PRUEBA HIDROSTATICA

Definiciones•Hidrostática o estática de fluidos es la parte de la física que estudia los fluidos en reposo. Se denominan fluidos los cuerpos que no tienen forma propia, sino que se adaptan a la forma de la vasija que los contiene, son líquidos o gases. •Líquidos (difícilmente compresibles) poseen volumen propio.•Gases (compresibles), ocupan la totalidad del volumen del recipiente que los contiene. 

PRUEBA HIDROSTATICA

¿Qué es la prueba hidrostática?

Conocida también como Prueba Hidráulica. Es una prueba no destructiva, es la prueba de presión que se realiza a tuberías y equipos para verificar su hermeticidad, confirmar su integridad mecánica y avalar que estén en óptimas condiciones de operación.

PRUEBA HIDROSTATICA

¿En que consiste?

En bombear agua a una presión a más alta que la presión de operación y se mantiene a esa presión por un tiempo establecido previamente el cual varia según el equipo a probar.

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El recipiente se llena con un líquido casi incompresible generalmente agua o aceites y se examina en busca de fugas o cambios permanentes en forma. Tintes rojos o fluorescentes normalmente se añaden al agua para que las fugas más fáciles de ver.

La presión de prueba es siempre considerablemente mayor que la presión de operación para dar un margen de seguridad. Este margen de seguridad es típicamente 150% o 05.03 de la presión de diseño, en función de las normas que se aplican

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El agua es de uso general porque es casi incompresible. Si el gas a alta presión fuera utilizado, el gas se comprimiría quizás varios cientos de veces su volumen generando el riesgo de una explosión, con el riesgo acompañante de daño o de lesión. Éste es el riesgo que la prueba se trata de atenuar.

PRUEBA HIDROSTATICALa presión de prueba hidrostática para cada equipo está determinada por un estándar y depende de la presión de operación del sistema y de la máxima presión a la cual debe ser sometido en caso de emergencia. Para vasijas sometidas a alta presión, la presión de prueba hidrostática generalmente es 1.5 veces la presión de operación normal, corregida por la relación de fatiga entre la temperatura ambiente y la de prueba

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La Norma Oficial Mexicana, NOM-020-STPS-2002, establece en el punto 9.1.1, la definición de Prueba Hidrostática como "La prueba consiste en presurizar al equipo sin estar en funcionamiento y desenergizado, desconectado en sus partes mecánicas y neumáticas a una temperatura no mayor de 40 grados centígrados, con graficador de presión o manómetro calibrado conectando al equipo, hasta una presión de prueba que debe ser al menos 10% arriba de la presión de calibración del dispositivo de seguridad, con un fluido incompresible cuyo comportamiento al incremento de la presión no genere riesgos."

PRUEBA HIDROSTATICAEquipos y materiales requeridos.

•Bomba hidráulica con capacidad para alcanzar la presión de prueba.•Manómetros con escalas graduadas que no sean mayores a 1.3 veces la presión de prueba.•Un equipo registrador de presión para tener la gráfica de evolución de la presión de prueba.•Válvulas de bloque con capacidad para soportar la presión de prueba.•Tubería y mangueras para conectar el sistema, que estén diseñadas para soportar la presión de la prueba.•Líquido para llenar el elemento o sistema que se va a someter a prueba.

PRUEBA HIDROSTATICAProcedimiento para hacer la prueba hidrostática

a) Permita que el líquido de llenado fluya libremente por todo el sistema o componente a probar hasta que éste quede completamente lleno. Para retirar el aire contenido en el sistema, abra las válvulas de venteo y drenajes y deje que salga líquido en los puntos altos y bajos de la instalación; al principio sale aire, luego aire con líquido y finalmente sale líquido puro; en este instante empiece a cerrar progresivamente las válvulas, iniciando por los drenajes y dejando por último los venteos, hasta que queden completamente cerradas y cuando se perciba que no sale ninguna burbuja de aire.

PRUEBA HIDROSTATICAb) Con la bomba hidráulica aumente lentamente la presión en el sistema hasta alcanzar el 50% de la presión de prueba. Luego aumente gradualmente la presión (0.1 veces cada 10 minutos) hasta alcanzar una presión de 1.5 veces la presión normal de trabajo, corregida por la temperatura de diseño.

c) Cierre completamente la válvula de entrada de líquido, aisle el sistema y mantenga la presión de prueba durante 30 segundos en los cilindros y durante 30 minutos en el resto del sistema, registrando simultáneamente y gráficamente la evolución de la presión en este período. Verifique si hay fugas. Si no las hay, la presión debe permanecer constante durante el período de prueba.

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d) Reduzca la presión hasta 2/3 de la presión de prueba y manténgala hasta completar la revisión de todos los puntos potenciales de fuga en el sistema.

Análisis de resultados: Verifique en cada paso si existen fugas y corrobore con el registro gráfico de presión. Si nota alguna caída en la presión, identifique el punto de fuga, corrija la causa y repita nuevamente la prueba siguiendo el mismo procedimiento hasta que la presión se mantenga. Deje constancia escrita de la fecha, hora, presión de prueba, fallas detectadas, resultados finales, y el nombre y firma del operario que la realizó.

¡CUIDADO! Antes de presionar el sistema retire los discos de ruptura, las válvulas de seguridad o de relevo y los instrumentos que se puedan dañar con la presión y con el fluido que se va a utilizar

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Fluido de prueba y disposición

Se deberá tener en cuenta la fuente y disposición final del fluido de prueba observando las leyes o reglamentaciones vigentes en las regiones donde se realicen los ensayos. Se deberá procurar evitar una vez finalizado el ensayo, la contaminación de vertientes, plantaciones, ríos o mantos subterráneas dependiendo de factores tales como excesivos volúmenes o aditivos empleados.

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Condiciones ambientales

En zonas de baja temperatura, puede requerirse el calentamiento del fluido empleado para el ensayo, o bien, el empleo de anticongelantes a efecto de evitar el congelamiento y la consiguiente rotura de líneas o equipamiento por efecto de la dilatación. De ser empleados anticongelantes, deberán extremarse los cuidados para el manipuleo y para la disposición final del fluido.

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Llenado

El llenado puede efectuarse por diferentes metodologías, pero en todos los casos se deberá procurar la eliminación de los bolsones de aire en el tramo a ensayar, puesto que los mismos presentarían un riesgo potencial de descarga de energía acumulada en el sistema, o podría presentar el peligro de fractura frágil del metal.

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Para grandes tramos de líneas, el empleo de uno o más dispositivos mecánicos conocidos con el nombre de “chanchos” (Pigs) es recomendable para facilitar la expulsión del aire atrapado. Este dispositivo que consta de un eje y diferentes discos que es empujado por el agua de llenado mediante bombeo.

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Ensayo

Usualmente se emplean bombas de desplazamiento positivo a efectos de presurizar el sistema para el ensayo. Deberá verificarse que el rango de la bomba a emplear sea superior a la máxima presión del ensayo a efectuar.

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Las válvulas no debe ser inferior a la presión de ensayo y deberá verificarse que todos sus componentes y mangueras se encuentren en condiciones satisfactorias. Deberá verificarse que los materiales empleados en la construcción sean los adecuados, que hayan complementado los ensayos no destructivos y realizado el ensayo hidrostático para asegurar su resistencia mecánica, conjuntamente con las mangueras de presión. Es conveniente el empleo de válvulas de seguridad o discos de ruptura que impidan sobrepasar los límites predeterminados.

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Presurización / Despresurización

La ingeniería del proyecto es la encargada de determinar la presión a la cual se debe realizar el test (Indicado en planos y/o diagramas).

Es recomendable elevar la presión con un rango de 1 Bar/min hasta el 80% de la presión de ensayo y esperar un tiempo prudencial a efectos de asegurar que no existan fugas mayores y efectuar un monitoreo general.

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Luego de ese período puede ser elevada la presión con un rango de 0,5 Bar/min hasta lo requerido para el ensayo y asegurando que la misma sea mantenida de forma uniforme. Esto puede ser verificado mediante manómetros o a través de registradores de presión – temperatura.

Para evitar incidentes, la despresurización deberá ser realizada de forma moderada y constante. Una regla práctica para ello es realizarla en un rango aproximado de entre 3 y 5 Bar/min.

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Una distancia de seguridad de alrededor de 40 m es recomendable observar para y asegurar la evacuación de todo el personal que no esté afectado a la tarea.

Se deberán tomar las precauciones necesarias con la gente involucrada en el ensayo, a efectos de evitar colocarse de frente a todos aquellos elementos removibles o con partes móviles (Vástago de válvulas, Bridas, Tapones, etc) ante la posibilidad que alguno de estos elementos fuera expulsado.

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Especial cuidado deberá tenerse en cuenta para grandes tramos de ensayos respecto del control de presión y volumen de líquido previamente calculado, puesto que un desvío en el gráfico del registrador puede estar indicando que alguna cañería ha alcanzado su límite elástico y por consiguiente, su potencial peligro de rotura.

PRUEBA HIDROSTATICAINSPECCION INTEGRAL DE UN TANQUE

El propósito es determinar si el tanque tiene fugas o esta deteriorándose y determinar su vida útil remanente.

La inspección de Integridad se define como “el método de inspeccionar estructuras donde la prueba hidrostática usando agua u otro líquido o prueba neumática es realizada en combinación con un sistema de inspección no destructiva que incluye, emisión acústica y ultrasonido”.

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Emisión Acústica y Prueba Hidrostática

Este método de prueba consiste en someter los tanques de almacenaje a esfuerzo creciente mientras se monitorea con sensores que son sensitivos a emisión acústica (ondas de fuerza momentánea) causada por defectos o fallas crecientes.

El método de prueba requiere someter el tanque a esfuerzo. El esfuerzo puede lograrse llenando el tanque con su contenido normal o un líquido alternativo y en algunos casos aplicando presión hidrostática o neumática.

PRUEBA HIDROSTATICA

El método AE puede detectar fallas que están en lugares que son sometidos a esfuerzo durante la presurización. Estos lugares incluyen la pared del tanque, soldaduras que fijan relleno o forro al tanque, conexiones de boquillas, y soldaduras que fijan refuerzos circunferenciales al tanque.

PRUEBA HIDROSTATICA

El exceso de ruido ambiental puede distorsionar los datos AE o volverlos inútiles. Los usuarios deben estar atentos a las fuentes comunes de ruido ambiental: alta velocidad de llenado (ruido de flujo medible), contacto mecánico (impacto, fricción, rozamiento) con el tanque por objetos, interferencia electromagnética (EMI) (motores, soldadores, grúas por arriba) e interferencia de frecuencia de radio (RFI) (medios de radiodifusión, walkie talkies),