NRF-152-PEMEX-2006

NRF-152-PEMEX-2006 12 de agosto de 2006 PGINA 1 DE 63 COMIT DE NORMALIZACIN DE PETRLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS SUBCOMIT TCNICO DE NORMALIZACIN DE PEMEX-EXPLORACIN Y PRODUCCIN

ACTUADORES PARA VLVULAS

NRF-152-PEMEX-2006 Comit de Normalizacin de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios ACTUADORES PARA VLVULAS Rev.: 0 PGINA 2 DE 63

HOJA DE APROBACIN

ELABORA:

ING. FRANCISCO LEN SEPLVEDA COORDINADOR DEL GRUPO DE TRABAJO

PROPONE:

DR. TOMS LIMN HERNNDEZ VICEPRESIDENTE DEL SUBCOMIT TCNICO DE NORMALIZACIN DE PEMEX-EXPLORACIN Y PRODUCCIN

APRUEBA:

ING. VCTOR RAGASOL BARBEY PRESIDENTE SUPLENTE DEL COMIT DE NORMALIZACIN DE PETRLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS


CONTENIDO CAPTULO 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. INTRODUCCIN...................................................................................................................... OBJETIVO................................................................................................................................ ALCANCE................................................................................................................................. CAMPO DE APLICACIN........................................................................................................ ACTUALIZACIN..................................................................................................................... REFERENCIAS......................................................................................................................... DEFINICIONES......................................................................................................................... SMBOLOS Y ABREVIATURAS.............................................................................................. DESARROLLO............................................................................................................. 8.1 8.2 Generalidades................................................................................................................ Consideraciones generales para la seleccin y dimensionamiento de actuadores...... 8.2.1 8.2.2 8.3 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.6 8.4.7 Seleccin.......................................................................................................... Dimensionamiento del actuador....................................................................... General............................................................................................................. Actuadores elctricos........................................................................................ Actuador neumtico.......................................................................................... Actuadores manuales....................................................................................... General............................................................................................................. Posicionador..................................................................................................... Transductor....................................................................................................... Reforzador de transmisin................................................................................ Opciones para posicin segura........................................................................ Regulador......................................................................................................... Interruptor de lmite........................................................................................... PGINA 5 5 5 6 6 6 7 10 12 12 12 12 21 22 22 23 32 35 36 36 37 38 38 38 39 39

Especificacin del actuador...........................................................................................

Actuador hidrulico............................................................................................ 26

Accesorios para actuadores...........................................................................................


CONTENIDO CAPTULO PGINA 39 40 41 41 41 41 41 41 42 42 42 42 42 43 43 46 47 47 47 49 49 49 51 51 51 51 51 52 52 52

8.4.8 Vlvula solenoides............................................................................................ 8.4.9 Volante manual................................................................................................. 8.4.10 Control de velocidad......................................................................................... 8.4.11 Vlvula de relevo trmica.................................................................................. 8.4.12 Bomba hidrulica manual................................................................................. 8.5 Etiquetado de dispositivos y/o accesorios..................................................................... 8.5.1 Identificacin de actuadores............................................................................. 8.5.2 Identificacin de accesorios.............................................................................. 8.6 Aseguramiento de la calidad.......................................................................................... 8.6.1 Inspeccin de bienes y servicios...................................................................... 8.7 Pruebas de aceptacin.................................................................................................. 8.7.1 General............................................................................................................. 8.7.2 Prueba de aceptacin en fbrica (PAF)............................................................ 8.7.3 Prueba de aceptacin en sitio (PAS)................................................................ 8.7.4 Procedimientos de prueba................................................................................ Preparacin de embarque............................................................................................. 8.8 8.9 Puesta en operacin...................................................................................................... 8.9.1 General............................................................................................................. 8.9.2 Requerimientos para mantenimiento................................................................ 8.10 Garantas....................................................................................................................... 8.11 Documentacin a entregar por los proveedores, contratistas o licitantes..................... 8.11.1 Requerimiento de datos tcnicos..................................................................... 9. RESPONSABILIDADES............................................................................................. 9.1 Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.......................................................... 9.2 Comit de Normalizacin de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios........... 9.3 rea Usuaria de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios............................... 9.4 Proveedores, contratistas o licitantes............................................................................ CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES................... BIBLIOGRAFA.......................................................................................................... ANEXOS.....................................................................................................................

10. 11. 12.

12.1 Anexo A Formatos de especificacin de actuadores (normativo) 52 12.2 Anexo B Criterios verificar seleccin y dimensionamiento actuadores (informativo)... 58


0.

INTRODUCCIN.

Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Petrleos Mexicanos, se encuentran el diseo, construccin, operacin y mantenimiento de las instalaciones para la extraccin, recoleccin, separacin, procesamiento, almacenamiento, medicin y transporte de hidrocarburos, as como la adquisicin de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia y eficacia los objetivos de la empresa. Las vlvulas de control, vlvulas de seguridad de proceso, vlvulas de seccionamiento y las vlvulas de servicio (manuales) son parte importante del proceso, las cuales deben cumplir las caractersticas especficas para controlar y mantener la seguridad del proceso. Parte esencial de las vlvulas es el actuador, por medio del cual se opera una vlvula permitiendo abrir, cerrar y/o regular el paso de flujo a travs de ella. Con el objeto de unificar criterios y de contar con un documento normativo, que facilite y regule la adquisicin, instalacin, operacin, y mantenimiento de los diferentes tipos de actuadores para vlvulas, se emite esta norma de referencia. En esta norma participaron las instituciones y empresas siguientes: Petrleos Mexicanos. Pemex-Exploracin y Produccin. Pemex Gas y Petroqumica Bsica. Pemex Petroqumica. Pemex Refinacin. Instituto Mexicano del Petrleo. Asociacin Mexicana de Fabricante de Vlvulas y Conexos A.C. Crane Valves. Emerson Process Management. Keystone. Rotork. Xomox.

1.

OBJETIVO.

Establecer las especificaciones tcnicas que se deben cumplir en la adquisicin o contratacin de actuadores para vlvulas en las instalaciones industriales de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.

2.

ALCANCE.

Establecer los lineamientos tcnicos que se deben cumplir para la adquisicin de actuadores para vlvulas de control, vlvulas de seguridad de proceso, vlvulas de seccionamiento y vlvulas de servicio (manuales), utilizadas en los procesos industriales de instalaciones petroleras nuevas, ampliaciones o remodelaciones, siendo de aplicacin y cumplimiento estricto en todas las reas de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. La norma cubre los siguientes tipos de actuadores: Elctrico, hidrulico, neumtico y manual. La NRF-152-PEMEX-2006 sustituye a la especificacin tcnica P.2.0511.01, primera edicin, Octubre 2004.


3.

CAMPO DE APLICACIN.

Esta norma de referencia es de aplicacin general y de observancia obligatoria en la adquisicin o contratacin de actuadores para vlvulas, que lleven a cabo los centros de trabajo de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Por lo que debe ser incluida en los procedimientos de contratacin: licitacin pblica, invitacin a cuando menos tres personas o adjudicacin directa, como parte de los requisitos que deben cumplir el proveedor, contratista, o licitante.

4.

ACTUALIZACIN.

Esta norma se debe revisar, en su caso modificar al menos cada 5 aos o antes si las sugerencias y recomendaciones de cambio lo ameritan. Las sugerencias para la revisin y actualizacin de esta norma, se deben enviar al Secretario del Subcomit Tcnico de Normalizacin de Pemex-Exploracin y Produccin, quien debe programar y realizar la actualizacin de acuerdo a la procedencia de las mismas y en su caso, inscribirla dentro del Programa Anual de Normalizacin de Petrleos Mexicanos, a travs del Comit de Normalizacin de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Las propuestas y sugerencias de cambio se deben elaborar en el formato CNPMOS-001-A01 y dirigirse por escrito a: PEMEX-Exploracin y Produccin. Coordinacin de Normalizacin. Baha de Ballenas N 5, Planta Baja, Edificio D. Col. Vernica Anzures, Mxico D. F., C. P. 11300. Telfono directo: 19-44-92-86. Conmutador: 19-44-25-00 Extensin 3-80-80. Fax: 3-26-54. Correo Electrnico: [email protected]

5. 5.1 5.2 5.3

REFERENCIAS. NOM-001-SEDE-2005 Instalaciones elctricas (utilizacin). NMX-EE-053-1979 Envase y Embalaje Marcado de contenedores Series 1. NMX-EE-057-1979 Envase y Embalaje Identificacin de las partes cuando se someten a prueba.

5.4 NMX-EE-090-1980 Envase y Embalaje Contenedores. Cdigo de marcado para su identificacin en su manejo 5.5 IEC-60034-1:2004 Rotating Electrical Machines, Part 1: Rating and performance (Mquinas elctricas rotatorias, Parte 1: Clasificacin y desempeo).


5.6 ISO 5210:1991 Industrial valves Multi-turn valve actuator attachments (Vlvulas industrialesAcoplamientos para actuador de vlvula de multi-vuelta). 5.7 ISO 5211:2001 Industrial valves Acoplamientos para actuador de vuelta-parcial). Part-turn actuator attachments (Vlvulas industriales-

5.8 NACE MR0175/ISO 15156:2001 Petroleum and natural gas industries Materials for use in H2Scontaining Environments in oil and gas production Part 1 TC 1-2005: General principles for selection of crackingresistant materials - Part 2 TC 1-2005: Cracking-resistant carbon and low alloy steels, and the use of cast irons Part 3 TC 2-2005: Cracking-resistant CRAs (corrosion-resistant alloys) and other alloys. (Industrias del petrleo y gas natural materiales para uso en ambientes que contienen H2S en la produccin de gas y crudo parte 1 TC 1-2005: principios generales para la seleccin de materiales resistentes al agrietamiento; parte 2 TC 1-2005: acero al carbono y de baja aleacin resistentes a la figuracin y el uso de fundiciones de hierro; parte 3 TC 22005: aleaciones resistentes al agrietamiento (ara) y otras aleaciones). 5.9 NRF-004-PEMEX-2003 de ductos. 5.10 NRF-036-PEMEX-2003 Proteccin con recubrimientos anticorrosivos a instalaciones superficiales Clasificacin de reas peligrosas y seleccin de equipo elctrico. Determinacin del nivel de integridad de seguridad de los sistemas Protocolos de comunicacin en sistemas digitales de monitoreo y control. Diseo de instalaciones elctricas en plantas industriales. Inspeccin de bienes y servicios. Sistema de proteccin anticorrosivo a base de recubrimientos para

5.11 NRF-045-PEMEX-2002 instrumentados de seguridad. 5.12 5.13 5.14 NRF-046-PEMEX-2003 NRF-048-PEMEX-2003 NRF-049-PEMEX-2001

5.15 NRF-053-PEMEX-2005 instalaciones superficiales.

6.

DEFINICIONES.

Para los fines de la presente norma se establecen las siguientes definiciones: 6.1 Abre a falla. Condicin en donde el actuador mueve la vlvula a la posicin abierta cuando el suministro del fluido de potencia o la energa motriz falla es menor a lo requerido. 6.2 Actuador. Dispositivo o mecanismo el cual transforma una seal en un movimiento correspondiente, controlando la posicin del mecanismo de regulacin interna (elemento de cierre) de la vlvula. La seal de control, fluido de potencia o energa motriz puede ser neumtica, elctrica, hidrulica o una combinacin de estas. 6.3 Actuador de diafragma. Es aqul en donde el fluido de potencia acta sobre un componente flexible llamado diafragma.


6.4 Actuador de doble accin. Es aqul en el cual el fluido de potencia es suministrado en cualquier direccin, para abrir o cerrar una vlvula. 6.5 Actuador de multi-vuelta. Es aqul que transmite un par de fuerzas a la vlvula por al menos una revolucin. Es capaz de soportar empuje. 6.6 Actuador de paleta. Es aqul en el cual un fluido de potencia acta sobre un elemento pivotado llamado paleta, para proporcionar movimiento rotatorio. 6.7 Actuador de pistn. Es aqul en donde un fluido de potencia acta sobre un pistn mvil para proporcionar movimiento al vstago del actuador. 6.8 Actuador de simple accin. Es aqul en el cual la fuerza suministrada acta slo en una direccin, por ejemplo, un actuador de diafragma-resorte o un actuador de pistn de retorno por resorte. 6.9 Actuador de vuelta parcial. Es aqul que transmite par a la vlvula para una rotacin de una revolucin o menor, no tiene que ser capaz de soportar empuje axial, normalmente son de de vuelta. 6.10 Actuador elctrico. Es aqul que utiliza un motor elctrico y convierte la energa elctrica en movimiento. 6.11 Actuador electro hidrulico. Es aqul que convierte la energa elctrica a presin hidrulica y sta en movimiento. 6.12 Actuador hidrulico. Es aqul en el cual se convierte la energa del fluido hidrulico en movimiento.

6.13 Actuador hidroneumtico. Es aqul que convierte la energa del fluido neumtico a presin hidrulica y sta en movimiento. 6.14 Actuador manual. Es aquel que esta diseado para operar manualmente la vlvula utilizando un dispositivo mecnico, como un volante rotatorio o palanca, para mover de posicin una vlvula. 6.15 Actuador neumtico. Es aqul que convierte la energa de un fluido compresible, generalmente aire, en movimiento. 6.16 rea efectiva del actuador. Es el rea neta del pistn, fuelle, paleta o diafragma accionada por la presin del fluido para generar la fuerza de salida del actuador. 6.17 Banda Muerta. El rango a travs del cual la seal de entrada puede variar, ante un cambio de direccin, sin iniciar un cambio observable en la seal de salida. 6.18 Bonete. Parte de la vlvula que contiene el sello del vstago. Puede ser parte integral, o separada del cuerpo de la vlvula. Se puede usar para acoplar y conectar el yugo del actuador al cuerpo de la vlvula. 6.19 6.20 Caja de engranes. Mecanismo diseado para reducir el par de operacin de una vlvula. Carrera. Desplazamiento del elemento de cierre desde la posicin cerrada.

6.21 Cierre a falla. Condicin en donde el actuador mueve la vlvula a la posicin cerrada cuando el suministro del fluido de potencia o la energa motriz falla es menor a la requerida.


6.22 Cilindro. Cmara de un actuador de pistn, en la que el pistn se mueve. En esta cmara se convierte la energa de un fluido de potencia en fuerza mecnica lineal y de movimiento. 6.23 6.24 Debe. Indicacin de un requerimiento de cumplimiento obligatorio. Empuje. Fuerza axial transmitida a travs de bridas y acoplamientos de montaje.

6.25 Falla segura. Posicin de una vlvula en particular y su actuador, la cual bajo la prdida del suministro de energa que est actuando sobre ella, origine el cierre de la vlvula, la apertura, o bien permanezca en una posicin determinada. Cualquier posicin es definida como una necesidad para proteger el proceso. La accin a falla segura puede involucrar el uso de dispositivos de control auxiliares ligados al actuador. 6.26 Histresis. La diferencia mxima en el valor de la salida para un solo valor de entrada durante un ciclo de calibracin, excluyendo errores debido a la banda muerta. 6.27 6.28 Indicador de posicin. Dispositivo que muestra la posicin del elemento de cierre de la vlvula. Motor elctrico. Dispositivo que convierte energa elctrica en mecnica.

6.29 Par. Momento de torsin transmitido a travs de bridas y acoplamiento de montaje. Conocido tambin como par de fuerzas. 6.30 Polo. Cada una de las partes de contacto elctrico de un interruptor, que mediante la accin del interruptor, se rompe o establece la continuidad de un circuito elctrico. 6.31 Posicionador. Un controlador de posicin (servomecanismo) que esta mecnicamente conectado a una parte mvil de un elemento final de control o al actuador, y que automticamente ajusta la salida del actuador para mantener una posicin deseada en proporcin a la seal. 6.32 Protocolo de comunicacin. Conjunto formal de reglas convencionales que rigen el formato y la sincronizacin relativa al intercambio de mensajes entre dos o ms dispositivos en una red de comunicaciones. 6.33 Sistema de control. Es todo aquel sistema que efecta las funciones necesarias para mantener el equipo o proceso bajo control. 6.34 Sistema de seguridad. Es todo aquel sistema que efecta las funciones de seguridad necesarias para mantener un estado seguro en el equipo o proceso bajo control. 6.35 SIS. Sistema Instrumentado de Seguridad (Safety Instrumented Systems), es un sistema compuesto por sensores, procesadores lgicos y elementos finales de control que tiene el propsito de llevar a un estado seguro cuando se han violado condiciones predeterminadas. Otros trminos comnmente usados son Sistema de Paro de Emergencia (SPE, ESD) y Sistema de paro de Seguridad. 6.36 Tiro. Las conexiones elctricas que pueden ser hechas por un polo se llaman tiros, se refiere a las conexiones de los contactos que se pueden seleccionar normalmente abiertos o normalmente cerrados. 6.37 ltima posicin. Una condicin en donde la vlvula permanece en la ltima posicin cuando el fluido de potencia o la energa motriz falla es mnima.


6.38 Unidad de Potencia. Parte del actuador el cual convierte la energa del fluido, elctrica, neumtica, hidrulica, mecnica en movimiento del vstago del actuador para desarrollar empuje o torsin. 6.39 Vlvula. Ensamble o dispositivo en forma de envolvente para retener presin, conteniendo partes internas para cambiar la cantidad de flujo del fluido de proceso. 6.40 Vlvula de control. Dispositivo de campo que manipula directamente el flujo de una o ms corrientes de proceso. Consiste de una vlvula conectada a un actuador (incluyendo todos los accesorios relacionados) el cual es capaz de cambiar la posicin del elemento de cierre en la vlvula en respuesta a una seal desde el sistema de control de proceso. 6.41 Vlvula de seccionamiento. Vlvula con actuador operado por una seal desde un sistema de control de proceso. La posicin de la vlvula normalmente es definida para dos posiciones, abierta o cerrada. 6.42 Vlvula de seguridad de proceso. Vlvula con actuador operado por una seal desde un sistema instrumentado de seguridad. La posicin de la vlvula normalmente es definida para dos posiciones, abierta o cerrada. 6.43 Vlvula de servicio. Instrumento mecnico operado manualmente, que gobierna el paso del fluido por tuberas. 6.44 Vstago de la vlvula (Flecha). Es el componente que se conecta con el vstago del actuador a travs de un acoplador, para posicionar el elemento de cierra de la vlvula. Para vlvula rotatoria se debe usar la palabra flecha en lugar de vstago. 6.45 Vstago del actuador. Componente que transmite movimiento desde la unidad de potencia del actuador al vstago de la vlvula (o flecha). 6.46 Volante manual. Dispositivo mecnico manual, normalmente tipo rotatorio, para mover de posicin una vlvula, o para limitar su carrera. 6.47 Yugo. Estructura rgida que conecta la unidad de potencia del actuador a la vlvula.

7. 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7

SIMBOLOS Y ABREVIATURAS. A ANSI ASME ASTM C CD ampere. American National Standards Institute (Instituto Americano Nacional de Estndares). American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecnicos). American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales). Grado Celsius. Corriente Directa.

CNPMOS Comit de Normalizacin de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.


7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 7.18 7.19 7.20 7.21 7.22 7.23 7.24 7.25 7.26 7.27 7.28 7.29 7.30 7.31

dB (A) DPDT Hz IEC ISA ISO K m mA mm N NACE NBR Nm NMX NOM NPT NPTF NRF Pa PAF PAS

Decibeles acsticos. Nivel sonoro medido en ponderacin "A". Doble Polo Doble Tiro. hertz. International Electrotechnical Commission (Comisin Electrotcnica Internacional). The Instrumentation, Systems, and Automation Society (Sociedad de Instrumentacin, Sistemas y Automatizacin). International Organization for Standardization (Organizacin Internacional de Normalizacin). kelvin. metro. mili ampere. milmetro. newton. National Association of Corrosion Engineers (Asociacin Nacional de Ingenieros en Corrosin). Nitrile Butadiene Rubber (Goma de Nitrilo Butadieno). newton metro. Norma Mexicana. Norma Oficial Mexicana. National Pipe Thread (Rosca para Tubera Nacional). National Pipe Thread-Female (Rosca Hembra para Tubera Nacional). Norma de Referencia. pascal. Pruebas de Aceptacin en Fbrica. Prueba de Aceptacin en Sitio.

PEMEX Petrleos Mexicanos. PLC Programmable logic controller (Controlador lgico programable).


7.32 7.33 7.34 7.35 7.36

PSIG s V VCA VCD

Pounds per square inch gauge (Libras sobre pulgada cuadrada manomtricas). segundos. Volt. Volt de corriente alterna. Volt de corriente directa.

8. 8.1

DESARROLLO. Generalidades.

En este captulo se indican los requisitos generales que deben cumplir los actuadores en su diseo, construccin y calidad para ser instalados en: a) Vlvulas de control tipo globo, mariposa o bola b) Vlvulas de seguridad de proceso de un cuarto de vuelta tipo bola o mariposa. c) Vlvulas de seccionamiento de un cuarto de vuelta tipo bola, mariposa, macho o multi-vueltas tipo compuerta. d) Vlvulas de servicio (manuales). Los actuadores estn disponibles en una amplia variedad de diseos, fuentes de suministro y capacidades para cubrir las diferentes necesidades que demanda la industria petrolera. La seleccin involucra el conocimiento tanto del proceso de aplicacin como de la vlvula y actuador. Para que una vlvula desempee su funcin correctamente, es necesario que el actuador maneje las cargas dinmicas y estticas que actan sobre l. La funcin bsica de los actuadores es responder a una seal externa para generar un movimiento en el elemento de cierre de la vlvula, a fin de abrir o cerrar la vlvula, o tambin posicionarla a lo largo de su carrera para modular el flujo que pasa a travs de la misma, mediante accesorios y/o dispositivos que pueden ser operados en forma elctrica, hidrulica, neumtica, manual o en una combinacin de ellas. 8.2 8.2.1. Consideraciones generales para la seleccin y dimensionamiento de actuadores. Seleccin.

Para la seleccin del actuador se deben tomar en cuenta las siguientes consideraciones: a) Disponibilidad de la fuente de suministro. b) Requerimientos de falla segura. c) Requerimientos de par o empuje. d) Funciones de control requeridas. e) Criterio para la aplicacin de actuadores en instalaciones de PEMEX.


8.2.1.1 Disponibilidad de la fuente de suministro. Es un factor que se debe considerar para determinar la seleccin del tipo de actuador. La fuente de suministro se puede seleccionar entre: a) Aire de instrumentos. b) Gas de proceso. c) Energa elctrica. 8.2.1.1.1 Aire de instrumentos. 8.2.1.1.1.1 El suministro se debe disear a una presin de aire de 827.4 kPa (120 PSIG). Se debe garantizar que este sistema provea la cantidad y calidad ptima de aire seco para satisfacer la demanda requerida por los actuadores, adems se debe considerar su crecimiento futuro y fugas. 8.2.1.1.1.2 Se debe considerar la capacidad de respaldo de los compresores de aire, para una operacin normal o para mantenimiento. 8.2.1.1.1.3 En aplicaciones de vlvulas de control con actuadores neumticos tipo diafragma, el rango comn de esta aplicacin debe ser de 20.7 kPa (3 PSIG) a 103.4 kPa (15 PSIG). 8.2.1.1.1.4 En aplicaciones con vlvulas de seccionamiento y vlvulas de seguridad de proceso se debe garantizar que la presin del aire de instrumentos genere suficiente par o empuje en el actuador seleccionado, el cual debe ser diseo tipo pistn neumtico. 8.2.1.1.1.5 Se debe considerar como una primera opcin en instalaciones tanto terrestres como marinas de PEMEX, el uso de suministro neumtico para accionar vlvulas de dimetros pequeos y medianos, para grandes dimetros de 609.6 mm (24 pulgadas) y 914.4 mm (36 pulgadas), su uso se debe analizar cuidadosamente debido a cuestiones de espacio en instalaciones costa afuera. 8.2.1.1.2 Gas de proceso. 8.2.1.1.2.1 Puede ser gas amargo o gas natural, y debe disponer de un rango de presin en la lnea de proceso de 689.5 kPa (100 PSIG) a 20 684.3 kPa (3000 PSIG). Se debe garantizar que la presin mnima de la lnea de proceso proporcione un empuje o par para operar actuadores de tipo hidroneumtico (de gas sobre aceite). 8.2.1.1.2.2 El gas de proceso debe ser acondicionado a la presin requerida del actuador por medio del uso de reguladores, en el caso de emplear gas amargo los materiales del actuador que estn en contacto con el fluido deben cumplir con la NACE MR0175/ISO 15156:2001. En vlvulas de control con actuadores neumticos tipo diafragma, el rango comn de esta aplicacin debe ser de 20.7 kPa (3 PSIG) a 103.4 kPa (15 PSIG). 8.2.1.1.2.3 En aplicaciones con vlvulas de seccionamiento se deben seleccionar actuadores tipo hidroneumtico de diseo de paletas rotatorias o tipo pistn hidrulico. 8.2.1.1.2.4 El uso de gas de proceso se debe considerar como una primera opcin en instalaciones que manejen gas y que no cuenten con suministro de aire de instrumentos. 8.2.1.1.3 Energa elctrica. 8.2.1.1.3.1 El suministro elctrico se debe seleccionar de entre las siguientes opciones: a) 24 VCD,


b) 120 VCA, 60 Hz, 1 fase, c) 220 o 460 VCA, 60 Hz, 3 fases. 8.2.1.1.3.2 Los actuadores elctricos se deben seleccionar en ambientes con bajas temperaturas para evitar problemas cuando la condensacin de fluidos de potencia neumticos o el congelamiento de fluidos hidrulicos sea un problema. 8.2.1.1.3.3 En el caso de vlvulas con servicio crtico se debe considerar un suministro de energa de respaldo. 8.2.1.2 Requerimientos de falla segura.

8.2.1.2.1 El modo de falla a seleccionar ante la prdida de suministro de energa debe ser uno de los siguientes: abre a falla, cierra a falla o ultima posicin. 8.2.1.2.2 Cuando se requiera que la vlvula con actuador neumtico tome la ltima posicin por falla de suministro, se debe especificar un candado neumtico, para entrampar la presin en el actuador. 8.2.1.2.3 Se debe utilizar actuador tipo pistn simple accin, en aplicaciones de vlvulas de seguridad de procesos, para operar la vlvula por medio de la energa mecnica almacenada en el resorte del actuador, tambin se puede utilizar actuadores tipo hidroneumticos o pistn doble accin si se incorporan con un sistema de energa almacenada por medio de acumuladores hidrulicos o neumticos y los accesorios requeridos para su operacin automtica (vlvula piloto y reguladores). Se puede seleccionar un actuador elctrico nicamente si se cuenta con un sistema de fuerza ininterrumpible de respaldo para llevar a la vlvula a posicin segura. 8.2.1.2.4 En servicios crticos, la vlvula de seguridad de procesos se debe seleccionar de acuerdo al numeral 8.6.6.3 de la NRF-045-PEMEX-2002. 8.2.1.2.5 El criterio de cierra a falla se debe utilizar en las vlvulas de seguridad de proceso de ductos, tanto en instalaciones marinas en el rea de trampas de diablos para aislar plataformas de perforacin, enlace, produccin, habitacionales, compresin, como en instalaciones en tierra, para aislar terminales martimas, estaciones de compresin, refineras, petroqumicas. 8.2.1.3 Requerimientos de par o empuje. 8.2.1.3.1 El actuador debe tener suficiente par o empuje para la aplicacin en donde se va a utilizar. La seleccin del tipo de actuador: elctrico, hidrulico, neumtico o manual y el diseo del mismo: motor-engranes, pistn, paletas rotatorias, diafragma-resorte, deben satisfacer los requerimientos de par o empuje de la vlvula. 8.2.1.3.2 A continuacin se indican las caractersticas para una seleccin del tipo y diseo de los siguientes actuadores: a) Elctricos Tabla No. 1 b) Hidrulicos Tabla No. 2 c) Neumticos Tabla No.3


Caractersticas Motor paso a paso Tamao de la vlvula 12.7 mm 50.8 mm (0.5 pulgadas pulgadas) Empuje lineal Par Tiempo de apertura / cierre 2 224 N 0.7 41 Nm 0-300 s

Actuador Elctrico Motor reversible de engranes 50.8 mm 914.4 mm 2 (2 pulgadas 36 pulgadas) 444.822 44 482 N 1.356 101 700 Nm 0 300 s

Tabla No. 1 Caractersticas de los actuadores elctricos.

Caractersticas Cremallera y pin Pistn Par, Nm Empuje, N hasta 33 900 --20 684.3 kPa Rango de presin de suministro. (3000 PSIG)

Actuadores hidrulicos Yugo Escocs Pistn doble accin hasta 678 000 5 500 000 Pistn simple accin hasta 339 000 400 000 113 a 677 907 --689.5 a 20 684.3 kPa (100 a 3000 PSIG) Paletas rotatorias

Par: 3447.4 a 34 473.9 kPa (500 a 5000 PSIG) Empuje: 24993.6 kPa (3625 PSIG)

Rango de temperatura

244 a 394 K

250 a 366 K

244 a 394 K

Tabla No. 2 Caractersticas de actuadores hidrulicos.


Caractersticas Diafragmaresorte

Actuadores neumticos Cremallera y pin Pistn Pistn doble accin hasta 248 600 1 800 000 Yugo Escocs Pistn simple accin hasta 243 000 400 000

Par, Nm Empuje, N Rango de presin de suministro.

--200160 786 kPa (114 PSIG) ---

hasta 4173 --799.8 kPa (116 PSIG) --244 a 302 K

Par: 137.9 a 1 034.2 kPa (20 a 150 PSIG) Empuje: 1 206.6 kPa (175 PSIG) 243 a 373 K

Rango de temperatura

223 a 422 K

Tabla No. 3 Caractersticas de los actuadores neumticos. 8.2.1.4 Funciones de control requeridas.

8.2.1.4.1 Las funciones de control requeridas por el actuador como la seal de control (neumtica, elctrica, digital), rango de seal, temperatura ambiente, niveles de vibracin, velocidad de operacin, frecuencia y calidad de control se deben definir para la seleccin del actuador. 8.2.1.4.2 Se debe determinar el tipo de servicio del actuador, puede ser servicio para dos posiciones abiertocerrado o modulante para mantener al proceso en un estado controlado. Adicionalmente en el servicio para dos posiciones se debe especificar si se limita al actuador a una posicin preestablecida, tal es el caso de las vlvulas de seguridad de proceso que permanecen mucho tiempo en una posicin abierta y que deben ser probadas peridicamente girndolas hacia la posicin de cierre 20 %. 8.2.1.4.3 La seal de control de los actuadores modulantes debe ser definida como seal de control electrnica (en mili amperes, en voltaje, digital) o seal de control neumtica (presin), implcitamente esto define la procedencia de la seal, si es de un instrumento neumtico o electrnico (controlador o posicionador), tambin se debe establecer el rango de la seal, siendo valores tpicos: a) 4-20 mA, b) 0-5 VCD, c) 20.7 -103.4 o 41.4 -206.8 kPa (3-15 o 6-30 PSIG). 8.2.1.4.4 Para servicio de dos posiciones, la seal de control se debe seleccionar entre voltaje de corriente directa o voltaje de corriente alterna, siendo valores tpicos: 24 VCD o 120 VCA a 60 Hz, para energizar o desenergizar a vlvulas solenoides y permitir o interrumpir el suministro de fluido de potencia al actuador, la aplicacin principal es en vlvulas de bola para seccionamiento o seguridad de proceso, con actuadores tipo hidrulicos o neumticos, aunque tambin se aplica a vlvulas de control con actuador de diafragma resorte.


8.2.1.4.5 Los actuadores elctricos con base en microprocesadores (actuadores tipo inteligente) se deben seleccionar en los siguientes casos: a) En procesos que requieran control avanzado u optimizacin. b) Para aplicaciones crticas que requieren monitoreo continuo y diagnstico predictivo. c) Por su flexibilidad para crear redes de comunicacin y transmisin de seal tipo digital. d) Por consideraciones de reduccin de costo, al reducir alambrado en las instalaciones por medio del uso de comunicacin digital. e) Por la capacidad del microprocesador de ser configurado remotamente. f) Los actuadores inteligentes se deben contener en cajas a prueba de agua, a prueba de explosin con seguridad intrnseca, de acuerdo al requerimiento de diseo, deben ser para operar en un rango de temperaturas ambiente desde 243 K hasta 343 K (- 30C hasta +70C) y ser resistentes a la humedad, lodo o polvo.

8.2.1.4.6 La compatibilidad con la seal del instrumento del elemento final de control es inherente en muchos tipos de actuadores o se puede obtener con la adicin de equipo. El diseo del actuador debe contemplar una baja histresis y una banda muerta mnima. 8.2.1.4.7 Velocidad de carrera, vibracin y resistencia a la temperatura se deben considerar para aplicaciones crticas; la velocidad debe tener la flexibilidad de ajuste al tiempo requerido para el cierre total de la vlvula. 8.2.1.4.8 Se debe considerar la posicin de montaje del actuador, para reducir la vibracin, la cual puede ser un problema potencial, de igual forma se debe considerar el peso del actuador y el peso de la vlvula que pueden requerir de un reforzamiento en la instalacin. 8.2.1.4.9 Se debe tomar en cuenta la humedad del ambiente y la temperatura extrema del proceso, muchos de los componentes contienen partes electrnicas y/o elastmeros, las cuales pueden estar sujetos a degradacin por alta humedad o temperatura. 8.2.1.5 Criterio para aplicacin de actuadores en instalaciones de PEMEX. Para la seleccin de actuadores se debe considerar el tipo de instalacin en donde se localizarn. Sean estas marinas o terrestres. 8.2.1.5.1 Instalaciones marinas.

Las instalaciones marinas en donde se pueden utilizar los actuadores se clasifican de acuerdo a su funcin y se tienen los siguientes tipos: a) Plataformas de perforacin b) Plataformas de enlace c) Plataformas de produccin d) Plataformas de compresin e) Plataformas habitacionales f) Plataformas de telecomunicaciones g) Plataforma de servicios


h) Plataforma de medicin i) j) Plataforma de rebombeo Plataforma de inyeccin de agua.

8.2.1.5.1.1 En las instalaciones marinas nuevas se debe seleccionar como primera opcin el actuador neumtico. 8.2.1.5.1.2 En las vlvulas de control, tipo globo, se debe seleccionar, el actuador tipo diafragma/resorte, en caso de no proporcionar el empuje requerido por las condiciones de operacin de la vlvula se debe considerar el de tipo pistn. Para vlvulas de control, tipo rotatorias como son bola, mariposa o disco excntrico, se debe utilizar un actuador tipo diafragma/resorte, en caso de no proporcionar el par (torque) requerido por la vlvula se debe considerar el de tipo pistn, una segunda alternativa diferente al actuador neumtico es utilizar un actuador de tipo electro hidrulico. 8.2.1.5.1.3 Para vlvulas de seccionamiento, de tipo bola, se debe utilizar como primera alternativa el actuador neumtico tipo pistn de doble accin, esto siempre y cuando se disponga de suficiente aire de instrumentos, o gas de proceso acondicionado a las presiones de operacin requeridas por el actuador, si el gas de proceso no se encuentra acondicionado, la segunda alternativa debe ser un actuador hidroneumtico (gas sobre aceite) de tipo paletas rotatorias, la tercera alternativa es utilizar un actuador hidrulico de tipo pistn de doble accin o un actuador elctrico. 8.2.1.5.1.4 Para vlvulas de seguridad de procesos tipo bola, se debe utilizar como primera opcin el actuador neumtico tipo pistn de simple accin, esto siempre y cuando se disponga de aire de instrumentos, o gas de proceso acondicionado a las presiones de operacin requeridas por el actuador, en caso de no disponer de aire o gas de proceso se debe utilizar como respaldo un banco de tanques de nitrgeno, tambin es posible utilizar un actuador de tipo hidroneumtico (gas sobre aceite) de tipo paletas rotatorias con un banco de nitrgeno para llevar a la vlvula a su posicin de falla segura. 8.2.1.5.1.5 En ampliaciones o remodelaciones a instalaciones existentes as como en instalaciones nuevas, se debe considerar el espacio tanto para la instalacin como para el mantenimiento del actuador. 8.2.1.5.1.6 Se debe homologar los tipos de actuadores a utilizar en las instalaciones marinas, con el objeto de facilitar la capacitacin del personal (de operacin y mantenimiento) y mantener una menor variedad de piezas en almacn o tener un lote de refacciones mas compacto y que se pueda aplicar en cualquier instalacin marina. 8.2.1.5.1.7 La tabla No. 4 proporciona informacin para la seleccin de actuadores, de acuerdo al tipo de instalacin marina.


Instalaciones marinas TipoPlataforma de perforacin, enlace produccin, compresin, servicios, medicin y bombeo.

Actuador a utilizarNeumtico tipo pistn de doble accin Neumtico tipo pistn de simple accin

RequerimientosAire de instrumentos, gas combustible o gas de proceso acondicionado.

VlvulasRotatoria de un cuarto de vuelta (90)

ServicioSeccionamiento : Abierto o cerrado. Seguridad de proceso: Abierto o cerrado. Control Modulante.

Seal de control24 VCD

Posicin de fallaUltima posicin Abre o cierra

AlternativaActuador hidroneumtico tipo paletas Actuador hidroneumtico tipo paletas con banco de tanques de nitrgeno Neumtico tipo pistn para vlvula rotatoria

Neumtico tipo diafragma/ resorte

Aire de instrumentos, gas combustible o gas de proceso acondicionado.

Lineales tipo globo y rotatorias

4-20 mA o con protocolo

Abre o cierra.

Plataforma habitacional / Plataforma de Tele comunicaciones

Neumtico tipo pistn de simple accin

Aire de instrumentos, gas combustible o gas de proceso, acondicionado. Aire de instrumentos, gas combustible o gas de proceso, acondicionado. Aire de instrumentos, gas combustible o gas de proceso, acondicionado.

Rotatoria de un cuarto de vuelta (90) Lineales tipo globo y rotatorias Rotatoria de un cuarto de vuelta (90)

Seccionamiento : Abierto o cerrado.

24 VCD

Abierta o cerrada

---

Neumtico tipo diafragma/ resorte Neumtico tipo pistn de doble accin Neumtico tipo pistn de simple accin Neumtico tipo diafragma/ resorte

Control Modulante


Abierta o cerrada.

Plataforma de inyeccin de agua

Seccionamiento : Abierto o cerrado. Seguridad de proceso: Abierto o cerrado. Control Modulante

24 VCD

Ultima posicin

Elctrico

Abierta o cerrada.

Actuador hidroneumtico tipo paletas con banco de tanques de nitrgeno Neumtico tipo pistn para vlvula rotatoria

Aire de instrumentos, gas combustible o gas de proceso, acondicionado.



Abierta o cerrada.

Tabla No. 4 Seleccin del actuador de acuerdo al tipo de instalacin marina. 8.2.1.5.2 Instalaciones terrestres.

8.2.1.5.2.1 Las instalaciones terrestres en donde se pueden utilizar los actuadores se clasifican de acuerdo a su funcin y se tienen los siguientes tipos: a) Terminales (almacenamiento y distribucin) b) Estaciones de compresin c) Estaciones de bombeo d) Bateras de separacin de crudo. e) Planta de generacin de nitrgeno. f) Estaciones de medicin.


8.2.1.5.2.2 En las instalaciones terrestres se pueden seleccionar actuadores neumticos, hidrulicos o elctricos, de acuerdo con los mismos criterios que para instalaciones marinas pero con la excepcin de que en instalaciones donde la distancia del actuador a la fuente de suministro de aire de instrumentos sea demasiado grande o no se tenga el servicio, se deben seleccionar actuadores elctricos. 8.2.1.5.2.3 La tabla No. 5 proporciona informacin para la seleccin de actuadores, de acuerdo al tipo de instalacin terrestre.Instalaciones terrestres TipoTerminal de almacenamiento y distribucin

Actuador a utilizarElctrico

Requerimientos120 VCA, 60 Hz, 1 fase, o 220 / 460 VCA, 60 Hz, 3 fases Aire de instrumentos o gas combustible acondicionado

VlvulasRotatoria de un cuarto de vuelta Rotatoria de un cuarto de vuelta

ServicioSeccionamiento: Abierto o cerrado.

Seal de control120 VCA o 24 VCD

Posicin de fallaUltima posicin.

AlternativaActuador neumtico tipo pistn de doble accin Actuador hidroneumtico tipo paletas con banco de tanques de nitrgeno Neumtico tipo pistn para vlvula rotatoria Actuador hidroneumtico tipo paleta o actuador elctrico Actuador hidroneumtico tipo paletas con banco de tanques de nitrgeno Neumtico tipo pistn para vlvula rotatoria Actuador hidrulico tipo pistn de doble accin Actuador hidroneumtico tipo paletas con banco de tanques de nitrgeno Neumtico tipo pistn para vlvula rotatoria

Neumtico tipo pistn de simple accin Neumtico tipo diafragma/ resorte Estaciones de compresin Neumtico tipo pistn de doble accin Neumtico tipo pistn de simple accin Neumtico tipo diafragma/ resorte Estacin de bombeo Elctrico

Seguridad de proceso: Abierto o cerrado.

120 VCA o 24 VCD

Abre o cierra.

Aire de instrumentos

Lineales tipo globo y rotatorias Rotatoria de un cuarto de vuelta (90)

Control Modulante.

4-20 mA o con protocolo 120 VCA o 24 VCD

Abre o cierra.

Aire de instrumentos o gas combustible acondicionado

Seccionamiento: Abierto o cerrado.

Ultima posicin.


Abierta o cerrada.


Lineales tipo globo y rotatorias Rotatoria de un cuarto de vuelta (90)

Control Modulante.

4-20 mA o con protocolo 120 VCA o 24 VCD

Abierta o cerrada.

120 VCA, 60 Hz, 1 fase, o 220 / 460 VCA, 60 Hz, 3 fases Aire de instrumentos o gas de proceso.

Seccionamiento: Abierto o cerrado. Seguridad de proceso: Abierto o cerrado.

Ultima posicin. Abierta o cerrada.

Neumtico tipo pistn de simple accin Neumtico tipo diafragma/ resorte



Control Modulante.


Abierta o cerrada.

Tabla No. 5 Seleccin del actuador de acuerdo al tipo de instalacin terrestre.


Instalaciones terrestres TipoBateras de separacin de crudo, Planta de generacin de nitrgeno

Actuador a utilizarNeumtico tipo pistn de doble accin Neumtico tipo pistn de simple accin Neumtico tipo diafragma/ resorte

RequerimientosAire de instrumentos o gas de proceso.

VlvulasRotatoria de un cuarto de vuelta (90)

ServicioSeccionamiento: Abierto o cerrado.

Seal de control24 VCD o 120 VCA

Posicin de fallaUltima posicin.

AlternativaActuador hidroneumtico tipo paletas Actuador hidroneumtico tipo paletas con banco de tanques de nitrgeno Neumtico tipo pistn para vlvula rotatoria Actuador hidroneumtico tipo paletas Neumtico tipo pistn para vlvula rotatoria


Abre o cierra.

Aire de instrumentos o gas de proceso.

Lineales tipo globo y rotatorias Rotatoria de un cuarto de vuelta (90) Lineales tipo globo y rotatorias

Control Modulante.

4-20 mA o con protocolo 120 VCA o 24 VCD 4-20 mA o con protocolo

Abre o cierra.

Estacin de medicin

Elctrico

120 VCA, 60 Hz, 1 fase, o 220 / 460 VCA, 60 Hz, 3 fases Aire de instrumentos o gas de proceso.

Seccionamiento: Abierto o cerrado. Control Modulante.

Ultima posicin. Abierta o cerrada.

Neumtico tipo diafragma/ resorte

Tabla No. 5 Seleccin del actuador de acuerdo al tipo de instalacin terrestre (continuacin). 8.2.2 Dimensionamiento del actuador.

8.2.2.1 Debe ser dimensionado para generar un par o empuje suficiente para proporcionar el movimiento al elemento de cierre requerido por la vlvula para abrirla, cerrarla o posicionarla en cualquier punto a lo largo de su carrera. 8.2.2.2 La mxima fuerza de empuje o par de salida del actuador no debe exceder el mximo permitido por el vstago o asiento de la vlvula, este valor debe ser proporcionado por el fabricante de la vlvula. 8.2.2.3 Para actuador elctrico, la potencia del motor debe ser definida por la magnitud del par o empuje que el actuador requiere proporcionar a la vlvula para su operacin. 8.2.2.4 Para actuador neumtico tipo diafragma, se debe calcular el rea efectiva del actuador que genere el empuje necesario para el movimiento de la vlvula de control. 8.2.2.5 Los proveedores de los actuadores deben garantizar la correcta operacin del conjunto vlvulaactuador bajo las condiciones especificadas. 8.2.2.6 Cada actuador se debe incluir con la memoria de clculo de su dimensionamiento, elaborada y aprobada por el fabricante del mismo. 8.2.2.7 Para verificar la seleccin y dimensionamiento del actuador se deben tomar en cuenta los criterios indicados en el Anexo B de este documento. 8.2.2.8 En los actuadores manuales la fuerza mxima requerida aplicada al vstago de la vlvula para el par de arranque o empuje no debe exceder de 360 N.


8.2.2.9 El tamao del dimetro del volante manual o la longitud de la palanca para actuadores manuales deben estar de acuerdo con el par a desarrollar como se indica en la Tabla No. 6.Par Nm10 17 24 32 40 48 56 65 74 83 92 110 127 146 174 203 229 254 305

Palanca Longitud mm (pulgadas)254 (10) 254 (10) 254 (10) 254 (10) 254 (10) 304.8 (12) 304.8 (12) 508 (20) 508 (20) 508 (20) 508 (20) 508 (20) 508 (20) -------------

Volante Manual Dimetro mm (pulgadas)50.8 (2) 76.2 (3) 101.6 (4) 127.0 (5) 152.4 (6) 177.8 (7) 203.0 (8) 228.6 (9) 254.0 (10) 279.4 (11) 304.8 (12) 355.6 (14) 406.4 (16) 457.2 (18) 533.4 (21) 609.6 (24) 685.8 (27) 762.0 (30) 914.4 (36)

Tabla No. 6. Dimetros de volante y longitudes de palanca. 8.3 8.3.1 Especificacin del actuador. General

8.3.1.1 El actuador debe cumplir con los requisitos que se establecen en este documento y con lo que se indique por requerimiento de proyecto en los formatos de especificacin de cada tipo de actuador que se incluyen en el Anexo A de este documento.


8.3.1.2 El alambrado de los dispositivos elctricos debe cumplir con la NOM-001-SEDE-2005. 8.3.1.3 Los dispositivos elctricos y electrnicos utilizados para el control del actuador deben cumplir con la clasificacin de rea peligrosa de la instalacin de acuerdo a NRF-036-PEMEX-2003 y con lo que se indique en el formato del Anexo A de este documento para cada tipo de actuador. 8.3.1.4 El protocolo de comunicacin para supervisin, control y diagnstico de los actuadores, debe estar especificado con base en la NRF-046-PEMEX-2003. 8.3.1.5 El actuador debe ser seleccionado para operar conforme los requerimientos de las condiciones ambientales de temperatura y humedad relativa que se especifiquen, por lo que el diseo del fabricante debe cubrir un rango que satisfaga este requerimiento, el proveedor debe indicar el rango de temperatura de su equipo en Kelvin y el rango de frecuencia de vibracin que soporta su equipo en Hz. 8.3.1.6 La base de montaje y el acoplamiento actuador/vlvula debe cumplir con lo especificado en la ISO 5210:1991 e ISO 5211:2001. 8.3.1.7 Todos los tornillos externos del actuador deben ser de acero inoxidable. 8.3.1.8 El material elctrico utilizado en el actuador debe incluir las conexiones elctricas, tanto para suministro elctrico como para control o sealizacin, de los actuadores y accesorios (actuadores elctricos, posicionadores analgicos o digitales, vlvulas solenoides, interruptores de lmite) y, deben ser de rosca tipo NPT o NPTF. 8.3.1.9 El recubrimiento anticorrosivo de los actuadores de las vlvulas para instalaciones terrestres debe cumplir con lo indicado en la NRF-004-PEMEX-2003. 8.3.1.10 El recubrimiento anticorrosivo de los actuadores de las vlvulas para instalaciones marinas debe cumplir con lo indicado en la Tabla 14, sistema 12 de la NRF-053-PEMEX-2005. 8.3.1.11 Las siguientes especificaciones estn dirigidas a cubrir el diseo, construccin y calidad en la fabricacin de los siguientes tipos de actuadores : a) Elctricos b) Hidrulicos c) Neumticos d) Manuales. 8.3.2 Actuadores elctricos.

8.3.2.1 General. 8.3.2.1.1 Deben cumplir con lo que se indique en el formato de especificacin del Anexo A para vlvulas con actuador elctrico y a los requerimientos establecidos en este documento. 8.3.2.1.2 La accin a falla de las vlvulas de seccionamiento debe ser a su ltima posicin. 8.3.2.1.3 Para vlvulas de seguridad de proceso deben ser alimentados desde un sistema ininterrumpible de energa elctrico y su accin a falla debe ser a posicin segura abre a falla o cierra a falla.


8.3.2.1.4 Deben tener capacidad para proporcionar cualquiera de las siguientes salidas: a) Un cuarto de vuelta (Movimiento Rotatorio de la vlvula). b) Multi-vuelta (Movimiento lineal de la vlvula). 8.3.2.1.5 Debe ser capaz de instalarse en cualquier posicin sin ver afectado su desempeo. 8.3.2.1.6 El mtodo de sujecin del actuador a la vlvula debe ser por medio de pernos o tornillos. El nmero requerido debe estar de acuerdo al tamao y a la clase de la brida de acoplamiento. 8.3.2.1.7 Deben formar una unidad completa, acoplados directamente sobre la vlvula o mediante un sistema de transmisin de barra de extensin con bridas y debe estar integrada por: a) Motor elctrico b) Caja de engranes c) Sistema de control d) Indicador de posicin e) Interruptores de lmite f) Interruptores de par g) Volante manual 8.3.2.2 Motor elctrico. 8.3.2.2.1 Debe ser tipo reversible es decir; que gire en el sentido de las manecillas del reloj o en sentido contrario, con arrancador integrado, debe ser de tipo induccin jaula de ardilla y el aislamiento elctrico de los devanados debe ser clase F o H. 8.3.2.2.2 El actuador debe transmitir potencia del motor elctrico al vstago de la vlvula para proporcionarle movimiento a travs de un sistema de engranes llamado tornillo sin fin o engrane planetario. 8.3.2.2.3 En caso de requerir una fuerza de arranque alta, para el movimiento de la vlvula, el fabricante debe incluir los dispositivos para que el motor proporcione cierta velocidad antes de tomar la carga. 8.3.2.2.4 Debe estar protegido contra sobrecarga elctrica, por medio de elementos trmicos, y debe ser de diseo no ventilado totalmente cerrado y cumplir con la IEC-60034-1:2004. 8.3.2.2.5 La proteccin del motor por discriminacin de fases o prdida de sta debe ser considerada en el diseo. 8.3.2.2.6 El tipo se debe seleccionar de acuerdo con la tabla No. 1 de este documento. 8.3.2.2.7 Debe ser especificado para apertura-cierre o posicin intermedia de la vlvula (servicio de corto tiempo, S2) o modulante (servicio tipo intermitente, S4 o S5) de acuerdo con la IEC-60034-1:2004. 8.3.2.2.8 El suministro de energa elctrica a los motores se debe seleccionar entre una de las siguientes tensiones nominales, y estar de acuerdo a lo indicado en el numeral 8.10 de la NRF-048-PEMEX-2003: a) Una fase 120 VCA o 220 VCA, 60 Hz.


b) Tres fases 220 o 460 VCA, 60 Hz. c) 24 Volts VCD. 8.3.2.2.9 Debe operar con una tolerancia del +/-10% del voltaje nominal.

8.3.2.3 Caja de engranes. 8.3.2.3.1 Cuando se requiera debe ser totalmente cerrada. El material de construccin debe ser de acero forjado o de fundicin. 8.3.2.3.2 El actuador se debe incluir con engranes lubricados con grasa, diseados para soportar el par total del motor. 8.3.2.3.3 Todos los engranes deben ser tipo corona, o helicoidal, de aleacin de acero, tratado trmicamente, por ningn motivo se aceptan engranes no metlicos. 8.3.2.3.4 Para engranes tipo tornillo sin fin en aplicaciones de actuadores de vlvulas tipo multi-vuelta el material debe ser de aleaciones de bronce. 8.3.2.3.5 El sistema de engranes no debe permitir que el operador se regrese bajo una interrupcin de la seal del suministro de energa. Se deben usar cojinetes de bola o rodillo. Todos los engranes y cojinetes deben tener lubricacin. 8.3.2.3.6 El volante para operacin manual se debe desacoplar automticamente cuando el motor este energizado. El volante no debe rotar durante la operacin del motor. 8.3.2.3.7 Los actuadores de vuelta parcial se deben incluir con dos topes mecnicos ajustables externamente, los cuales deben estar integrados al actuador y limitar la carrera tanto para una operacin manual o elctrica. 8.3.2.3.8 Debe ser resistente a golpes y vibracin. 8.3.2.4 Control del actuador. 8.3.2.4.1 El actuador para las vlvulas de control debe ser capaz de recibir seales analgicas de 4 20 mA CD, 0-5 VCD y 0 10 VCD o seal digital con capacidad de manejar un protocolo de comunicaciones a travs de un canal de campo, de acuerdo a la NRF-046-PEMEX-2003 y debe tener un transmisor de posicin capaz de enviar una seal de retroalimentacin de la posicin de la vlvula en 4-20 mA. 8.3.2.4.2 El actuador de las vlvulas de seccionamiento o vlvulas de seguridad de proceso debe tener: potencimetro, interruptores de par, interruptores de lmite, control local (botones para apertura/paro/cierre) y selector local de tres posiciones (local/remoto/fuera de servicio). 8.3.2.4.3 Para la operacin del actuador de las vlvulas en forma remota la seal elctrica debe ser en 120 VCA o 24 VCD cuando la lgica de control es por medio de relevadores, y para actuadores con microprocesadores que se integren en un sistema digital de control, la seal debe ser digital y protocolizada para su transmisin a travs de una red de campo, de acuerdo a la NRF-046-PEMEX-2003. 8.3.2.4.4 El actuador equipado con un sistema de control con base en microprocesadores, debe disponer de una interfaz de control con el operador. La interfaz debe ser de tipo digital con pantalla de cristal lquido y capacidad de mostrar informacin de la indicacin de estado y diagnstico. Debe tener capacidad de


almacenamiento de datos y permitir descargas histricas de la operacin para anlisis de desempeo de la vlvula-actuador, la descarga se debe efectuar sin remover la tapa de la cubierta de la caja de control. 8.3.2.4.5 El actuador utilizado para el control de vlvulas de seguridad de proceso, se debe incluir con dispositivos internos o externos para prueba del actuador que permitan el movimiento parcial de la vlvula para verificar su disponibilidad, sin que se afecte el proceso. Estos dispositivos deben permitir cerrar la vlvula un 20 % de su cierre completo y permitir la verificacin total del circuito de control. Los dispositivos de prueba deben ser electromecnicos incluyendo accesorios digitales o tableros locales de control, interruptores de lmite, o cualquier otro accesorio de control asociado. Los dispositivos de prueba no deben interferir con la operacin normal de la vlvula y su acceso para operacin solo debe ser posible al personal autorizado. 8.3.2.4.6 La sealizacin del actuador para vlvula de seguridad de proceso debe cumplir con lo especificado por el SIS de la instalacin. 8.3.2.4.7 El actuador se debe incluir con interruptores de lmite de acuerdo a lo indicado en el numeral 8.4.7 de este documento. 8.3.2.4.8 El actuador debe incluir un interruptor de par que acte en ambos sentidos, el cual debe ser ajustado para proteger al motor de una sobre par cuando el par de la vlvula exceda el punto de ajuste del interruptor de par, (por bloqueo en el avance del vstago de la vlvula flecha del motor). El interruptor de par debe interrumpir el suministro de voltaje al actuador elctrico. 8.3.2.4.9 La velocidad de operacin del actuador debe proveer la accin de cierre a razn de 304.8 mm (12 pulgadas) por minuto con una tolerancia del 10 % como mnimo. El fabricante debe incluir la relacin de engranes para reducir la velocidad del actuador de acuerdo a lo requerido. 8.3.3 Actuador hidrulico.

Debe cumplir con lo que se indique en el formato de especificacin del Anexo A para vlvulas con actuador hidrulico y a los requerimientos establecidos de este documento. Se clasifican en funcin del suministro del tipo de energa que opera al actuador y es como sigue: a) Actuador hidrulico (fuente de suministro de energa fluido hidrulico presurizado). b) Actuador electro hidrulico (fuente de suministro de energa elctrica). c) Actuador hidroneumtico (fuente de suministro de energa neumtica). 8.3.3.1 Actuador hidrulico. Se debe seleccionar entre diseo tipo pistn o paletas para salida rotatoria y diseo tipo pistn para salida lineal, debe incluir bomba manual o volante para operacin local, sistema de control para operacin remota, indicador de posicin tipo mecnico y topes de carrera ajustables. La fuente de suministro de energa debe ser fluido hidrulico suministrado por una central hidrulica independiente al actuador. La fuente de suministro hidrulico para aplicacin en actuadores de vlvulas de seguridad de proceso debe cumplir con lo indicado en el numeral 8.6.4.4 de la NRF-045-PEMEX-2002. 8.3.3.2 Actuador electro hidrulico. Debe ser de un diseo similar al actuador hidrulico pero incluyendo una unidad de potencia hidrulica compuesta por un motor elctrico, bomba hidrulica, tanque de deposito de aceite e interruptor de presin


formando una unidad auto contenida para ser montada directamente sobre la vlvula. El diseo del motor debe cumplir con lo indicado en el numeral 8.3.2.2 de este documento. La fuente de suministro de energa debe ser elctrica. 8.3.3.3 Actuador hidroneumtico. 8.3.3.3.1 Debe ser de diseo similar al actuador hidrulico, puede estar equipado por dos tanques de gas/fluido hidrulico o por una unidad de potencia hidrulica operada por un motor neumtico para presurizar el fluido hidrulico. La fuente de suministro de energa debe ser neumtica. 8.3.3.3.2 Los tanques gasfluido hidrulico deben ser diseados, fabricados e inspeccionados en cumplimiento con los requerimientos del cdigo ASME seccin VIII-1999 o equivalente. 8.3.3.4 Diseo del actuador hidrulico. Los diseos pueden ser: a) Tipo pistn de doble accin o pistn de simple accin b) Tipo paletas 8.3.3.4.1 Actuador del tipo pistn de doble accin o pistn de simple accin. 8.3.3.4.1.1 El diseo tipo pistn de doble accin debe incluir un pistn dentro de un cilindro que requiere presin hidrulica aplicada en un extremo y con salida a un sistema de baja presin en el lado opuesto para producir un movimiento de rotacin en una direccin, cuando se invierte el suministro de presin debe producir un movimiento de rotacin en la direccin contraria, los mecanismos para operar el vstago o flecha de la vlvula pueden ser cremallera y pin o yugo Escocs, se debe seleccionar para una operacin de normalmente abierto o normalmente cerrado. 8.3.3.4.1.2 El diseo tipo pistn de simple accin debe incluir un pistn y un resorte dentro de un cilindro y requiere presin hidrulica en una sola direccin, su diseo debe permitir dar una posicin de falla segura (vlvula abierta o cerrada) en caso de perdida de energa. Los mecanismos para operar el vstago o flecha de la vlvula pueden ser cremallera y pin o yugo Escocs. 8.3.3.4.1.3 Se debe seleccionar el mecanismo de cremallera y pin para aplicaciones de par constante, o el mecanismo de yugo Escocs para aplicaciones de par variable siendo posible elegir para este ltimo entre el mecanismo de yugo Escocs simtrico o el mecanismo de yugo Escocs inclinado, el primero para cuando se requieran picos de par en ambos finales de carrera y el segundo solo cuando se requiera un pico de par en uno de los finales de carrera. 8.3.3.4.2 Tipo paletas rotatorias. Se debe seleccionar para aplicaciones de par constante cuando se maneja alto flujo. 8.3.3.5 Fuente de suministro de potencia. Puede ser una central hidrulica la cual no forma parte del actuador o puede ser alguna de las siguientes: a) Unidad de potencia hidrulica. b) Gas natural de la lnea de proceso y servicio. c) Presin de gas almacenada en tanques.


8.3.3.5.1 Unidad de potencia hidrulica. 8.3.3.5.1.1 Debe ser diseada para satisfacer los requerimientos especficos del actuador y debe estar compuesta por: 8.3.3.5.1.2 Uno de los siguientes tipos de motor: a). Motor elctrico. b). Motor neumtico. 8.3.3.5.1.3 Una bomba hidrulica compuesta por: a). Tanque de almacenamiento de acero al carbono con indicador visual de nivel de aceite. b). Acumulador hidrulico c). Sistema de control (con base en PLC o relevadores) y accesorios, incluida la instrumentacin necesaria. d). Tuberas, filtros, vlvulas y conexiones, de acero al carbono 8.3.3.5.1.4 La unidad de potencia hidrulica debe ser suministrada como una unidad auto contenida montada directamente sobre la vlvula para actuador electro hidrulico o sobre un patn estructural para actuador hidroneumtico. 8.3.3.5.2 Gas natural de la lnea de proceso y servicio.

8.3.3.5.2.1 La presin debe ser mayor que la presin de operacin requerida por el actuador para el movimiento de la vlvula, el rango de presin de la lnea para que pueda operar un actuador debe estar dentro de 689.5 y 20 684.3 kPa (100 y 3000 PSIG). El rango de temperatura ambiente debe estar entre 243.15 K y 343.15 K (-30 y 70C). 8.3.3.5.2.2 La presin del gas debe ser proporcionada directamente sobre un par de tanques de gas sobre fluido hidrulicos para crear presin hidrulica y operar el actuador ya sea de tipo pistn o tipo paletas. 8.3.3.5.2.3 La toma de presin de gas natural de la lnea debe ser redundante, la ubicacin debe estar antes y despus de la vlvula a operar. 8.3.3.5.2.4 En caso de requerir alta presin de fluido hidrulico y la presin de la lnea est por debajo de la presin requerida, se debe utilizar un motor neumtico de una unidad de potencia hidrulica para proporcionar la potencia necesaria como lo indicado en el numeral 8.3.3.3.1 de este documento. 8.3.3.5.3 Presin de gas almacenado en tanques.

8.3.3.5.3.1 Se debe seleccionar este medio de suministro de potencia cuando no se disponga de ninguno de los dos anteriores o cuando se requiera un respaldo de energa para proporcionar el movimiento requerido por un actuador. 8.3.3.5.3.2 El diseo debe satisfacer las demandas del o los actuadores y, se debe calcular el volumen de gas almacenado en un tanque o cilindro, el tamao del cilindro, y el nmero de cilindros requeridos para operar una o varias vlvulas un nmero determinado de veces.


8.3.3.5.3.3 El gas almacenado debe ser nitrgeno seco, por ningn motivo se debe aceptar oxigeno. El o los cilindros deben estar sobre un patn estructural. 8.3.3.6 Acoplamiento y montaje. 8.3.3.6.1 El actuador debe tener la capacidad de ser montado o removido de la vlvula cuando sta se encuentre en servicio. Para el diseo de pistn de simple accin bajo ninguna circunstancia el cartucho del resorte debe tener la opcin de ser removido mientras este comprimido. 8.3.3.6.2 El actuador de paletas rotatorias debe estar montado verticalmente. Los actuadores tipo pistn de yugo Escocs o cremallera y pin deben estar montados horizontalmente orientados paralelamente a la tubera de proceso, sin embargo deben tener capacidad de montaje en cualquier posicin. 8.3.3.6.3 Se deben incluir los accesorios requeridos para adaptar la salida del actuador (rotatoria o lineal), cuando as se requiera. 8.3.3.6.4 La base para el montaje y el acoplamiento actuador/vlvula debe estar de acuerdo con la ISO 5210:1991 para vlvulas multi vuelta y la ISO 5211:2001 para vlvulas de un cuarto de vuelta. 8.3.3.7 Fluido hidrulico. 8.3.3.7.1 Debe cumplir con las especificaciones del fabricante del actuador y debe considerar las condiciones ambientales de temperatura del lugar en donde se instalara el actuador. 8.3.3.7.2 El fabricante debe especificar los siguientes requerimientos del fluido: a) Gravedad especifica. b) Viscosidad a diferentes temperaturas. c) ndice de viscosidad. d) Punto de flujo. e) Punto de evaporacin. f) Color.

8.3.3.7.3 El usuario se debe asegurar de seguir la recomendacin del fabricante en caso del uso de aditivos, por ejemplo anticongelantes o antioxidantes. 8.3.3.7.4 El fluido hidrulico a usar se debe emplear tanto en la operacin normal, con actuadores tipo paletas o tipo pistn, como en la operacin manual con la bomba hidrulica. 8.3.3.8 Materiales de construccin. 8.3.3.8.1 Cuando se utilice gas amargo como fuente de energa para presurizar el fluido de potencia, las partes del sistema que estn en contacto con ste (tubera, conectores, actuador) deben cumplir con la NACE MR0175/ISO 15156:2001. 8.3.3.8.2 El tubing utilizado en el actuador debe ser de acero inoxidable 316L y debe cumplir con el ASTM A 269 04, ASTM/A 269 grado TP 316L (UNS No. 31603) o equivalente; el tratamiento trmico de solubilizacin


y marcado, debe cumplir con el prrafo 31.1 del ASTM 1016 A/1016M-04 A o equivalente; el marcado se debe hacer en tubing con dimetros de 12.7 mm (1/2 pulgada), 9.6 mm (3/8 de pulgada) y 6.4 mm ( de pulgada). 8.3.3.8.3 Los conectores para tubing, deben ser de acero inoxidable 316 del tipo compresin con doble sello. 8.3.3.8.4 8.3.3.8.4.1 a) b) c) d) e) f) 8.3.3.8.5 8.3.3.8.5.1 a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) Tipo paletas rotatorias. Debe ser suministrado con los materiales que se indican a continuacin: Ensamble rotor-paleta: Acero al carbono. Metal de sacrificio de la paleta: Bronce. Cojinete del rotor: Bronce. Zapata fija: Acero de fundicin. Cuerpo, tapa superior e inferior: Acero al carbono, interior del cuerpo tipo acabado espejo. Sellos: Buna N o Vitn. Tipo pistn con mecanismo yugo Escocs. Debe ser suministrado de acuerdo con los siguientes materiales y caractersticas: Cuerpo: Acero al carbono o hierro dctil. Yugo: Acero al carbono. Barra gua: (cuando se requiera) Aleacin de acero cromada. Tornillos: Acero inoxidable. Cartucho: Acero al carbono. Resorte: Aleacin de acero. Cilindro: Acero al carbono. Pistn: De acero al carbono. Varilla del pistn: Aleacin de acero cromada. Anillos O: NBR. Sellos: NBR y tefln. Acero, bronce y tefln.

l) Bujes:

8.3.3.8.5.2 Los elastmeros deben ser de material compatible con el fluido hidrulico empleado. 8.3.3.8.5.3 Las superficies de los cojinetes, incluyendo el cilindro, barra de pistn, yugo, deben ser tratados para tener una superficie durable, auto lubricada, resistente al uso y corrosin. 8.3.3.8.6 8.3.3.8.6.1 a) b) c) d) e) f) g) h) Tipo pistn de cremallera y pin. Deben ser suministrado de acuerdo con, los siguientes materiales como mnimo: Cuerpo: Acero al carbono o hierro dctil. Cremallera: Aleacin de acero. Pin: Aleacin de acero. Pistones: Aleacin de acero o Acero al carbono. Varilla de seguridad: Aleacin de acero. Resorte: Aleacin de acero. Sellos : NBR y tefln Anillos O: NBR.


8.3.3.9 Control del actuador. 8.3.3.9.1 El actuador debe incluir los accesorios y especificaciones de los mismos que garanticen su funcionamiento. 8.3.3.9.2 Lo actuadores deben estar equipados con un sistema de control el cual puede estar montado en el actuador o remotamente y debe ser para servicio de dos posiciones o modulante segn se especifique. Se debe proporcionar un tablero o gabinete donde se agrupen todos los componentes de control. El sistema de control durante todas las condiciones de servicio no debe obstruir los espacios de trabajo. 8.3.3.9.3 Para control modulante el actuador debe ser capaz de operar mediante una seal de tipo digital, para canal de campo, de otra manera se pueden aceptar seales analgicas de 4-20 mA CD, 0-5 VCD, 0 10 VCD. 8.3.3.9.4 El protocolo de comunicacin para supervisin, control, diagnostico de los actuadores debe estar basado en la NRF-046-PEMEX-2003. 8.3.3.9.5 Para control remoto de dos posiciones, el actuador debe incluir vlvulas solenoides de acuerdo a lo indicado en el numeral 8.4.8 de este documento. 8.3.3.9.6 La sealizacin del actuador para vlvula de seguridad de proceso debe cumplir con lo especificado por el SIS de la instalacin. 8.3.3.9.7 Para vlvulas de seguridad de proceso, deben incluir dispositivos de prueba del actuador que permitan el movimiento parcial de la vlvula para verificar su disponibilidad, sin que se afecte el proceso. Estos dispositivos deben cerrar la vlvula aproximadamente 20 % de su cierre completo y permitir la verificacin total del circuito de control. Los dispositivos de prueba pueden ser electromecnicos, electroneumticos, neumticos o electrnicos incluyendo accesorios digitales o tableros locales de control, interruptores de lmite, solenoides, o cualquier otro accesorio de control asociado. Estos no deben interferir con la operacin normal de la vlvula y su acceso para operacin debe ser por personal autorizado. 8.3.3.9.8 Cuando el actuador se requiera con una unidad de potencia hidrulica se debe contar con una seal de alarma por bajo nivel de aceite en el tanque de almacenamiento. El nivel debe ser detectado por medio de un interruptor de nivel elctrico, el contacto del interruptor debe abrir en caso de bajo nivel de aceite. Adems se debe incluir una seal por alta presin de aceite en el circuito hidrulico y debe ser detectada por medio de un interruptor de presin de tipo elctrico, para generar una seal de alarma. El contacto del interruptor debe abrir en caso de alta presin en el circuito hidrulico. 8.3.3.9.9 Cuando el actuador se suministre con un paquete de presin de gas almacenado en tanques acumuladores para presionar el fluido hidrulico, debe incluir un interruptor de presin para detectar baja presin y generar una seal de alarma. El contacto del interruptor debe abrir en caso de baja presin en el acumulador hidrulico. 8.3.3.9.10 Los actuadores deben ser suministrados con interruptores de lmite de acuerdo a lo indicado en el numeral 8.4.7 de este documento. 8.3.3.9.11 Para actuadores hidrulicos el tiempo de operacin, debe cumplir con los requerimientos indicados en la tabla No. 7.


Tamao de la vlvulaHasta 609.6 mm (24 pulgadas) 660.4 mm hasta 914.4 mm (26 pulgadas - 36 pulgadas) Mayores de 914.4 mm (36 pulgadas)

Tiempo de apertura/cierre1 s/25.4 mm (1 pulgada) del tamao de vlvula 60 s 120 s

Tabla No. 7 Requerimientos de tiempo de operacin. 8.3.3.9.12 El diseo del fabricante debe cubrir un rango que satisfaga este requerimiento, el proveedor debe considerar la temperatura para prevenir el congelamiento del fluido hidrulico. 8.3.3.9.13 En caso de requerir control de velocidad del actuador, este debe estar de acuerdo a lo indicado en el numeral 8.4.10 de este documento. 8.3.4 Actuador neumtico.

8.3.4.1 General. 8.3.4.1.1 Debe cumplir con lo que se indique tanto en el formato de especificacin del Anexo A para vlvulas con actuador neumtico como en los requerimientos establecidos en este documento. 8.3.4.1.2 Los actuadores neumticos deben ser de diseo tipo diafragma-resorte o tipo pistn para salida lineal o rotatoria para servicio modulante o de dos posiciones. Cualquier seleccin debe incluir sistema de control para operacin remota, indicador de posicin o de carrera tipo mecnico, topes de carrera ajustables y volante o dispositivo manual para operacin local, el volante o dispositivo manual es opcional. 8.3.4.1.3 El actuador debe estar de acuerdo con alguno de los siguientes diseos: a) Actuadores tipo diafragma-resorte. b) Actuadores tipo pistn de doble accin o pistn de simple accin. 8.3.4.2 Actuadores tipo diafragma-resorte. 8.3.4.2.1 Se debe considerar para vlvulas de control con servicio modulante o de dos posiciones abierto cerrado. Para servicio modulante el actuador debe ser suministrado con posicionador y para dos posiciones con vlvula solenoide. 8.3.4.2.2 Debe ser capaz de abrir o cerrar la vlvula contra la mxima presin diferencial a travs de ella, debe ser capaz de proporcionar una posicin segura ante falla de suministro neumtico (abre a falla o cierra a falla). 8.3.4.3 Actuadores tipo pistn de doble accin o pistn de simple accin. 8.3.4.3.1 El diseo tipo pistn de doble accin debe estar compuesto por un pistn dentro de un cilindro, requiere presin neumtica aplicada en un extremo con venteo en el lado opuesto para producir un movimiento de rotacin en una direccin, cuando se invierte el suministro de presin debe producir un movimiento de rotacin en la direccin contraria, los mecanismos para operar el vstago o flecha de la vlvula deben ser


cremallera y pin o yugo Escocs, cuando se requiere proporcionar una posicin de falla segura ( abre a falla o cierra a falla) en caso de perdida de suministro de energa, se debe considerar un tanque de potencia neumtico de respaldo. 8.3.4.3.2 El diseo tipo pistn de simple accin debe estar compuesto por un pistn y un resorte dentro de un cilindro, requiere suministro de presin neumtica en una sola direccin, se debe seleccionar cuando se requiera una posicin de falla segura (abre a falla o cierra a falla) en caso de perdida de suministro de energa. Los mecanismos para operar el vstago o flecha de la vlvula deben ser cremallera y pin o yugo Escocs. 8.3.4.3.3 El venteo se debe proteger con aditamentos para prevenir la entrada de objetos al interior del actuador. 8.3.4.3.4 Se debe considerar para su uso en vlvulas de tamao moderado y grande, su aplicacin principal es para servicio de dos posiciones abierto/cerrado, tambin puede ser utilizado en aplicacin de servicio modulante que requiera de una fuerza de empuje grande o una accin rpida. 8.3.4.3.5 Se debe seleccionar el mecanismo de cremallera y pin para aplicaciones de par constante y el mecanismo de yugo Escocs para aplicaciones de par variable siendo posible elegir para este ltimo entre el mecanismo de yugo Escocs simtrico o el mecanismo de yugo Escocs inclinado, el primero para cuando se requieran picos de par en ambos finales de carrera y el segundo solo cuando se requiera un pico de par en uno de los finales de carrera, tal como el requerido por las vlvulas de mariposa. 8.3.4.4 Fuente de suministro de potencia. 8.3.4.4.1 El suministro de potencia a los actuadores puede ser aire de instrumentos (seco), gas combustible, gas amargo o gas nitrgeno. Cuando se utilice aire de instrumentos, el punto de roco medido a la salida de la secadora debe estar por lo menos a 281.15 K (8 C) por debajo de la temperatura mnima a la cual cualquier parte del sistema de aire de instrumentos este expuesto. 8.3.4.4.2 El suministro de aire de instrumentos para actuadores de vlvulas de seguridad de proceso debe cumplir con lo indicado en el numeral 8.6.4.3 de la NRF-045-PEMEX-2002. 8.3.4.4.3 Para los actuadores de diafragma-resorte la seal de suministro neumtico debe estar en el rango de 20.7 103.4 kPa (3 15 PSIG) o 41.4 206.8 kPa (6 30 PSIG), para actuadores tipo pistn la presin de suministro considerada para el diseo debe ser hasta 551.6 kPa (80 PSIG). 8.3.4.5 Acoplamiento y montaje. 8.3.4.5.1 El acoplamiento entre el yugo del actuador tipo diafragma-resorte con vlvulas de control tipo globo de vstago deslizante debe ser a travs del bonete, su conexin debe ser roscada. 8.3.4.5.2 Para vlvulas de control tipo mariposa el acoplamiento debe ser a travs de un soporte especial que una el yugo del actuador con el cuerpo de la vlvula, con conexin atornillada. 8.3.4.5.3 Para vlvulas de control tipo bola el acoplamiento debe ser a travs del yugo de montaje del actuador con el cuerpo de la vlvula, con conexin atornillada. 8.3.4.5.4 El acoplamiento debe ser suministrado con la vlvula.


8.3.4.5.5 El actuador debe ser instalado en posicin vertical. 8.3.4.6 Materiales de construccin. 8.3.4.6.1 General. 8.3.4.6.2 Cuando se utilice gas amargo como suministro neumtico, las partes del sistema que estn en contacto con ste (tubera, conectores, actuador) deben cumplir con la NACE MR0175/ISO 15156:2001. 8.3.4.6.3 El tubing debe ser de acero inoxidable 316L y debe cumplir con el ASTM A 269 04, ASTM/A 269 grado TP 316L (UNS No. 31603) o equivalente; el tratamiento trmico de solubilizacin y marcado, debe cumplir con el prrafo 31.1 del ASTM 1016 A/1016M-04 A o equivalente; el marcado se debe hacer en tubing con dimetros de 12.7 mm (1/2 pulgada), 9.6 mm (3/8 de pulgada) y 6.4 mm ( de pulgada). 8.3.4.6.4 Los conectores para tubing, deben ser de acero inoxidable 316 del tipo compresin con doble sello. 8.3.4.6.5 8.3.4.6.5.1 a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) 8.3.4.6.6 8.3.4.6.6.1 a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) Actuador tipo diafragma-resorte. Debe ser suministrado con los siguientes materiales y caractersticas: Caja del diafragma Acero o aluminio de fundicin. Diafragma Buna N con polister o Nitrilo con polister. Plato Acero o aluminio de fundicin. Resorte Aleacin de acero al carbono. Vstago del actuador Acero. Anillos tipo O Buna N o Nitrilo. Indicador de carrera Acero inoxidable. Bujes Bronce. Conector del vstago Acero plateado de zinc. Yugo Acero de fundicin. Actuador tipo pistn con mecanismo yugo Escocs. Debe ser suministrado de acuerdo con los siguientes materiales y caractersticas: Cuerpo: Acero al carbono o hierro dctil. Yugo: Acero al carbono. Barra gua: (cuando aplique) Aleacin de acero cromada. Tornillos: Acero inoxidable. Cartucho: Acero al carbono. Resorte: Acero al Carbono o Aleacin de acero. Cilindro: Acero al carbono. Pistn: Acero al carbono. Varilla del pistn: Aleacin de acero cromada. Anillos O: NBR. Sellos: NBR y tefln. Bujes: Acero, bronce y tefln.


8.3.4.6.7

Actuador tipo pistn de cremallera y pin.

8.3.4.6.7.1 Debe ser suministrado con los materiales siguientes: a) Cuerpo: b) Cremallera: c) Pin: d) Pistones: e) Resorte: f) Sello, Anillos O: Aluminio extruido. Acero al carbono. Acero al carbono. Aluminio de fundicin. Acero al carbono. Nitrilo, NBR.

8.3.4.7 Control del actuador. 8.3.4.7.1 Los actuadores deben incluir posicionador cuando se requiera modular el flujo en una vlvula de control, de acuerdo con el numeral 8.4.2 de este documento. 8.3.4.7.2 El actuador para vlvula de seguridad de proceso debe estar de acuerdo a lo Indicado en el numeral 8.6.6.3 de la NRF-045-PEMEX-2002. 8.3.4.7.3 Los actuadores neumticos deben ser suministrados con vlvulas solenoides para operacin remota de acuerdo a lo indicado en el numeral 8.4.8 de este documento. 8.3.4.7.4 Cuando se requiera interruptores de lmite, estos deben estar de acuerdo al numeral 8.4.7 de este documento. 8.3.4.7.5 Cuando se requiera regular la presin de suministro neumtico el actuador debe incluir un filtro regulador de acuerdo con lo indicado en el numeral 8.4.6 de este documento. 8.3.4.7.6 Para vlvulas de seguridad de proceso, se deben considerar dispositivos de prueba del actuador que permitan el movimiento parcial de la vlvula para verificar su disponibilidad, sin que se afecte el proceso. Estos dispositivos deben cerrar la vlvula aproximadamente 20 % y permitir la verificacin total del circuito de control. 8.3.4.7.7 Los dispositivos de prueba deben ser electromecnicos incluyendo accesorios digitales o tableros locales de control, interruptores de lmite, solenoides, o cualquier otro accesorio de control asociado. Los dispositivos de prueba no deben interferir con la operacin normal de la vlvula y su acceso para operacin solo debe ser por personal autorizado. 8.3.4.7.8 El requerimiento de tiempo de operacin de actuadores neumticos es similar a los actuadores hidrulicos, indicados en la tabla No. 7 de este documento. 8.3.4.7.9 En caso de requerir control de velocidad del actuador, este debe estar de acuerdo a lo indicado en el numeral 8.4.10 de este documento. 8.3.5 Actuadores manuales.

8.3.5.1 Diseo del actuador. 8.3.5.1.1 Los actuadores manuales deben ser de tipo palanca o tipo volante, con juego de engranes para salida multi vuelta, con capacidad de adaptarse a vlvulas de movimiento lineal y vlvulas rotatorias.


8.3.5.1.2 Los actuadores manuales deben incluir un indicador visual de la posicin de la vlvula. Los actuadores deben estar accesibles durante todas las condiciones de servicio, pero no deben obstruir los espacios de trabajo. 8.3.5.2 Montaje. 8.3.5.2.1 El montaje del volante manual se debe seleccionar superior o lateral. 8.3.5.3 Materiales. 8.3.5.3.1 El material del volante manual o de la palanca puede ser de hierro maleable, hierro dctil o acero. 8.3.5.3.2 La caja de engranes debe ser de acero dctil, el juego de engranes debe ser de aleacin de acero de alto grado y endurecido, permanentemente lubricadas y para servicio externo a prueba de agua. 8.3.5.4 Operacin. 8.3.5.4.1 En los actuadores con volante manual, el movimiento de rotacin para cerrar la vlvula debe ser en el sentido de las manecillas del reloj. 8.3.5.4.2 La palanca se debe acoplar para abrir o cerrar la vlvula y estar paralela a la tubera cuando la vlvula se encuentre en posicin abierta, la palanca debe ser identificada y almacenada cerca de la misma cuando as se requiera. 8.3.5.4.3 El uso de llaves tipo trinquete debe ser reducido hasta donde sea posible y es permitido donde la posicin de la vlvula impide una rotacin completa de la palanca. 8.3.5.4.4 En lugares poco accesibles al operador (posiciones elevadas), el volante debe ser suministrado con adaptadores para ser operados a travs de cadenas. 8.3.5.4.5 Los actuadores que utilizan un tipo de suministro de energa, neumtica, hidrulica o elctrica, deben incluir una palanca de embrague o desembrague para acoplar o desacoplar el volante y deben permitir la operacin manual de la vlvula. 8.3.5.5 Control. 8.3.5.5.1 El diseo del volante manual debe permitir acoplar accesorios tales como interruptores de limite, para monitoreo remoto de la posicin de la vlvula. Estos deben cumplir con lo indicado en el numeral 8.4.7 de este documento. 8.4 Accesorios para actuadores. 8.4.1 General.

8.4.1.1 Los actuadores deben incluir los accesorios requeridos para su operacin con un sistema de control. Para su especificacin se debe considerar la compatibilidad con otros dispositivos del sistema: como la energa de suministro y la seal de control; con el medio ambiente: corrosin y temperatura; con el actuador: como tiempo de operacin, frecuencia de operacin, modo de falla y con el tipo de vlvula.


8.4.1.2 Los accesorios se deben incluir integrados en los actuadores de las vlvulas de control o en las vlvulas de seguridad de proceso o de seccionamiento, de acuerdo a lo que se indique en los formatos de especificacin del Anexo A de este documento para cada tipo de actuador. 8.4.1.3 Dentro de los accesorios ms usuales se encuentran: a) Posicionadores. b) Transductores. c) Reforzadores de transmisin. d) Opciones para posicin segura. e) Regulador. f) Interruptores de lmite. g) Vlvula solenoides. h) Volante manual. i) j) Control de velocidad. Vlvulas de relevo trmicas.

k) Bomba hidrulica manual. 8.4.2 Posicionador.

8.4.2.1 Se debe especificar un posicionador cuando se requiere una respuesta rpida del actuador o una precisin en la posicin de la vlvula a modular, operar en rango dividido o incrementar la fuerza de empuje por incremento de presin. 8.4.2.2 Cuando el conjunto actuador-posicionador va a ser instalado en una vlvula existente, el tipo de posici

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