Lectura e Interpretación de Diagramas de Procesos Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A. - Reservados Todos los Derechos
Contenido Objetivo Alcance Definiciones Generales Normativa de Referencia Tipos de Diagramas Representación de Corrientes Representación de Equipos Representación de Instrumentación y Control
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Contenido Identificación de Tuberías, accesorios y válvulas Metodología para la Revisión de Diagramas Planos de Simbología de Procesos Ejemplo DFP Ejemplo DTI
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Lectura e Interpretación de Diagramas de Procesos
Objetivo Orientar a nuevos profesionales en el área de ingeniería sobre
los
principios
básicos
para
la
lectura
e
interpretación de Diagramas de Flujo de Procesos y Diagramas de Tuberías e Instrumentación, basado en las normativas vigentes.
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Alcance Diferenciación de los tipos de Diagramas de Procesos. Representación de líneas, equipos, instrumentación y accesorios.
Diagramas ejemplos para facilitar la comprensión de la información recibida.
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Introducción
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Definiciones Generales Balance de Masa y Energía: Documento donde se indican características y propiedades de las corrientes del Proceso, con sus condiciones normales de operación.
Corriente: Representa el flujo, las condiciones de operación y propiedades de una sustancia sin importar su estado o concentración, así como la dirección del fluido a transportar.
Descripción de la Corriente: Información corta sobre el fluído de la corriente. Ej.: Nafta, Gas Natural, Gasolina 95 Oct, Vapor de Agua. Etc.
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Definiciones Generales Especificación de Materiales de la Línea: Código de cuatro (04) dígitos que indican la Clasificación de Presión – Temperatura el grupo de fluido, el tipo de material y sobreespesor por corrosión. Ej.:
1 AC D Corrosión Permitida, D: 1,27 mm Clase AC: Hidrocarburo No Corrosivo Clasificación de Presión – Temperatura, 1: 150
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Definiciones Generales
Clasificación de Presión – Temperatura: Son las máximas presiones manométricas permitidas de operación para el material y la designación de la clase para un rango de Temperatura definidas. Las clasificaciones más comunes son: 150, 300, 600, 900, 1500 y 2500.
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Normativa de Referencia
Las Normas que sirven como referencia para la realización de los Diagramas de Procesos son: Normas PDVSA Procesos L-TP 1.1 Preparación de Diagramas de Procesos L-TP 1.3 Identificación y Numeración de Líneas
ISA S5.1 Instrumentation Symbols and Identification S5.2 Brinary Logic Diagrams for Process Operations S5.3 Graphic Symbols for Distributed Control Shared
Display
Instrumentation, Logic and Computer Systems
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Normativa de Referencia ISA S5.4 Instrument Loop Diagrams S5.5 Graphic Symbols for Process Displays
INEDONES 903-P3100-P09-ADM-903 Diagrama de Flujo de Procesos (DFP) 903-HM120-P09-GUD-023 Guía para la Elaboración de los Diagramas Básicos de Proceso 903-P3100-P09-ADM-904 Diagramas de Flujo de Servicios 903-HM120-P09-GUD-025 Guía para la Elaboración de los Diagramas de Tuberías e Instrumentación 903-P3060-T05-GUD-X01 Instructivo de Codificación de Materiales 903-P3060-T05-GUD-X02 Instructivo de Especificación de Materiales 903-P-3060-t11-esp-022 Especificaciones Técnicas de Aislamiento
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Tipos de Diagramas
Diagramas de Flujo • Procesos (DFP) • Servicios industriales (DFS) Diagramas de Tuberías e Instrumentación (DTI) • Procesos (DTI) • Servicios industriales (DSI) Diagramas de los Materiales de Construcción (DMC) Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Diagrama de Flujo de Procesos Representación esquemática de la secuencia, las etapas, los equipos y las corrientes principales del proceso. También tiene una información básica sobre la filosofía de operación y control y las principales características de diseño, especificaciones de los equipos requeridos en el proceso y sus condiciones de operación
VER EJEMPLO
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¿Qué tipo de información puedo encontrar en un DFP?
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Información Contenida en un DFP
Balance de Masa
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N° de Corriente, encerrada dentro de un rombo Descripción de la Corriente Flujo Másico y Volumétrico Temperatura y Presión de Operación Propiedades Fisicoquímicas del fluido (Densidad, Viscosidad, etc.)
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Información Contenida en un DFP
Código Equipos
Identificación de Equipos
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de
Identificación
de
Nombre del Equipo Característica de Operación Normal (Presión de Operación/Temperatura de Operación)
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Información Contenida en un DFP Identificación de Equipos. Ejemplos: D-1001
P-1001A/B
SEPARADOR BIFÁSICO BOMBAS CENTRÍFUGAS Diámetro Interno: 10 pie Flujo Normal: 86 gpm Altura: 22pie Presión Diferencial: 54 psi Presión de operación: 60 psi Temperatura de Operación: 100 °F
PK-5002 PAQUETE DE CALDERA Cap. de Operación: 18563 (kg/h)
VER MÁS SIMBOLOGÍA
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Información Contenida en un DFP Identificación de Equipos.
Planos de Simbología
SIMBOLOGÍA
Norma PDVSA LTP 1.1 (Anexo A)
Plano Simbología EQUIPOS Plano Simbología TUBERÍAS
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Información Contenida en un DFP Identificación de Líneas Los números de las líneas se podrán leer dentro de un rombo
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Información Contenida en un DFP Identificación de Líneas
Línea de trazo grueso para representar Línea Principal de Proceso Línea de Trazo Fino Secundaria de Servicios
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para
20
representar
Líneas
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Información Contenida en un DFP Identificación de Líneas La corriente de Alimentación Inicial está representada por un flecha circunscrita en circulo negro.
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Información Contenida en un DFP Identificación de Líneas Todas las líneas de proceso entran por el extremo izquierdo y salen por el extremo derecho del plano
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Información Contenida en un DFP Identificación de Líneas Cada línea se inicia con un flecha dentro de la cual se escribe un corto y conciso título descriptivo de la corriente y de donde proviene y hacia donde va. DILUENTE DE RECICLO DE E-3202A/D
BITUMEN PARA FORMACIÓN HACIA E-3201 A/L
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Información Contenida en un DFP
Control Básico de Procesos, en el cual se indica los principales elementos de incluidas en el proceso.
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control
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de
las
variables
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Información Contenida en un DFP
Dimensiones de los Formatos Varían de acuerdo al tamaño de la información a colocar en el Diagrama y los recomendados por la Norma PDVSA LTP -1.1 son: D: 560 mm (22”) x 880 mm (34 ½”) E: 762 mm (30”) x 1067 mm (42”)
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Información Contenida en un DFP
Distribución de la Información en un DFP • Zona de Información de Equipos: área ubicada en la parte superior del Plano
• Zona de Equipos: área ubicada en la mitad del Plano, entre las zonas de información y Tabulación
• Zona de notas y bloques de identificación del Plano: área ubicada en el margen derecho del Plano
• Zona de tabulación de los Balances de Masa y Energía: área ubicada en la zona inferior del plano
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Información Contenida en un DFP
Distribución de la Información en un DFP
Zona de Colocación de Equipos
Zona de Información de Equipos
Zona de Notas y bloques de identificación de planos Zona de Tabulación de los Balances de Energía
VER EJEMPLO Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Diagrama de Flujo de Servicios Industriales Indica los servicios necesarios para el funcionamiento de la planta, muestra el balance de masa, si es necesario para más de un caso: arranque, operación normal, producción máxima y parada. Para cada servicio debe ser preparado un Diagrama:
Sistema de Generación de Vapor Sistema de Refrigeración Sistema de Aceite Caliente VER EJEMPLO
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Diagrama de Tuberías e Instrumentación Diagrama que describe la secuencia del proceso, su automatización y control, indicando todos los equipos, las líneas, la instrumentación, las lógicas de control y accesorios que los conforman. Los DTI incluyen los Diagramas que muestran las secciones del proceso principal y de servicios industriales y los diagramas de interconexión.
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Responsabilidad DTI El Ingeniero de Procesos es el responsable directo de la elaboración de los DTI e interactúa con las Disciplinas de Mecánica e Instrumentación.
Hojas de Datos y Especificación de Equipos
Lazos de Control Filosofía de Operación y Control
Instrumentación asociada a cada equipo Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Información Contenida en un DTI
• Equipos asociados al Proceso incluyendo los equipos de respaldo, Identificación de Equipos (Tag’s, Nombre, Características de Diseño, Capacidad).
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Información Contenida en un DTI T-1001 CRUDO DISTILLATION TOWER ID-1/ID-2/LENGHT T/T (mm): 4200/5500 x 22000 TOP/BOTTOM OPERATING PRESSURE (bar): 1,48/ 1,85 TOP/BOTTOM OPERATING PRESSURE (bar): 150/ 286
Torres y Columnas N° de Identificación (Tag’s) Nombre del Equipo Diámetro Interno y Altura (medida entre las líneas tangenciales de los casquetes) Presión de Operación del Tope (cima) y del fondo Temperatura de Operación del Tope (cima) y del fondo
¿Cómo Identificar un Equipo?
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Nomenclatura de Equipos Columna de Destilación
Separadores Gas-Líquido
Intercambiadores de Calor
Norma PDVSA LTP 1.1 (Anexo A) PLANO DE SIMBOLOGÍA
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Información Contenida en un DTI
Identificación de Equipos
1
2
3
4
5
6
Campo (1): Una, dos o tres letras indicando el código del equipo Campo (2): Primer dígito del código que identificada la planta Campo (3): Un digito que identifica la planta Campo (4,5): Número consecutivo del equipo, abarcando del 01 al 99 Campo (6): Una o varias letras para mostrar duplicado de equipos. Por ejemplo, cuatro equipos idénticos y con la misma función A/B/C/D
Bomba P-3201A/B/C/D Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Información Contenida en un DTI
• Códigos para Identificación de Equipos
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Información Contenida en un DTI
• Equipos asociados al Proceso incluyendo los equipos de respaldo, Identificación de Equipos (Tag’s, Nombre, Características de Diseño, Capacidad).
• Instrumentación asociada a los equipos y tuberías de acuerdo a la Norma ISA S5.1. Lazos de Control, Válvulas de Control y Válvulas de Desvío (by.pass), Válvulas de Seguridad y de Alivio con su respectiva presión de ajuste
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Información Contenida en un DTI
• Filosofía de Control Mostrada en los DTI definen el Sistema de Control diseñado a diferencia del DFP
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Información Contenida en un DTI
• Modo de Falla de las Válvulas Posición a la cual se mueve el dispositivo de cierre de válvula cuando falla la fuente de energía, generalmente aire de instrumentos (por ejemplo, una válvula neumática) o potencia de motor (válvula motorizada)
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Diagrama de Tuberías e Instrumentación
• Lazos de Control “Combinación de dos o más instrumentos o funciones de control, arreglados de tal manera que las señales pasan de uno a otro con el fin de Medir y controlar una variable de proceso” Neumática
903-HM120-P09-GUD-023 Guía para Elaboración de los Diagramas Básicos de Procesos Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Diagrama de Tuberías e Instrumentación
• Señales de Control Conexión Capilar Enlace Mecánico Señal Eléctrica
ó
Señal Neumática Señal Hidráulica Señal Electromagnética (Con Guía) Señal Electromagnética (Sin Guía) Enlace Binario
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Información Contenida en un DTI
• Identificación de Instrumentos
23 1 P IC 1 202 Número del Lazo Número del Equipo Paralelo con la Unidad Funcionamiento del Instrumento Variable Medida Número Área, Sección o del Tren Número de Planta Letras de la Función
Letra de la Variable Medida
PIC 1102 Número de Lazo y Equipos en Paralelo Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Diagrama de Tuberías e Instrumentación
• Identificación de Instrumentos: Ejemplo de varios símbolos para los Instrumentos y su Ubicación
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Instrumentación Asociadas al Equipo
• Ejemplo
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Instrumentación Asociadas al Equipo
• De acuerdo al Ejemplo anterior por favor responda las siguientes preguntas: (1) ¿Cuál es el equipo principal de proceso ubicado en el diagrama?. (2)¿Cuáles son los instrumentos de control que conforman al equipo principal de procesos?. (3)¿Cuáles son los instrumentos de control ubicados en las corrientes de salida del equipo de procesos?.
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Instrumentación Asociadas al Equipo
• Interpretación del Diagrama Propuesto (1) El equipo es un Separador Vertical. En cada una de las entradas al Separador hay un transmisor de Flujo (FT) cuyas señales se llevan un controlador /indicador (FFIC). La señal de salida controla una de las válvulas de entrada. (2) El Separador está equipado con: Un Interruptor por muy alto nivel (LSHH), su señal cierra las válvulas de entrada al separador por acción de las válvulas solenoides 101 .
Un Transmisor de Nivel LT1106 (las líneas discontinuas alrededor indican que es calentado por vapor). La señal de salida de este Transmisor es recibida por un controlador/indicador de nivel LIC 1106 (ubicado en el Panel Principal). El cual modifica el punto de ajuste del controlador /indicador de flujo FIC1113 y controla a su vez la apertura de la válvula de control.
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Instrumentación Asociadas al Equipo
• Interpretación del Diagrama Propuesto Un interruptor por muy bajo nivel (LSLL 1109) en el separador genera una alarma en el panel de control (LALL 1109). Esta señal también cierra la válvula de descarga por la acción de la válvula solenoide 102 y cierre de la válvula solenoide. (3) En la descarga de la bomba hay una válvula de alivio de presión (PSV 1111). Si la presión excede el punto de ajuste de la válvula, el fluido empieza a recircular
• La señal del transmisor de flujo, ubicado en la descarga de la bomba, se lleva al controlador/indicador de flujo en el panel, el cual posee una alarma por bajo flujo. La salida de este controlador se lleva al relé de flujo para controla la válvula de descarga.
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Información Contenida en un DTI
• Equipos asociados al Proceso incluyendo los equipos de respaldo, Identificación de Equipos (Tag’s, Nombre, Características de Diseño, Capacidad).
• Instrumentación asociada a los equipos y tuberías de acuerdo a la Norma ISA S5.1. Lazos de Control, Válvulas de Control y Válvulas de Desvío (by.pass), Válvulas de Seguridad y de Alivio con su respectiva presión de ajuste
• Información
de las Líneas: Número, diámetro, especificación del material, dirección de flujo y servicio. Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Información Contenida en un DTI
Identificación de Líneas Las líneas de Procesos son de un espesor mayor que las demás líneas de servicios
El flujo de Proceso es generalmente de Izquierda a Derecha
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Información Contenida en un DTI
Identificación de Líneas • El sistema para identificación de las líneas es la siguiente:
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Información Contenida en un DTI
Identificación de Líneas
4” P 3 4 001 AA1 PP Código de Aislamiento Código de Especificación del Material Número Consecutivo de Cada Servicio Código del Área o Sección Código que Identifica la Planta Código de Servicio Diámetro Nominal
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Información Contenida en un DTI
• Código para la Identificación del Aislamiento Térmico
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Información Contenida en un DTI
• Código de Especificación de Materiales
(903-P3060-T05-GUD-02 “Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberías”)
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Información Contenida en un DTI
• Código para los Servicios de las líneas
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Información Contenida en un DTI
• Cambios de diámetros, puntos de cambio de especificación de materiales, puntos de interconexión, tuberías y/o equipos existentes, sentido de las líneas de proceso, notas explicativas
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Información Contenida en un DTI
• Todos los cambios de especificación de los materiales de las líneas están indicados
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Información Contenida en un DTI
• Los cambios de los códigos de diseño de las líneas y los equipos están indicados.
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Información Contenida en un DTI
• Representación de Válvulas Manuales Indicación del Diámetro Nominal de las Válvulas
Posición de las Válvulas
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Información Contenida en un DTI
• Representación de Accesorios • Ciegos,
espaciadores (en equipos tales como separadores, Torres, Columnas, Tanques, Esferas, Desaladores, Filtros y equipos de Separación de Fases)
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Información Contenida en un DTI
• Elevaciones de Equipos • Las Elevaciones son usada para los cálculos de NPSH altura de líquidos (presión estática), son mostradas desde un Nivel de Referencia (suelo o plataforma) hasta los recipientes, las columnas, etc.
• Se incluyen generalmente, en la emisión de DTI para Construcción, como referencia a otros proyectos
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Información Contenida en un DTI
• Nivel en Equipos • Los Niveles de líquido en Separadores, Columnas, Torres, Tanques, etc. Son mostrados en los DTI y referenciados desde la línea de fondo para los recipientes horizontales y desde la línea tangencial inferior para los recipientes verticales. • Se muestran todos los niveles incluidos en la hoja de datos
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Información Contenida en un DTI
• Nivel en Equipos Torres
Tanques
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Metodología para Corrección de Diagramas Color
Amarillo
Significado Utilizado para marcar el dibujo y/o texto revisado que está correcto.
Verde
Utilizado por el Diseñador, por verificador y por revisores para marcar lo que hay que borrar
Rojo
Utilizado por el Diseñador, por verificador y por revisores para marcar lo que hay que agregar.
Azul
Utilizado por el Diseñador, por verificador y por revisores para notas explicativas que no se incluyen en los equipos.
Marrón
Utilizado por el Proyectista para rodear con una línea envolvente las correcciones en la copia de revisión a medida que ellas son hechas en el plano original, y así poder controlar que las hizo.
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Metodología para Corrección de Diagramas
• Diagrama Comentado y Verificado
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Diagrama de Materiales de Construcción Representación esquemática de los diferentes materiales de construcción usados para las líneas principales de proceso o de servicios y de los equipos. Este diagrama usa como base el DFP o DFS. La información de los DMC está limitada al material y el sobreespesor por corrosión de:
Las Líneas Las paredes externas de los equipos Internos más importantes de los equipos (eliminador de neblinas, impulsor de las bombas o compresores, platos de las torres) La información de los siguientes elementos es usado en casos especiales: internos de válvulas de control, líneas de alta presión, etc. Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Diagrama de los Materiales de Construcción Responsabilidad Grupo Multidisciplinario (Procesos, Civil, Diseño Mecánico, Equipos, Fabricantes)
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DMC
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¿Qué tipo de información puedo encontrar en un DMC?
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Información Contenida en un DMC
Las corrientes (líneas en los DTI) muestran la especificación de material. Entre paréntesis se muestran el material, el sobreespesor de corrosión o el contenido de los metales usados para las aleaciones. Ejemplos:
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Información Contenida en un DMC
Cambios de la especificación de materiales de las líneas son indicados en los DMC
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Información Contenida en un DMC
El contenido de Sustancias corrosivas o que promuevan la corrosión, es indicado.
• • • • •
H2S, S, Agua libre, NH3, Concentración de Cloruros pH Límites Críticos de Velocidad de Corrosión Condiciones de operación de corto tiempo que puedan afectar la selección de materiales. Ej.: Temperatura aguas abajo de las válvulas de alivio
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Información Contenida en un DMC
Los Materiales de Construcción de los equipos son mostrados en cuadros, en los cuales se coloca adicionalmente:
• Número de Identificación del Equipo • El material de las paredes externas y de los internos • Sobreespesor permitido por Corrosión
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Información Contenida en un DMC
• Acrónimos para las partes de los equipos
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Información Contenida en un DMC
• Acrónimos para los materiales
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Información Contenida en un DMC
• Ejemplo 1
EJEMPLO DMC Copyright © 2009 Inelectra Venezuela, S. A
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Diagrama de los Materiales de Construcción
Normativa de Referencia • NACE SP0407 “Format, Content, and Guidelines for Developing a Material Selection Diagram”
INEDONES • 903-P3100-P09-GUD-054 “Guía para Selección de los Materiales de Construcción”
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Información Contenida en un DMC
• Ejemplo 2. Representación de las líneas en el DMC C.S., 0.050” (1.5 MM) C.A. WITH STANDARD VALVE TRIM K.C.S., 0.100” (2.5 MM) C.A. WITH UNIVERSAL VALVE TRIM K.C.S., 0.125” (3.0 MM) C.A. WITH STANDARD VALVE TRIM
s s s
K.C.S., 0.125” (3.0 MM) C.A. (S.R.) WITH TP 316 S.S VALVE TRIM K.C.S., 0.150” (4.0 MM) C.A. WITH TP 316 S.S. VALVE TRIM K.C.S., 0.250” (6.0 MM) C.A. WITH TP 316 S.S. VALVE TRIM 1 ¼ CR-1/2MO.0.0.100” (2.5 MM) C.A. (S.R.) WHIT TP 316 S.S. VALVE TRIM 1 BRC – 8NI S.S (TP304/32S.S). 0.050” (1.5 MM) C.A. WHIT TP316/347S.S VALVE & TRIM TP316/316L S.S., 0.05” (1.5 MM)
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DMC 75
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