¿Qué es el Instituto Americano del Petróleo API?

​​​​​API representa todos los segmentos de la industria del petróleo y el gas natural de Estados Unidos. Sus casi 600 miembros producen, procesan y distribuyen la mayor parte de la energía del país. La industria sustenta millones de empleos en Estados Unidos y está respaldada por un creciente movimiento de base de millones de estadounidenses. API se formó en 1919 como una organización de establecimiento de estándares. En nuestros primeros 100 años, API ha desarrollado más de 700 estándares para mejorar la seguridad, la eficiencia y la sostenibilidad operativa y ambiental.

¿Qué es el estándar API?

Los estándares del Instituto Americano del Petróleo (API) abogan por prácticas operativas y de ingeniería sólidas y probadas, así como por equipos y materiales seguros e intercambiables, desde brocas hasta la protección del medio ambiente. Se incluyen manuales, normas, especificaciones, prácticas recomendadas, boletines, directrices e informes técnicos.

¿Qué es la certificación API?

Los inspectores y el personal certificados por API son reconocidos mundialmente como profesionales que conocen plenamente los códigos y estándares de inspección de la industria relevantes y que son capaces de realizar su trabajo de acuerdo con las prácticas de inspección de la industria más recientes y aceptables.

Estándares de válvulas definidos por el Instituto Americano del Petróleo (API)

API 6D

La especificación para válvulas para tuberías, la especificación API 6D es una adopción de la norma ISO 14313: 1999, Industrias del petróleo y el gas natural-Sistemas de transporte por tuberías-Válvulas para tuberías. Esta norma internacional especifica requisitos y brinda recomendaciones para el diseño, fabricación, prueba y documentación de válvulas de bola, válvulas de retención, válvulas de compuerta y válvulas de tapón para aplicaciones en sistemas de tuberías.

API 600

Válvulas de compuerta de acero con capó atornillado para las industrias del petróleo y el gas natural: Adopción nacional modificada de la norma ISO 10434:1998.

API 602

Válvulas de compuerta de acero compactas: extremos bridados, roscados, soldados y de cuerpo extendido. La norma cubre válvulas de compuerta compactas de acero al carbono con extremo roscado, extremo soldado a casquillo, extremo soldado a tope y extremo bridado en tamaños de NPS4 y menores.

API 609

Válvulas de Mariposa: Doble Brida, Tipo Lug y Tipo Wafer. La norma cubre el diseño, los materiales, las dimensiones entre caras, los índices de presión y temperatura, y los requisitos de examen, inspección y prueba para válvulas de mariposa de hierro gris, hierro dúctil, bronce, acero, aleaciones a base de níquel o aleaciones especiales que proporcionan cierre hermético en la posición cerrada y son adecuados para la regulación del flujo.

API 594

Válvulas de Retención: Bridadas, Lug, Tipo Wafer y Soldadas a Tope. La norma API 594 cubre diseño, material, dimensiones entre caras, clasificaciones de presión y temperatura, y requisitos de examen, inspección y prueba para dos tipos de válvulas de retención.

API 598

Para la inspección y prueba de válvulas, la norma cubre los requisitos de inspección, examen complementario y prueba de presión para válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de macho, válvulas de bola, válvulas de retención y válvulas de mariposa con asiento elástico y con asiento de metal a metal, pertenecientes a inspección por parte del comprador y a cualquier examen complementario que el comprador pueda requerir en la planta del fabricante de la válvula.

API 607

Prueba de fuego para válvulas de cuarto de vuelta de asiento blando, la norma cubre los requisitos para probar y evaluar el rendimiento de válvulas de cuarto de vuelta de asiento blando y de paso recto cuando las válvulas están expuestas a ciertas condiciones de incendio definidas en esta norma. Los procedimientos descritos en esta norma se aplican a todas las clases y tamaños de válvulas que están hechas de materiales enumerados en ASME B16.34.

API 6FA

Especificación para pruebas de incendio para válvulas, la norma cubre los requisitos para probar y evaluar el rendimiento de las válvulas API Spec 6A y Spec 6D cuando están expuestas a condiciones de incendio específicamente definidas.

ZECO Valve es un fabricante de válvulas con certificación API, aprobado por API 6D, API 600, API 607 y API 6FA. Si tiene alguna consulta, póngase en contacto con nosotros.

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¿Has oído hablar de PWHT? ¿Qué es PWHT?

Visión general del tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT)

La soldadura es una parte esencial del funcionamiento y el mantenimiento de los activos en las industrias petroleras (upstream, midstream, downstream) y de procesamiento químico. Aunque tiene muchas aplicaciones útiles, el proceso de soldadura puede debilitar inadvertidamente el equipo al impartir tensiones residuales en un material, lo que conduce a la reducción de las propiedades del material.

Para garantizar que la resistencia del material de una pieza se mantiene después de la soldadura, se realiza regularmente un proceso conocido como tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). El PWHT puede utilizarse para reducir las tensiones residuales, como método de control de la dureza o incluso para aumentar la resistencia del material.

Si la PWHT se realiza de forma incorrecta, o se descuida por completo, las tensiones residuales pueden combinarse con las tensiones de carga para superar las limitaciones de diseño de un material. Esto puede provocar fallos de soldadura, un mayor potencial de agrietamiento y una mayor susceptibilidad a la fractura frágil.

La PWHT abarca muchos tipos diferentes de tratamientos potenciales:

Dos de los tipos más comunes son el postcalentamiento y el alivio del estrés:

Post Calefacción:

El agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) suele producirse cuando altos niveles de hidrógeno ambiental penetran en un material durante la soldadura. Calentando el material después de la soldadura, es posible difundir el hidrógeno de la zona soldada, evitando así el HIC. Este proceso se conoce como postcalentamiento y debe iniciarse inmediatamente después de finalizar la soldadura. En lugar de dejar que se enfríe, el material debe calentarse a una temperatura determinada en función del tipo y el grosor del material. Debe mantenerse a esta temperatura durante varias horas en función del grosor del material.

Alivia el estrés:

Una vez finalizado, el proceso de soldadura puede dejar un gran número de tensiones residuales en un material, lo que puede aumentar el potencial de corrosión bajo tensión y de agrietamiento inducido por hidrógeno. La PWHT puede utilizarse para liberar estas tensiones residuales y reducir este potencial. Este proceso consiste en calentar el material a una temperatura específica y enfriarlo gradualmente.

La conveniencia o no de someter un material a PWHT depende de varios factores, como su sistema de aleación o si ha sido sometido a tratamiento térmico anteriormente. Algunos materiales pueden resultar dañados por el PWHT, mientras que otros casi siempre lo requieren.

En general, cuanto mayor es el contenido de carbono de un material, más probable es que necesite PWHT después de realizar las actividades de soldadura. Del mismo modo, cuanto mayor sea el contenido de aleación y el espesor de la sección transversal, mayor será la probabilidad de que el material necesite PWHT.

¿Cuándo se requiere PWHT para el acero al carbono?

El tratamiento térmico posterior a la soldadura o PWHT del acero al carbono debe realizarse después de cada soldadura para garantizar que se mantiene la resistencia del material de la pieza. Los criterios exactos para el PWHT del acero al carbono se mencionan en el código ASME BPVC. El PWHT garantiza la reducción de las tensiones residuales, el control de la dureza del material y la mejora de la resistencia mecánica.

Ventajas del tratamiento térmico posterior a la soldadura | Finalidad del PWHT

Si la PWHT se descuida o se realiza incorrectamente, las tensiones residuales pueden combinarse con las tensiones de carga de servicio. El valor puede exceder las limitaciones de diseño de un material, provocando fallos de soldadura, un mayor potencial de agrietamiento y una mayor susceptibilidad a la fractura frágil. A continuación se enumeran otras ventajas de la PWHT:

• Estructura metalúrgica mejorada
• Mejora de la ductilidad del material
• Menor riesgo de fractura frágil al aumentar la ductilidad
• Tensión térmica relajada debida a la redistribución de las tensiones residuales.
• Metal templado
• Eliminación del hidrógeno difusible, lo que ayuda a prevenir el agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC).

Método y equipo PWHT

El tratamiento térmico local posterior a la soldadura de las uniones soldadas de los tubos se realizará por el método de resistencia eléctrica una vez finalizadas todas las operaciones de soldadura o reparación.

•  El calentador de resistencia está eléctrica y térmicamente autoaislado y se construye a medida para cada tubería individual.
• Las tensiones aplicadas a través de las bobinas son de 220 o 380 voltios CA, en función de los requisitos de potencia.
•  El panel de control de potencia del tratamiento térmico posterior a la soldadura se compone de:
• Un indicador y registrador de controlador de temperatura de tipo digital.
• Dispositivo potenciómetro que controla el porcentaje de potencia de entrada a las bobinas.
• Un interruptor de encendido y apagado de las luces indicadoras, de entrada, y terminales de salida para la alimentación y la conexión del termopar.
• Contactores de potencia eléctrica de la clasificación adecuada.
• Cada panel alimentará una única estación de calefacción y, por lo tanto, para cada operación de calefacción se necesitará un panel. Las velocidades de calefacción y refrigeración se ajustan mediante la selección manual del porcentaje de potencia de entrada por medio de potenciómetros.

Requisitos para el tratamiento térmico posterior a la soldadura o PWHT

Antes de solicitar los requisitos detallados de PWHT y la exención de estos apartados, se realizarán calificaciones satisfactorias del procedimiento de soldadura de la especificación de los procedimientos de soldadura que se utilizarán de acuerdo con todas las variables esenciales de la SECCIÓN IX de ASME, incluidas las condiciones del tratamiento térmico posterior a la soldadura y otras restricciones que se enumeran a continuación.

Al realizar el tratamiento térmico local postsoldadura, la técnica de aplicación del calor debe garantizar la obtención de una temperatura uniforme en todos los puntos de la porción que se está tratando térmicamente. Se velará por que la anchura de la banda calentada a ambos lados del borde de la soldadura no sea inferior a cuatro (4) veces el espesor del tubo o 2″, de ambos el mayor.

Durante todo el ciclo de tratamiento térmico posterior a la soldadura, la parte situada fuera de la banda calentada se envolverá convenientemente con aislamiento para evitar cualquier gradiente de temperatura perjudicial en la superficie expuesta del tubo. Para ello, la temperatura en la superficie expuesta del tubo no debe superar los 400°c.

Las válvulas, instrumentos y otros elementos especiales con extremos de soldadura deberán protegerse, debido al riesgo de daños durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura.

No se realizará ninguna soldadura después de la PWHT.

Se utilizarán registradores automáticos de temperatura debidamente calibrados. La tabla de calibración de cada registrador se presentará al propietario antes de iniciar las operaciones de tratamiento térmico y se obtendrá su aprobación. El equipo de registro se calibrará al menos una vez cada 12 meses. Asimismo, el equipo de instrumentos (potenciómetro) que se utilice para la calibración de los registradores deberá estar respaldado por un certificado relacionado.

Preparación y fijación del termopar para PWHT

Una vez realizada la inspección visual y eliminados los defectos superficiales y las soldaduras por puntos temporales (si las hubiera), se fijará un número adecuado de termopares (en función del diámetro de los tubos) a la tubería directamente y a intervalos iguales a lo largo de la periferia de la junta del tubo. El número mínimo de termopares fijados por junta será de 1 para diámetros de hasta 3″, 2 para diámetros de hasta 6″ y 3 para diámetros de hasta 10″y 4 para diámetros de hasta 12″ y superiores. Sin embargo, el número mínimo requerido de termopares que deben fijarse puede aumentarse si se considera necesario.

Los termopares se colocarán en la junta y en contacto firme con la tubería lo más cerca posible de la zona de soldadura. Los termopares deberán soldarse por puntos directamente a la junta o banda calefactora de forma conjunta siempre que tengan una cola del mismo material y se utilice un alambre o electrodo de relleno homologado de diámetro no superior a 2,5 mm para la soldadura por puntos.

Para evitar lecturas incorrectas de la temperatura debidas a la radiación directa sobre los termopares, éstos se protegerán con un revestimiento de fibra cerámica o cualquier otro material aislante adecuado.

Las resistencias calefactoras se colocarán sobre los termopares acoplados a lo largo de toda la banda calefactora y se aislarán como se muestra en la Fig. 1.

Los materiales aislantes serán lana mineral/lana de vidrio que puedan superar la temperatura empleada. El espesor mínimo del aislamiento será de 50 mm. Para mantener el material aislante en posición, se envolverá y atará una malla metálica o se atará por otros medios adecuados.

Temperatura PWHT, registro de tiempo      

La temperatura y el tiempo del tratamiento térmico posterior a la soldadura y sus velocidades de calentamiento y enfriamiento se registrarán automáticamente y presentarán la temperatura real de la zona soldada. Cada termopar se conectará al instrumento de control y registro para cada unión tratada.

Calentamiento, mantenimiento y enfriamiento en PWHT

Se registrará la temperatura de calentamiento por encima de 300°c y la velocidad de calentamiento y enfriamiento no será superior a la especificada en la EPS y las normas correspondientes, pero en ningún caso superior a 200°c/h, y la diferencia entre las temperaturas medidas por varios termopares estará dentro del intervalo especificado.

La temperatura de la media de tratamiento térmico y el tiempo de mantenimiento serán los especificados en las especificaciones del procedimiento de soldadura correspondiente. Para facilitar la consulta, en la siguiente tabla se indican los valores correspondientes a los distintos tipos de acero.

El enfriamiento hasta 300°C será controlado. Por debajo de esa temperatura, el enfriamiento hasta la temperatura ambiente tendrá lugar sin control bajo el revestimiento aislante.

Algunas notas importantes relacionadas con la PWHT

La operación de PWHT deberá ser realizada únicamente por personal capacitado con experiencia similar y aprobado por el propietario.

Durante el PWHT, las juntas se protegerán de la lluvia y el viento mediante una cubierta adecuada y un parabrisas.

Se realizarán ensayos de dureza después del PWHT para determinar si el tratamiento térmico se ha realizado eficazmente. Normalmente, para el acero al carbono, la dureza Brinnel máxima es de 200 HB.

Precauciones de seguridad durante la PWHT

Se tomarán las siguientes precauciones de seguridad durante la PWHT:

Los equipos y paneles deberán estar debidamente conectados a tierra.

Los técnicos electricistas trabajarán con ropa de seguridad adecuada, como guantes de goma, zapatos, etc.

Sólo trabajará un electricista certificado.

Las uniones bajo PWHT estarán bien acordonadas con cinta roja/luz roja e indicación de peligro para evitar que personas desconocidas entren en contacto con conexiones eléctricas de alta tensión.

Se realizará una plataforma adecuada para las juntas in situ para evitar la caída de una persona.

Basándose en lo anterior, PWHT es la proceso crítico necesario para el material soldado, al que se debe prestar suficiente atención durante la producción. 

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¿Qué es el estándar API 602?

Esta norma internacional especifica los requisitos para una serie de válvulas de retención, de globo y de compuerta compactas de acero para aplicaciones en la industria del petróleo y el gas natural.

Es aplicable a válvulas de

• tamaños nominales DN 8, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80 y 100,
• correspondientes a los tamaños nominales de tubería NPS ¼, ⅜, ½, ¾, 1, 1¼, 1½, 2, 2½, 3 y 4,

y a las designaciones de presión de Clase 150, Clase 300, Clase 600, Clase 800 y Clase 1500.

Descripción general del producto de la válvula forjada API 602

• Estándares de diseño: API 602, ISO 15761, BS5351;
• Conexiones finales: soldadura a tope (BW) -ASME B16.25, soldadura por enchufe (SW) -ASME B16.11, roscada-ASME B1.20.1;
• Prueba hidráulica y de aire: API 598;
• Presión y clasificaciones: ASME B16.34.

Diseño de válvula forjada API 602

• Capó atornillado, capó soldado, capó sellado a presión;
• Cuña sólida de una pieza totalmente guiada para reducir el desgaste de las superficies de los asientos;
• Diseño eficaz del asiento trasero y mecanismo de embalaje para garantizar un sellado hermético del vástago; tornillo exterior y yugo (OS&Y) con vástago ascendente;
• Diseño de vástago en T para evitar que el vástago se desenganche de la cuña mientras la válvula está en servicio.
• Diseño de junta cuerpo-bonete medio ranurada/empotrada para acomodar una junta de acero inoxidable enrollada en espiral para un sellado hermético entre el cuerpo y el bonete.
• Las superficies duras de ambos anillos de asiento y de la cuña proporcionan una excelente resistencia al desgaste.

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¿Qué es un Válvula de globo de acero inoxidable?

La válvula de globo de acero inoxidable es un tipo de válvula de globo hecha de acero inoxidable. Este tipo de válvula está diseñada para estrangular, abrir o cerrar el flujo de fluido. Los fabricantes de válvulas de globo de acero inoxidable utilizan principalmente material de acero inoxidable para fabricar el cuerpo, el casquete, el disco y el vástago. Esto ayuda a que la válvula sea muy fuerte y resistente a daños por impacto, además de capaz de soportar alta presión y altas temperaturas. Otras partes de las válvulas de globo de acero inoxidable, como los asientos, pueden estar hechas de otros materiales como plástico o caucho. Las válvulas de globo de acero inoxidable pueden ser de asiento blando o de asiento metálico. Las válvulas de asiento metálico son aquellas en las que el asiento está hecho de un material blando como caucho o plástico. Las válvulas de globo de acero inoxidable con asiento metálico son aquellas en las que el asiento está fabricado de material metálico como el acero inoxidable. Las válvulas de globo de acero inoxidable utilizan un movimiento lineal al cerrar o abrir el flujo de fluido. El elemento de cierre de una válvula de globo de acero inoxidable se conoce como disco. El disco encaja en el asiento para bloquear el flujo de fluido cuando la válvula está cerrada. Los fabricantes de válvulas de globo de acero inoxidable diseñan estas válvulas para que sean manuales o automáticas.

Estructura de la válvula de globo de acero inoxidable

Las válvulas de globo de acero inoxidable son de alta resistencia, de tipo yugo y tornillo exterior, con casquete atornillado, vástago ascendente y volante. Las válvulas son altamente eficientes para servicios que requieren operación y estrangulamiento frecuentes. El pasaje interno dentro de la válvula desvía el flujo mediante cambios de dirección de 90°, lo que provoca una caída de presión y turbulencia. Las características de diseño más avanzadas brindan lo último en control de flujo económico y confiable. Están disponibles en una amplia gama de tamaños y pesos. Las válvulas de globo generalmente se consideran cuando se requiere un control o regulación moderado del flujo.

API 602 Válvula de globo forjada

Una amplia gama de válvulas de compuerta forjadas pequeñas, de globo, de retención, de ángulo y de sello de fuelle con características de diseño únicas.

Válvula de globo Sentido de circulación

Lo más importante que hay que entender sobre la dirección del flujo de las válvulas de globo es que tienen direcciones de flujo específicas. Dependiendo de la aplicación, una válvula de globo tendrá un flujo de fluido por encima o por debajo del disco.

Dirección de flujo de válvula de globo Las válvulas de globo diseñadas para que la presión fluya debajo del disco se utilizan en aplicaciones de baja presión y baja temperatura, como plomería en general. Este tipo de dirección del flujo permite que el disco gire libremente sobre el vástago de la válvula. Esto permite que el disco encaje correctamente contra el asiento cuando la válvula se cierra, lo que resulta en menos fugas en el asiento.

Las válvulas de globo también pueden tener un flujo de presión por encima del asiento cuando se aplican como parte de sistemas de alta presión y alta temperatura. Este tipo de dirección del flujo ayuda a evitar que el vástago se contraiga cuando se enfría y evitará que el disco se levante del asiento.

Para determinar la dirección del flujo de la válvula de globo, simplemente observe su cuerpo. Aquí debería encontrar una flecha que indica la dirección del flujo de la válvula.

Características de la válvula de globo de acero inoxidable

1. En válvula de globo de acero inoxidable La estructura es más simple que la válvula de compuerta, lo que facilita su fabricación y mantenimiento.
2. La superficie de sellado no es fácil de desgastar ni rayar, y la propiedad de sellado es buena. No hay deslizamiento relativo entre la aleta de la válvula y la superficie de sellado del cuerpo de la válvula al abrir y cerrar, por lo que no es grave para el desgaste y rayado de la válvula, con las características de un buen rendimiento de sellado y una larga vida útil.
3. Al abrir y cerrar, la carrera de la aleta de la válvula es pequeña, por lo que la altura de la válvula de globo es menor que la de la válvula de compuerta, pero la longitud de la estructura es más larga que la válvula de compuerta.
4. El par de apertura y cierre es largo, laborioso y prolongado.
5. Gran resistencia a los fluidos. Debido al tortuoso canal del medio en el cuerpo de la válvula, la resistencia del fluido es grande, con un enorme consumo de energía.
6. Dirección del flujo del medio: cuando la presión nominal es PN≤16MPa, la dirección del flujo suele ser aguas abajo y el medio fluye hacia arriba desde la trampilla de la válvula. Cuando la presión nominal es PN≥20MPa, generalmente es contraflujo, el medio fluye hacia abajo desde arriba de la aleta de la válvula, lo que aumenta la sellabilidad. Cuando está en uso, el medio solo puede fluir en una dirección y no puede cambiar la dirección del flujo.

Aplicaciones de la válvula de globo de acero inoxidable

Las válvulas de globo de acero inoxidable son adecuadas para todos los medios de servicio. Las válvulas están marcadas con la dirección del flujo ya que se recomienda instalarlas con flujo y presión debajo del disco. También se puede instalar en condiciones inversas dependiendo de las condiciones. La válvula de globo de acero inoxidable generalmente es más rápida de operar debido a su menor recorrido. Pero requiere mucha fuerza para operar en comparación con las válvulas de compuerta.

El eje del vástago de la válvula de globo con brida de acero inoxidable es perpendicular a la superficie de sellado del asiento. El vástago de la válvula se abre o cierra con una carrera relativamente corta y la válvula de globo J41W tiene una acción de cierre muy confiable, lo que hace que esta válvula sea adecuada para usar como medio de cierre, ajuste y estrangulación. Una vez abierta la válvula de globo de acero inoxidable serie J41W, no hay contacto entre su asiento y la superficie de sellado del disco, por lo que su superficie de sellado se desgasta mecánicamente menos. Dado que el asiento y el disco de la mayoría de las válvulas de globo son más fáciles de reparar o reemplazar el elemento de sellado, no es necesario quitar toda la válvula de la tubería, lo cual es ideal para el caso en que la válvula y la línea están soldadas entre sí. La dirección del flujo del medio a medida que pasa a través de dicha válvula cambiará, por lo que la resistencia al flujo de las válvulas de globo es mayor que la de otras válvulas.

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