizar un indicador de presión para probar interruptores de alarmas y paros por presión las conexiones deben ser comunes.

Tubería de proceso

Deben cumplir lo siguiente:

a) Cuando PEMEX lo especifique en la hoja de datos del Anexo 1 de esta norma de referencia, el proveedor debe suministrar la cantidad de tubería de proceso requerida.

b) La tubería de proceso suministrada por el proveedor deben cumplir con el numeral 8.2.5.1 de esta norma de referencia.

c) El proveedor debe revisar la tubería, los accesorios (dispositivos para la supresión de la pulsación, separadores y juntas de expansión) y recipientes aguas arriba y aguas abajo del equipo y soportes. PEMEX y el proveedor deben convenir mutuamente el alcance de esta revisión.

o Pruebas

o Debe cumplir lo siguiente:

a) El equipo se debe probar y cumplir los numerales con 8.3.5.2 y 8.3.5.3 de esta norma de referencia.

b) Por lo menos 6 semanas antes de la primera prueba programada, o en una fecha mutuamente acordada, el proveedor debe entregar a PEMEX, para la revisión y comentarios, los procedimientos detallados para las

pruebas de operación, incluyendo los criterios de aceptación para los parámetros monitoreados.

c) El proveedor debe notificar a PEMEX con 5 días hábiles de anticipación la fecha en que el equipo debe estar listo para la prueba. Si la prueba es reprogramada, el proveedor debe notificar a PEMEX con 5 días hábiles antes de la nueva fecha de la prueba.

Prueba hidrostática

Debe cumplir lo siguiente:

a) Se deben probar hidrostáticamente las partes sometidas a presión (incluyendo auxiliares) a una presión mínima de 1,5 veces la presión máxima permisible de trabajo, pero a no menos de 150 kPa (20 lb/pulg2). El líquido de prueba debe estar al menos a una temperatura de 17 °C (62 °F) por arriba de la temperatura mínima de diseño del metal que se esta probando.

b) Si la parte a probar opera a una temperatura a la cual la resistencia de un material es menor que la resistencia del material a la temperatura ambiente, entonces la presión de prueba hidrostática se debe multiplicar por un factor obtenido de dividir el esfuerzo a la temperatura ambiente entre el esfuerzo a la temperatura de operación. Los valores del esfuerzo empleados para tuberías deben cumplir con los indicados en el Código ASME B31.3 o equivalente, o para recipientes a presión la Sección II parte D del Código ASME o equivalente. La presión así obtenida debe ser la presión mínima a la cual se debe realizar la prueba hidrostática. La hoja de datos debe listar el valor real de las presiones de la prueba hidrostática.

c) Donde sea aplicable, las pruebas deben cumplir con la Sección VIII división 1 del Código ASME o equivalente. En caso de que exista discrepancia entre las presiones de prueba indicadas en el Código y las presiones de prueba indicadas en esta norma de referencia, debe aplicar la presión más alta.

d) El contenido de cloruros en los líquidos utilizados no debe de exceder 50 partes por millón para materiales de acero inoxidable austenítico. Para evitar la acumulación de cloruros como resultado de un secado por

evaporación, al finalizar la prueba se debe eliminar de las partes probadas con agua limpia y libre de cloruros.

o e) Las pruebas se deben mantener el tiempo necesario para permitir

una completa inspección de las partes sujetas a presión. Se considera satisfactoria la prueba hidrostática cuando no se observen fugas ni filtraciones a través de los componentes sometidos a presión por un tiempo mínimo de 30 minutos. Las fundiciones grandes y pesadas pueden requerir un período mayor de observación, el cual se debe acordar entre PEMEX y el proveedor. Son aceptables pequeñas fugas a través de los cierres internos requeridos para pruebas de carcasas segmentadas, así como la operación de la bomba de prueba para mantener la presión.

Prueba de funcionamiento

Debe cumplir lo siguiente:

a) A menos que PEMEX especifique otra cosa, el líquido de prueba debe ser agua y la succión debe ser inundada. La prueba de comportamiento se debe realizar cumpliendo con el Hydraulic Institute Standards (Estándares del Instituto de Hidráulica) o equivalente.

b) Las bombas deben cumplir con el flujo y presión nominal y deben mostrar una precisión de estado estable con flujo nominal y presión de descarga entre dos pruebas de capacidad consecutivas. La variación de presión no debe exceder ± 1 por ciento del valor de la capacidad nominal. Los períodos de prueba individuales no deben exceder de 5 minutos.

c) Las bombas con control automático se deben operar utilizando sus controles.

d) Cuando PEMEX especifique las pruebas de repetición y de linealidad del flujo, se deben realizar utilizando el 100, 75, 50, 25, y 10 por ciento de la capacidad nominal en orden descendente y ascendente. Las variaciones de flujo no deben exceder ± 3 por ciento del valor a la capacidad nominal.

e) Si es necesario el reemplazo o la modificación de partes para mejorar la operación mecánica o corregir las deficiencias de funcionamiento, no se debe aceptar la prueba inicial, y las pruebas finales se deben realizar después de que se hayan hecho los reemplazos o correcciones.

Dibujos

Debe cumplir lo siguiente:

a) El proveedor debe entregar los dibujos listados en el formato “Requisitos de datos y dibujos por el proveedor” Anexo 4 de esta norma de referencia, los cuales deben incluir los siguientes datos:

a1) Arreglo general o diagrama esquemático para cada patín o sistema, mostrando las dimensiones totales, dimensiones del espacio libre para el mantenimiento, pesos totales, peso de montaje y pesos máximos del mantenimiento (indicándose por piezas). Dirección de la rotación; tamaño y localización en tres ejes de las conexiones más importantes al límite del patín.

a2) Cortes transversales mostrando a detalle el equipo propuesto.

a3) Esquemas de los sistema auxiliares, incluyendo sistemas de lubricación, control, eléctrico y listas de materiales.

a4) Bosquejos indicando métodos de izaje de la máquina ensamblada y sus componentes más grandes.

b) Los dibujos típicos, esquemas y lista de materiales, se deben marcar para mostrar su peso correcto, datos de su dimensión y para reflejar el equipo real y su alcance propuesto.