Informe Diseño SPC Ducto de 4pulg y 185m de PEMEX

MAKRODIM S.A. DE C.V.

INFORME DISEÑO SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA POR ANODOS DE SACRIFICIO PARA EL DUCTO DE 4” Y 185M DE PEMEX

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Miércoles 6 de Mayo 2012

INFORME DISEÑO DE SPC

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TABLA DE CONTENIDO

1.0 INTRODUCCIÓN....................................................................................................................................... 3

2.0 DISEÑO DEL SPC.................................................................................................................................... 3

3.0 ANEXO. ESTACIÓN DE PRUEBA...........................................................................................................6


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1.0 INTRODUCCIÓN

El presente documento tiene como fin presentar un recuento del diseño del sistema de protección catódica para el ducto de 4”y 185 m de longitud de PEMEX

NORMAS DE REFERENCIA

NRF-047-PEMEX-2007 DISEÑO, INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA.

2.0 DISEÑO DEL SPC

Consideraciones de Diseño

El potencial polarizado. Norma NACE RP-01-69 establece que para una estructura de acero en un ambiente neutral, la polarización a -0,85 V frente a Cu-saturadas CuSO 4 , es necesaria para proteger la estructura. La densidad de corriente necesaria para alcanzar este potencial se utiliza en el diseño del sistema.

El área a ser protegida debe ser calculada.

El consumo del ánodo. El peso total requerido de los ánodos se determina a partir de las tasas de consumo conocido por la demanda calculada en curso. El consumo es necesario para la oferta actual de protección.

Las condiciones del ducto son las siguientes:

o Resistividad del terreno: 21.36 Ohm/metroso Longitud del ducto: 185m.


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o Diámetro externo del ducto: 4” (0.1016m)o Tipo de recubrimiento: Ceras aplicadas en cinta o en liquido,

derivadas del petróleo.

Se asume que el tramo de 185m tiene juntas de aislamiento en el punto de conexión con el gasoducto de PEMEX y la entrada a la planta de procesamiento

Se tiene un área de protección de 59.049m2 y para este tipo de terreno y valores de resistividad se define una densidad de corriente de 0.025A/m2.

De acuerdo a los cálculos y teniendo en cuenta el valor de la corriente requerida para proteger la tubería se decide instalar un sistema de protección catódica por ánodo de sacrificio para una duración de 20 años.

Para estos cálculos se diseño con las características del ánodo tipo 40D3 suministrado por la empresa Protección Catódica de México, que tiene un peso de 40 kg y un consumo de 8.64Kg por año.

El numero de ánodos a instalar es de 7, distribuidos según la siguiente figura:

Figura 1: Disposición de los ánodos a lo largo de la tubería

A continuación se da el listado de Materiales estimado para la instalación eléctrica.

7 ánodos de Magnesio Tipo 40D3 de 40 Kg 5 bultos de relleno Backfill para ánodos galvánicos Soldadura Tipo Cadweld Exotermica #16, moldes 10 Handycap 4X4 con imprimante Roybon 20 metros de cable #12 AWG, THHN, Color Blanco 20 metros de cable #12 AWG, THHN, Color Negro 20 metros de cable #12 AWG, THHN, Color Azul 7 Postes de prueba y señalización tipo RA Herramientas Varias


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PROCEDIMIENTO DE CALCULO PARA PROTECCION CATODICA

FormulasCalculo de area a protegerA=π*D*L Formula del area lateral de un clindro

Paso 1 A=Area del D-Diametro ExteriorL- Largo delducto Exterior Ducto

A[m^2] D[m] L[m]59,049 0,102 185

Paso 2 Calculo de la demanda de corriente para proteccionIc = A* fc* ic Formula de densidad de corriente pero corregida por un factor fIc-Intensidad A-Area a ic-Densidad fc-factor de f-factor en funcion del recubrimientode corriente proteger de corriente daño ic- en funcion del tipo de suelo (resistividad)

Ic[A] A[m^2] ic[A/m^2] fc[ ]0,148 59,049 0,025 0,1

Paso 2 (Alternativo) Calculo de la demanda de corriente para proteccionvalor mas conservador Ic = A* ic Formula de densidad de corriente con ambas correcciones y directo de tablas

Ic-Intensidad A-Area a ic-Densidadde corriente proteger de corriente

Ic[A] A[m^2] ic[A/m^2]1,476 59,049 0,025

Paso 3 Calculo de masa anodica requeridaW = I×DR×DL

W-peso tot Ic-Intensidad DR-Consumo * DL-Vida de * Considerando Magnesiomasa anodica de corriente del anodo diseño

W[Kg] Ic[A] DR[Kg/A-año] DL[años ]

255,093 1,476 8,64 20

Paso 4 Calculo del numero de anodosN=W/WaN = Número W= masa Wa = masa de anodos anodica de cada anodo

requeridaN[ ] W[Kg] Wa(Kg)

6,377332556 255,093 40,000

Paso 5 Espaciamiento entre AnodosS=L/NS = Espaciamiento L=Longitud del N = Númerode anodos ducto de anodos

S[m ] L(m) N29,00899371 185,000 6,377

Figura 2: Memoria de Calculo


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3.0 ANEXO. ESTACIÓN DE PRUEBA


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