Que es una Prueba Hidrostática?
Es la aplicación de una presión a un equipo o línea de tuberías fuera de operación, con el fin de verificar la hermeticidad de los accesorios bridados y la soldadura, utilizando como elemento principal el agua o en su defecto un fluido no corrosivo. Todo equipo nuevo debe ser sometido a una prueba de presión (hidrostática), en los talleres o de la misma forma se realiza en campo en caso de una construcción, o proyecto industrial.
Los códigos de diseño de los equipos y sistemas de tuberías (ASME, API, TEMA, BS, entre otros), establecen claramente las prácticas recomendadas de cómo realizar la prueba hidrostática, con el fin de garantizar la integridad física de las personas y los equipos.
Por lo general, un equipo que halla sido probado en los talleres del fabricante no debería ser probado nuevamente después de su instalación, a menos que sea requerido por algunas de las autoridades locales o si existe alguna sospecha de que el equipo halla sufrido algún daño durante el transporte, por lo que la prueba se llevará efecto de acuerdo al código de diseño o a las especificaciones del caso.
La prueba hidrostática también aplica cuando se reemplaza o se reparan líneas existentes. La prueba hidrostática nos permite:
- Determinar la calidad de la ejecución del trabajo de fabricación o reparación de la línea o equipo.
- Comprobar las condiciones de operación para garantizar la seguridad tanto de las personas como de las instalaciones.
- Detectar fugas.
NORMALIZACIÓN PARA REALIZAR LA PRUEBA HIDROSTÁTICA: Para realizar las pruebas hidrostáticas se requiere utilizar un sistema de tuberías según las normas técnicas ASME, ANSI y API.
El siguiente cuadro contiene las normas que aplican según el caso y la respectiva utilización de cada una.
TABLA DE ESPECIFICACIONES DE NORMAS TÉCNICAS:
Tipo de norma: Aplicada en:
ANSI B31.1
ASME SECCION 1 Líneas de vapor plantas eléctricas, plantas de GLP, gabarras.
Transporte de vapor, agua, aceite y en los sistemas de tuberías externos de las calderas.
ANSI B31.2 Transporte de gas combustible.
ANSI B31.3
API RP – 14E Transporte de gas, vapor, agua, aire, productos químicos, aceites y otros productos del petróleo.
Estaciones de flujo, múltiples de producción y verticales.
ANSI B31.4
ANSIB31.8
API RP – 1111 Transporte de crudos, condensados, productos del gas licuado (GLP), gasolina y amoníaco anhídrido.
Líneas sublacustres de bombeo de crudo, de transmisión y distribución de gas.
API SPEC – 5A
API SPEC – 5AX
API BULL – 5C2
API BULL – 5C3 Líneas de perforación, tuberías de revestimiento (casing), y tuberías de producción.
API SPEC – 6A Cabezales de los pozos.
API RP - 53
API RP - 7G Válvulas BOP (equipo impide reventones “blowout preventer”).
PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE LA PRUEBA HIDROSTÁTICA:
Preparar una prueba hidrostática significa que se deben tomar todas las precauciones inherentes a todo el proceso; es como preparar el escenario de un gran acontecimiento. Esto es por el riesgo que presenta la operación. De acuerdo con lo expuesto se debe considerar lo siguiente:
Asegurarse de adecuar el sitio para dejar fácil acceso para realizar la inspección.
Hacer un análisis razonable de todos los pasos del procedimiento para hacer la prueba, a fin de asegurarse que el equipo o la tubería que esté bajo prueba no sufra un “impacto accidental”.
No está permitido por ningún motivo golpear la tubería o equipo, ni tratar de corregir fugas entre bridas con llaves, mientras el sistema este presurizado.
Asegurarse que todos los dispositivos de alivio de presión, tales como, placas de orificio, juntas de expansión, válvulas de retención y similares, accesorios de instrumentación, entre otros, están excluidos de la prueba por lo que deben ser sustituidos por piezas provisionales o aislados utilizando discos ciegos.
Disponer de adecuadas conexiones de alimentación y descarga del fluido de prueba, de tal manera que el sistema pueda ser llenado y drenado dentro de un tiempo razonable; así mismo, prever adecuado y efectivo aislamiento para tales conexiones, con ventosas en puntos altos para asegurar el completo desplazamiento del aire entrampado.
Disponer de una adecuada bomba para realizar la prueba, con dos (2) manómetros por lo menos
calibrados y ubicados donde estos puedan ser vistos fácilmente por el personal responsable de monitorear la prueba.
Asegurarse que cualquier tratamiento térmico post-soldadura que haya sido requerido en el procedimiento de soldadura, se haya completado con suficiente antelación a la prueba.
Asegurarse que cualquier soldadura, la cual debe ser cubierta con aislamiento externo por razones de proceso o recubiertas con pinturas por razones de protección, se mantengan libres o al descubierto hasta que sea completada la prueba.
Asegurarse que la presión no se exceda del valor fijado durante la prueba
PREINSTALACIÓN DE LA BOMBA PARA LA PRUEBA HIDROSTÁTICA: Para la instalación de una bomba de prueba hidrostática, se debe tomar en cuenta algunas recomendaciones, tales como:
- Revisar todo el sistema de conexiones de la bomba, verificando su completo y correcto ajuste.
- Conectar la manguera de suministro de aire comprimido a la bomba y hacerla funcionar para verificar su estado de operatividad.
Instalar el dispositivo de prueba (escopeta) entre el equipo y la bomba de prueba.
- Usar material sellador (teflón) en todas las juntas roscables de la escopeta.
PRUEBA DE HERMETICIDAD: Esta prueba generalmente es realizada por requerimientos de operaciones, toda vez que el resultado de la prueba hidrostática realizada haya sido exitoso. Como su nombre lo indica, el objetivo es el de probar la hermeticidad de un particular sistema, especialmente en las juntas bridadas y otro tipo de junta mecánica. El medio de prueba generalmente es el mismo fluido del proceso, si su fluidez a temperatura ambiente es compatible con el resultado de la prueba. Otras veces y muy a menudo, esta prueba se realiza durante el proceso de limpieza con vapor o soplado de la planta después de una parada de mantenimiento, usando para ello vapor de baja presión. Como alternativa se permite únicamente el uso de aire seco o gas inerte (generalmente nitrógeno), aunque esto puede generar todos los peligros que presenta una prueba neumática, por lo que será necesario tomar las precauciones correspondientes.
CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA REALIZAR LA PRUEBA HIDROSTÁTICA:
Tomar en consideración que la presión de prueba en una sección de una línea no debería exceder de la máxima presión permitida en cualquier componente instalado en la línea e incluido en la sección en prueba.
Una vez que la prueba haya sido establecida o determinada, es importante asegurarse que tal presión no sea excedida durante la prueba. Comprobar que la resistencia (espesor y material) de los discos ciegos sea la adecuada, de acuerdo con la presión de la prueba hidrostática que se va a ejecutar.
En el caso de los hornos cuando se hayan realizado reparaciones o reemplazados de tubos, el serpentín del horno o las secciones e tubería deben ser probados hidrostáticamente. Solamente cuando haya efectuado la limpieza del serpentín, por razones operacionales, una prueba de hermeticidad con vapor será suficiente para chequear tapones y cabezales.
En caso de fugas por tapones, no tratar de ajustarlos durante la prueba hidrostática. Un falso movimiento y la energía acumulada en el sistema puede expulsar el tapón a alta velocidad y causar daños irreparables a personas o instalaciones.
Chequear posibles fugas en la zona de expansión o expandido de los tubos por la parte externa del cabezal, mientras los tubos están bajo presión. Esta inspección visual puede ser facilitada por el uso de un espejo colocado entre el cabezal y el soporte final de la pared del tubo, obteniendo así una vista de la unión.
La duración de la prueba deberá ser de una (1) hora como mínimo, de manera que se tenga el suficiente tiempo para permitir la inspección correspondiente.
CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA REALIZAR LA PRUEBA HIDROSTÁTICA: El rango de presión de los manómetros que van a ser utilizados para la prueba hidrostática, debe ser tal que la presión de la prueba
Quede comprendida entre el 30% y el 70% de la amplitud del rango del manómetro.
Antes de la prueba hidrostática, toda la línea o equipo debe ser revisado asegurándose de que el sistema pueda ser completamente drenado una vez concluida la prueba. Las ventosas, puntos altos y cualquier otra conexión que pueda servir con fines
Similares, tienen que ser abiertos para eliminar el aire o gas de las líneas durante el llenado. Estas deben ser completamente purgadas de aire o gas antes de la presurización. Inmediatamente después de la prueba, el equipo o sistema debe ser drenado y soplado con aire. A las líneas para gas o vapor se les debe instalar soportes temporales adicionales, en caso de que sea necesario, para soportar el peso del líquido durante la prueba.
Las líneas para gas o vapor sostenidas por resortes o contrapesos, han de ser temporalmente reforzadas durante la prueba, con el objeto de resistir el peso del fluido de la prueba, los soportes de los resortes que han sido diseñados para llevar la carga de la prueba no requieren ser reforzados.
Las secciones cortas de tuberías que tienen que ser sacadas para la instalación de ciegos, tienen que ser probadas separadamente.
Cuando las condiciones requieran que la presión de la prueba haya de ser mantenida por un período durante el cual el medio (fluido) en el sistema esté sujeto a expansión térmica, se deberán tomar previsiones para el exceso de presión. Se recomienda instalar una válvula de alivio ajustada a 1 – 1/3 veces la presión de la prueba hidrostática.
De ser posible se debe instalar un filtro de llenado, para minimizar la posibilidad de que se introduzcan partículas u objetos extraños en el sistema durante el llenado o prueba hidrostática.
Si la presión de la prueba para una tubería conectada a un equipo (recipiente de presión, intercambiador de calor, tambor, u otros) es igual o menor que la presión de la prueba para el equipo, la tubería y el equipo podrán ser probados en conjunto a la presión de prueba de la tubería. Siempre prevalecerán las condiciones del recipiente.
Si la presión de prueba de la tubería es mayor que la del equipo conectado, ella debe ser aislada y probada separadamente.
ASPECTOS IMPORTANTES Y TÉCNICOS PARA REALIZAR LA PRUEBA HIDROSTÁTICA: Por razones de integridad, se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos importantes de consideración antes, al realizar y después de una prueba hidrostática:
Los nuevos sistemas de tuberías o equipos que se instalen o aquellos instalados, que han sufrido reparaciones y/o alteraciones, deberán ser probados hidrostáticamente, de acuerdo con las normas y los códigos aplicables.
La prueba se realizará preferiblemente con agua. Si existe el riesgo que el fluido de la operación puede ser contaminado o el material de la tubería puede ser afectado por el agua, por razones de practicidad u operacionales, pude utilizarse cualquier otro liquido diferente que no sea altamente inflamable. Se permite, para tal efecto, emplear hidrocarburos inflamables con puntos de inflamación no menores de 150 grados Fahreheit (66 grados centígrados).
El pH del agua se mantendrá entre 6 y 8 para todos los materiales ferrosos y neutros para materiales no ferrosos.
La calidad del agua usada para la prueba hidrostática de los materiales usados en la construcción de los equipos y tuberías.
Cuando se efectúen pruebas hidrostáticas, se colocaran ciegos entre las bridas como aislamiento del sistema. En caso de probarse con válvulas cerradas, la presión de prueba del sistema no excederá a la presión de prueba de los asientos de la válvula.
En los sistemas de tuberías que incluyen extremos que terminen en bridas, deberán emplearse bridas ciegas durante la prueba hidrostática.
Los manómetros que se van a usar en la prueba deben estar calibrados.
Ellos se deben calibrar una vez al mes, con un calibrador de peso muerto.
A los manómetros que se usan para pruebas hidrostática, se les debe fijar una etiqueta con la última fecha de la calibración.
Durante la ejecución de la presión hidrostática, la temperatura del agua y/o del recipiente no podrá exceder de 49ºC (120ºF) ni ser menor de 18ºC la máxima diferencia de temperatura entre el agua y la pared del recipiente no debe exceder de 10ºC (50ºF).
En sitios de trabajo tales como: mar, lagos o ríos, antes de comenzar cualquier operación, se procederá a suministrar un número suficiente de salvavidas redondos, chalecos salvavidas, cinturones de seguridad y extintores de incendio. Todo este equipo debe ubicarse en un área de fácil acceso.
múltiples de gas, estaciones, u otros), la persona que tiene a su cargo la supervisión de la actividad debe dictar previamente una “charla de seguridad” al personal ejecutor, de tal manera que éste sea orientado en la labor y alertado sobre los riesgos inherentes a ella. Es importante hacer énfasis en el uso del equipo de protección personal.
Considerar las acciones a tomar dependiendo del tipo de instalación donde se va a realizar el trabajo, por ejemplo, la conexión de una brida. Es muy importante hacer una inspección ocular del área de trabajo, en busca de algún acto o condición insegura involuntaria, que pueda entorpecer la labor o la buena ejecución del mismo. Se debe hacer un recorrido con la vista a la línea o equipo, con el fin de verificar que están bloqueadas con los accesorios de cegado o con los cierres de válvulas correspondientes.
DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE FUGAS Y NORMALIZACIÓN DE LÍNEAS: Para detectar y corregir una fuga existe una serie de pasos que se originarán de acuerdo al equipo que se esté probando, por lo tanto este tema será ampliado con detalles llegada la ocasión de hacer la referencia al respecto, específicamente en el capítulo de aplicación de pruebas hidrostáticas.
La normalización de líneas se hace cada vez que se haya probado un equipo y los entes encargados, autoricen su ejecución. Para ello la prueba hidrostática debe haber sido un éxito. Las autoridades encargadas son las de Inspección de Equipos, Ingeniería de Procesos y Operaciones. E cada prueba hidrostática que se haga debe haber una posterior normalización.
NORMAS Y PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD PARA LA APLICACIÓN DE LA PRUEBA HIDROSTÁTICA: Para llevar a cabo la aplicación de pruebas hidrostáticas, han de considerarse las siguientes medidas pertinentes para la prevención y ejecución segura de esa actividad.
Antes de la realización de cualquier labor relacionada con la prueba hidrostática, se ha de disponer de todos los recursos auxiliares necesarios, a fin de evitar pérdidas de tiempo y que el personal incurra en actos inapropiados que atenten contra la seguridad.
La ejecución de una prueba hidrostática debe estar amparada por sus respectivos permisos de trabajo, los cuales deben ser emitidos por el personal operador (custodio de instalación). El permiso de trabajo en caliente es un documento el cual constituye una “garantía” de que se han tomado todas las medidas preventivas (pruebas de gas, condición del equipo, dispositivos de protección, recomendaciones adicionales, equipos o implementos de seguridad adicionales, entre otros). No obstante el trabajador y los encargados deben asumir una actitud de alerta ante todo. Algunas organizaciones establecen una reglamentación interna, a fin de controlar y asegurar que ningún trabajador sea expuesto a los peligros que representa la energía estática, durante las labores de mantenimiento u operación. De la misma manera establecen algunos criterios de control.
