Nrf-090-pemex-2013

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COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PEMEX PETROQUIMICA

CAMBIADORES DE CALOR ENVOLVENTE - HAZ DE TUBOS Esta norma cancela y sustituye a la NRF-090-PEMEX-2005 del 17 de septiembre del 2005

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Esta Norma de Referencia se aprobó en el Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios en la sesión ordinaria 96, celebrada el 28 de noviembre de 2013.

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CONTENIDO CAPÍTULO

PÁGINA

0.

INTRODUCCIÓN……………..……………………………………………………………………....

4

1.

OBJETIVO……………………………………………………………………………………………..

4

2.

ALCANCE……………………………………………………………...……………………………...

4

3.

CAMPO DE APLICACIÓN…………………………………………………………………………..

5

4.

ACTUALIZACIÓN…………………………………………………………………………………….

5

5.

REFERENCIAS……………………………………………………………………………………….

5

6.

DEFINICIONES………………………………………………………………………………….…....

6

7.

SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS……………………………………………………………...…….

9

8.

DESARROLLO………………………………………………………………………………………..

9

8.1 Condiciones de diseño…………………………………………..……………………………

11

8.2 Materiales……………………………………………………………………………………….

20

8.3 Fabricación……………………………..……………….…………………………..….…..….

23

8.4 Inspecciones y Pruebas……………………………………………..………………….……

26

8.5 Almacenamiento y Transporte.………………………………………………………….….

28

8.6 Documentos a entregar por el contratista....………………………………………….….

29

RESPONSABILIDADES………………………………………………………………………..……

28

10. CONCORDANCIA CON OTRAS NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES…………

29

11. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………..,……..

29

12. ANEXOS……………………………………………………………………………………………….

30

12.1 Figura 1 Láminas de sello para mamparas…………….……………………………….

31

12.2 Figura 2 Localización y dimensiones de la placa de choque………………………..

32

12.3 Figura 3 Localización de fajas de sello, placas de choque, varillas tensoras……

33

12.4 Figura 4 Instalación del ánodo de magnesio y dimensiones recomendadas…….

34

9.

12.5 Figura 5 Detalles de protección contra corrosión galvánica en bridas empaques y placas de partición……………………………………………………………………………

35

12.6 Figura 6 Placa de identificación………………………………………………………….

36

12.7 Hoja de Datos/Hoja de Especificaciones (HD/HE)…………………………………….

37-43

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INTRODUCCIÓN Un cambiador de calor es todo aquel dispositivo cuya función principal es realizar una transferencia de calor desde un fluido a otro a través de paredes metálicas y sin que ocurra un contacto directo entre ellos. La forma elemental de un cambiador de calor consiste en un tubo por cuyo interior circula un fluido y cuyo exterior es bañado por otro, existiendo un potencial térmico entre ambos. Como parte integrante de un sistema de producción, la función de los cambiadores de calor del tipo envolvente – haz de tubos es determinante. Por tal motivo y considerando que actualmente funciona una gran cantidad de estos cambiadores en las plantas industriales de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, existe la necesidad de normalizar todo lo relativo al diseño, materiales de construcción, fabricación y suministro de estos equipos. En la elaboración de esta Norma de Referencia participaron: Petróleos Mexicanos. PEMEX Exploración y Producción. PEMEX Gas y Petroquímica Básica. PEMEX Petroquímica. PEMEX Refinación. INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO. SWECOMEX, S. A. de C. V. MELTER, S.A. de C.V. EQUIPOS INDUSTRIALES DEL GOLFO S.A. de C. V. SAN PABLO EQUIPOS S.A. de C. V. CANACINTRA.

1. OBJETIVO Establecer los requisitos mínimos que deben cumplir los proveedores, contratistas y/o prestadores de servicios en la contratación del diseño y/o fabricación de cambiadores de calor de envolvente-haz de tubos en instalaciones industriales.

2. ALCANCE Esta norma establece los requerimientos técnicos y documentales que deben cumplir cambiadores de calor envolvente haz de tubo que se adquieran o arrenden para los centros de trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Esta Norma contempla el diseño termo-hidráulico y/o mecánico–estructural del cambiador de calor Esta Norma no comprende los siguientes Cambiadores de calor:

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a) b) c) d) e)

Tipo doble tubo. De placas. Con tubos aletados. Enfriados por aire. Construidos con materiales no metálicos, tales como polímeros, vidrio, resinas, metal - cerámicos, entre otros. f) En espiral. g) Calderas o unidades sometidas a fuego directo. h) Serpentines para tanques y cajas de enfriamiento entre otros. i) Condensadores de superficie bajo alcance de “Heat Exchanger Institute”

3. CAMPO DE APLICACIÓN. La presente Norma de Referencia es de aplicación general y observancia obligatoria en la elaboración de bases de licitación para la adquisición de los bienes objeto de la misma, que lleven a cabo los centros de trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Por lo que debe ser incluida en los procedimientos de contratación, licitación pública, invitación a cuando menos tres proveedores, o adjudicación directa. Como parte de los requisitos que deben cumplir el proveedor, contratista y/o prestador de servicios.

4. ACTUALIZACIÓN. Las sugerencias para la revisión de esta norma deben ser enviadas al Subcomité Técnico de Normalización de Pemex Petroquímica, quien debe programar y realizar la actualización de acuerdo a la procedencia de las mismas y en su caso, procede a través del Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios a inscribirla en su Programa Anual de Normalización. Esta Norma se debe revisar, en su caso modificar al menos cada cinco años, o antes si las sugerencias y recomendaciones de cambio lo ameritan. Las propuestas y sugerencias deben dirigirse por escrito al: Secretario Técnico del Subcomité Técnico de Normalización de Pemex Petroquímica Jacarandas No. 100, Nivel B-2 Fraccionamiento. Rancho Alegre I, C. P. 96558 Coatzacoalcos, Veracruz Teléfono .01-921-2111335, Fax 01-921-2111024 E-mail [email protected]

5. REFERENCIAS. Las siguientes normas son obligatorias y complementan a esta norma de referencia: NOM-008-SCFI-2002 NOM-020-STPS-2011

Sistema General de Unidades de Medida. Recipientes Sujetos a Presión y Calderas- Funcionamiento - Condiciones de

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ISO-16812- 2007 ISO 9712:2012 NRF-020-PÉMEX-2012 NRF-027-PEMEX-2009 NRF-028-PEMEX-2010 NRF-049-PEMEX-2009 NRF-053-PEMEX-2006 NRF-150-PEMEX-2011

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Seguridad. Petroleum, petrochemical and natural gas industries -- shell-and-tube heat exchangers (Cambiadores de Calor Envolvente-Haz de Tubos para la Industria del Petróleo y Petroquímica). Non-destructive testing — Qualification and certification of personnel (Pruebas no destructivas-Calificación y certificación de personal). Calificación y Certificación de Soldadores y Soldadura Espárragos y tornillos de acero de aleación y acero inoxidable para servicios de alta y baja temperatura. Diseño y Construcción de Recipientes a Presión Inspección de Bienes y Servicios. Sistemas de Protección Anticorrosiva a base de Recubrimientos para Instalaciones Superficiales Pruebas Hidrostáticas de tuberías y Equipo.

6. DEFINICIONES. 6.1. “A horcajadas”. En el círculo de barrenos de bridas, es la condición en la cual los agujeros se ubican fuera de los ejes horizontal y vertical de la brida y además simétricamente distribuidos respecto a dichos ejes. 6.2. Anillo de prueba. (Test ring). Ensamble de Anillo metálico, barrenado, para atornillarse a la brida principal posterior de la envolvente, formando con el diámetro exterior del espejo flotante un alojamiento para empaques, y un prensa-estopas que se que se atornilla a la cara externa del anillo metálico, impidiendo la fuga de fluido lado envolvente durante la prueba hidrostática o neumática. 6.3.

Bajo aletado. Aleta formada en la pared del tubo, sobre la superficie exterior mediante maquinado.

6.4. Barrenos oblongos en silletas. Perforaciones alargadas cuya forma compuesta consiste de un rectángulo y dos semicírculos, uno a cada lado de sus extremos cortos. 6.5. Bridas con empaque confinado. Conjunto de dos bridas en el cual una de las bridas tiene cara realzada y la otra tiene su cara hundida. Este arreglo asegura que el empaque estará encerrado dentro de una cavidad. 6.6. Brida de prueba. Anillo metálico, barrenado para atornillarse a la brida principal frontal de la envolvente, para empujar el espejo fijo evitando la fuga de fluido lado envolvente durante la prueba hidrostática o neumática. 6.7. Brida principal. Es la brida que forma parte integral para unir los componentes principales del cambiador de calor como son envolvente, canales, tapas bridadas, espejos y cabezal flotante 6.8. Cabezal flotante. (Floating head). Ensamble de cubierta y espejo posterior de un haz de tubos rectos, removible.

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6.9. Cubierta de cabezal flotante. (Floating head cover). Tapa tipo cachucha, abombada, para atornillarse al espejo flotante, directamente o por medio de un anillo bipartido. 6.10. Cambiadores de calor estacados. Dos o más cambiadores instalados uno sobre otro y que pueden o no estar conectados entre sí. 6.11. Canal. (Channel). Cámara, metálica, de sección circular, que va en los extremos del cambiador de calor con o sin placa de partición, cerrada con tapa conformada (cabezal tipo bonete) o con brida ciega y sirve para dirigir el fluido por dentro de los tubos. 6.12. Clase en bridas. Serie (de bridas o “flange serie”): Sistema de clasificación para diseño de bridas que se derivan en Clase serie y PN serie, de acuerdo con ISO 7005:2011. 6.13. Crítico.- Denominación que da PEMEX o el Licenciante a los cambiadores de calor principales en el proceso o por su servicio. 6.14. Documento extranjero. El emitido por un organismo de normalización extranjero que no es norma internacional en los términos de la LFMN 6.15. Envolvente. (Shell). Cubierta metálica de sección circular que en su interior aloja el haz de tubos. 6.16. Espejo. (Tubesheet). Placa circular metálica, con barrenos distribuidos geométricamente en un arreglo definido, para recibir los tubos de transferencia de calor. 6.17. Espejo flotante. (Floating tubesheet). Espejo que se instala en la parte posterior de un haz de tubos rectos removible y puede pasar a través de la envolvente. 6.18. Haz de tubos. (Tube bundle). Conjunto de tubos metálicos unidos en uno o ambos extremos al espejo, agrupados en un arreglo definido. 6.19. Hoja de especificaciones. Contiene la información de las características y especificaciones termodinámicas y mecánicas de diseño particulares del cambiador de calor y consta de las secciones: identificación; servicio; rendimiento (desempeño) por unidad; construcción por envolvente y materiales de construcción. 6.20. Lado envolvente. Condiciones de operación por el exterior de los tubos de transferencia de calor. 6.21. Lado tubos. Condiciones de operación por el interior de los tubos de transferencia de calor. 6.22. Licenciante. Propietario de una tecnología y puede poseer una patente. 6.23. “No - asbesto”. Designación genérica de un grupo de materiales para empaques que excluye al asbesto. 6.24. Placa con revestimiento integral. Material de construcción obtenido a partir de la unión metalúrgica y homogénea de un material base con un metal de revestimiento (por medio de soldadura, fusión integral o explosión) resistente a la corrosión.

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6.25. Placa de respaldo. Elemento que se coloca detrás de la unión a soldar con el fin de soportar y retener el metal fundido durante el proceso de aplicación del material de aporte, facilitando la obtención de una soldadura al ras con la superficie interior de los componentes a unir. 6.26. Placa de choque. (Impingement plate). Placa metálica, de sección circular o cuadrada, colocada sobre los tubos separadores del haz de tubos a la altura de la boquilla de entrada y/o de salida. 6.27. Prensaestopas (packing gland). Elemento complementario del anillo de prueba para cabezales flotantes tipo S o T. 6.28. Presión diferencial. Valor de presión que indica la diferencia entre los valores de presión lado envolvente y presión lado tubos. 6.29. Presión de Diseño. Es el valor más severo de presión manométrica esperado para un Recipiente o componente en condiciones normales de operación a su respectiva temperatura de diseño de metal, usada para el cálculo y diseño del Recipiente o componente a presión. 6.30. Proveedor. Cualquier entidad legalmente constituida cuya actividad sea el diseño, fabricación y suministro de cambiadores de calor. 6.31. Reporte de Pruebas de Materiales (RPM) [“Certified Material Test Report - CMTR” ó “Material Test Report MTR”]. Registro de los resultados que se obtienen de la composición química, propiedades mecánicas y otros requerimientos que se solicitan por Norma o Especificación de producción del material o producto, así como de los requerimientos suplementarios que solicita el comprador; que emite el fabricante del material o producto, con el nombre y firma del responsable de calidad o representante legal, que avala que el reporte reproduce los resultados de los Informes de Resultados de Pruebas (IRP), que emite el correspondiente Laboratorio acreditado en términos de LFMN y que cumplen con los requerimientos de la Norma o Especificación, así como con los requerimientos suplementarios solicitados por el comprador. 6.32. Sustancias peligrosas (o Sustancias químicas peligrosas): Aquéllas que por sus propiedades físicas y/o químicas, al ser manejadas, transportadas, almacenadas o procesadas presentan la posibilidad de provocar riesgos a la salud, de inflamabilidad, de reactividad o especiales, y pueden afectar la salud de las personas expuestas o causar daños materiales a las instalaciones. Se clasifican por sus grados de riesgo de acuerdo con la NOM-018-STPS-2000. 6.33. Tapa de canal. (Channel cover). Brida ciega, barrenada, para atornillarse al extremo abierto del canal, con las caras de asiento compatibles para asegurar el sello hermético 6.34

Tornillo de ojo (eye bolt). Elemento con forma de armella y cuyo vástago es roscado.

6.35 Transición semicircular (knuckle transition). Elemento cuya sección transversal es el segmento de un círculo de radio variable que se emplea para dar continuidad entre una sección cónica y una cilíndrica. 6.36

Vacío total. Idealmente, es la ausencia de presión, por lo que el valor de ésta es igual a cero.

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7. SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS. AISC ANSI API ASME ASTM AWS BWG CA D.E. EJMA HD/HE HTFS HTRI ISO NACE NB NED NOM NPT NRF PMI PQR RMS RPM STPS TEMA WPQ WPS

American Institute of Steel Construction (Instituto Americano de construcción de Acero) American National Standards Institute (Estándares del Instituto Nacional Americano) American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petróleo) American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales) American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura) Birmingham Wire Gauge (calibre para láminas y alambre) Corrosión permisible Diámetro exterior Expansion Joint Manufacturers Association (Asociación de Fabricantes de Juntas de Expansión) Hoja de Datos/Hoja de Especificaciones Heat Transfer and Fluid Flow Software Heat Transfer Research Inc. (Sociedad de Investigación de Transferencia de Calor) International Organization for Standardization (Organización Internacional de Normalización) National Association of Corrosion Engineers (Asociación Nacional de Ingenieros en Corrosión) National Board (PND) Nondestructive Examination (Pruebas no destructivas). Norma Oficial Mexicana Nacional Pipe Thread (Rosca para tubería). Norma de Referencia Positive Material Identification (Identificación Positiva de Materiales) Procedure Qualification Record (Registro de Calificación del Procedimiento de soldadura) Root Mean Square (Raíz media cuadrática) Reporte de Prueba de Materiales Secretaria de Trabajo y Previsión Social. Tubular Exchanger Manufacturers Association (Asociación de Fabricantes de Cambiadores Tubulares) Welder Performance Qualification (Calificación de Desempeño del Soldador) Welding Procedure Specification (Especificacion del Procedimiento de Soldadura)

Para los efectos de esta NRF con relación a valores de unidades de medida referirse a la NOM-008-SCFI-2002 y oficio DGN.312.01.2009.1968 “Autorización de unidades de medida diferentes al Sistema General de Unidades de Medida” y cualquier otra unidad de medida debe indicarse entre paréntesis.

8. DESARROLLO. 8.1

Condiciones de diseño.

Las condiciones de diseño que a continuación se indican aplican para los tipos de cambiador de calor contemplados en el punto no.2 ALCANCE de esta norma.

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8.1.1

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Requerimientos Generales

8.1.1.1 Los cambiadores de Calor deben cumplir con los requerimientos de la ISO 16812:2007, lo que establece esta NRF y en la HD/HE del equipo. 8.1.1.2 El diseño, cálculo, fabricación e inspección de los cambiadores de calor como recipiente a presión deben ser como lo establece la NRF-028-PEMEX-2010, con los requerimientos de cambiadores de calor de ISO 16812:2007 aplicando TEMA 9ª edición. 8.1.1.3 A menos que se especifique otra cosa por PEMEX en HD/HE, el diseño termohidráulico y mecánicoestructural, debe cumplir con lo siguiente: a) b) c) d)

Longitud máxima de tubos de transferencia de calor 6 m (20 pies). Peso máximo del haz de tubos 20 t Diámetro máximo del haz de tubos 1.8 m (70 in). Arreglo cuadrado o cuadrado girado 45° en tubos de transferencia de calor para hidrocarburos y sus derivados o fluidos viscosos e) Factor de ensuciamiento máximo para agua de enfriamiento de 0.0007 m2 hr °C/kcal (0.0035 ° F ft2 hr /Btu) 8.1.1.4 El diseño termohidráulico se debe realizar utilizando software especializado el que debe estar fundamentado en el TEMA 9ª edición, como es el de HTRI o HTFS entre otros reconocidos y probados en la industria del petróleo. 9.1.1.5. El cambiador de calor se debe diseñar para el intercambio de calor requerido y/o los cambios de fase de los fluidos que se indican en la HD/HE. Así como con los casos alternos de operación de acuerdo con las caídas de presión especificadas. 8.1.1.6 Las envolventes, cabezales, tapas, cabezales flotantes y otros elementos sujetos a presión externa, deben diseñarse de manera que no requieran de elementos rigidizantes que tengan por objeto disminuir el espesor de estos componentes; excepto cuando se requieran refuerzos por la condición de apoyo en la zona de soportes 8.1.2 8.1.2.1

Presión de diseño La presión interna de diseño debe ser igual al valor mayor de lo siguiente: a) La presión de diseño de acuerdo a lo establecido en la NRF-028-PEMEX-2010 para lado tubos y lado envolvente de los cambiadores de calor. b) La de disparo de la bomba de alimentación (cuando aplique). c) Vacío total para servicios con vapor o gas que puedan condensarse, o presión de operación menor a la atmosférica de 101.30 Kpa (1.033 kg/cm2) de presión interna.

8.1.2.2 La presión externa de diseño debe ser vacío total para servicios con vapor condensarse, o presión de operación menor a la atmosférica

o gas que puedan

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8.1.2.3 La presión para el diseño de espejos, partes de cabezales flotantes, tubos y otros componentes sometidos simultáneamente a la acción de ambas presiones (lado envolvente y lado tubos), no debe ser la presión diferencial resultante; a menos que se especifique otra cosa en la HD/HE. 8.1.2.4 Los espejos, cabezales flotantes, tubos, bridas y otros componentes, sometidos simultáneamente a la acción de ambas presiones (lado envolvente y lado tubos), con un lado a presión menor a la atmosférica, se deben diseñar para las presiones interna de diseño de un lado más presión de vacío total del otro lado. 8.1.3 Temperatura de diseño. 8.1.3.1 La temperatura de diseño para cambiadores de calor que operan igual o por debajo de 0 °C (32 °F), debe ser la temperatura de operación mínima esperada. 8.1.3.2 La temperatura de diseño para cambiadores de calor que operan arriba de 0 °C (32 °F), debe ser el mayor de los dos valores siguientes: a) La temperatura de diseño del metal de los cambiadores de calor no debe ser más fría que la temperatura de operación más alta esperada. b) Ni más caliente que la temperatura de operación más baja esperada. 8.1.3.3 La temperatura máxima de diseño lado tubos y lado envolvente no debe ser menor al valor mayor de lo siguiente: a) Lo que se especifica en la NRF-028-PEMEX-2010. b) 38 °C (100°F). 8.1.3.4 La temperatura mínima de diseño del cambiador de calor no debe ser más alta que la TMDM. Para cálculo de espesores o selección de material de espejos, partes de cabezales flotantes, tubos y otros componentes sometidos simultáneamente a la acción de ambos fluidos (lado envolvente y lado tubos) debe ser la temperatura más baja esperada del lado envolvente o lado tubos. 8.1.3.5 La temperatura de diseño de metal para cálculo de espesores o selección de material de espejos, partes de cabezales flotantes, tubos y otros componentes sometidos simultáneamente a la acción de ambos fluidos (lado envolvente y lado tubos), debe ser la temperatura mayor de lado tubos o envolvente. 8.1.3.6 Las temperaturas para determinar la expansión térmica diferencial en el diseño de espejos fijos, deben ser con las temperaturas de metal más caliente y más fría de lado envolvente y lado tubos, para los casos de operación, arranque y paro, como en su caso pérdida de flujo en uno de los lados. 8.1.4

Tubos.

8.1.4.1 Los tubos de transferencia de calor deben ser tubos sin costura con superficie lisa o bajo relieve (bajo aletado), a menos que PEMEX en la HD/HE o especificaciones del tecnólogo establezcan otro requerimiento.

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8.1.4.2 El espesor o calibre de tubos se debe seleccionar y calcular para los requerimientos de servicio del cambiador de calor a las correspondientes presión y temperatura de diseño interna y externa especificados en la HD/HE. El que no debe ser menor al valor mayor de los siguientes: a) b) c) d)

Requerido por la NRF-028-PEMEX-2010 Indicado en la tabla 1 de ISO 16812:2007 Indicado en la tabla RCB-2.21 del TEMA 9ª edición El indicado en la HD/HE

8.1.4.3 Los tubos en “U”, adicionalmente a lo anterior, debe verificarse el espesor por adelgazamiento de la pared del tubo en la zona del doblez, así como el aplastamiento de la sección del tubo, de acuerdo a los requisitos aplicables del estándar TEMA 9ª edición. 8.1.4.4

El diámetro exterior de los tubos de transferencia de calor debe ser de 19 mm (¾ in), como mínimo.

8.1.4.5 La proyección de los tubos con unión tubo-espejo expandida no debe ser mayor de 3 mm (1/8 in) y no menor de 1.5 mm (1/16 in), a menos que se indique otra cosa en HD/HE. 8.1.4.6 En los espejos superiores de cambiadores en posición vertical, los tubos deben estar al ras de la cara externa del espejo. 8.1.4.7 La unión tubos-espejo en cambiadores de calor deben ser expandidos y al menos con soldadura de sello para los siguientes servicios: a) Con temperatura de operación de 370°C o mayor. b) Fluidos peligrosos con grados de riesgo 4. c) Fluidos que no se deben mezclar por su reactividad violenta al estar en contacto entre sí, o que sufra cambios sustanciales en su composición química. d) Cuando se especifique en la HD/HE y/o proyecto. 8.1.4.8 La unión tubos-espejo en cambiadores de calor deben ser expandidos y con soldadura de resistencia para los siguientes servicios: a) b) c) d)

Presión de operación igual o mayor de 70 kg/cm2 (1000 psi) Hidrógeno Servicio cíclico severo. Cuando se especifique en la HD/HE y/o proyecto.

8.1.4.9 La longitud de tubos de transferencia especificada en la HD/HE, debe ser la longitud recta entre las caras de los espejos lado tubos; o cara lado tubo de espejo y la línea de tangencia de la curvatura en tubos en U, como corresponda. En ambos casos incluye la proyección del tubo sobre el espejo. 8.1.4.10 El radio mínimo de doblez de los tubos “U“, debe ser 1.5 veces el diámetro exterior del tubo, sin exceder el adelgazamiento y aplastamiento establecidos en el TEMA 9ª edición. 8.1.5

Espejos.

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8.1.5.1 El cálculo y diseño de los espejos debe ser con UHX de ASME Sección VIII, División 1:2010, y el espesor final no debe ser menor a lo requerido por TEMA 9ª edición, clase R. 8.1.5.2 Las ranuras de sello en los barrenos del espejo para inserción de los tubos de transferencia, deben cumplir con lo especificado en el párrafo RB-7.24 del estándar TEMA. 8.1.5.3 La tolerancia (holgura) entre el diámetro exterior del tubo de transferencia y el diámetro interior del barreno para la unión tubo-espejo, debe cumplir con los requerimientos de la tabla RCB-7.21 o RCB-7.21M del TEMA 9ª edición. La tolerancia cerrada de la junta se debe especificar para: a) Tubos de acero inoxidable austeníticos, super inoxidables, dúplex y superduplex, Titanio, Cupro-Níquel o de aleaciones Níquel, con junta expansionada. b) Junta tubo - espejo con soldadura de sello o soldadura de resistencia. 8.1.5.4 Se deben maquinar barrenos roscados para al menos 2 tornillos de ojo sobre la cara exterior del espejo estacionario en el haz de tubos desmontable, para la extracción de este de la envolvente. El diámetro de barrenos roscados debe ser tal que la fuerza ejercida para extraer el equivalente a 2 veces el peso del haz no produzca en la raíz de la rosca del material del espejo un esfuerzo actuante superior a su esfuerzo permisible; el diseño y esfuerzos permisibles deben cumplir como mínimo con los requerimientos de AISC durante la operación del cambiador, los barrenos para tornillos de ojo deben estar provistos con tapones roscados de material equivalente al del espejo para protegerlos contra la corrosión.

8.1.6 8.1.6.1

Mamparas y placas soporte. El espesor mínimo de las mamparas o placa(s) soporte debe ser el mayor de los siguientes valores: a) Espesor mínimo requerido por TEMA, ó b) Dos veces la tolerancia para corrosión lado envolvente. No obstante, para cabezales flotantes tipos S y T, el espesor de la(s) placa(s) soporte debe verificarse considerando los efectos del peso y momentos generados por el cabezal flotante.

8.1.6.2 Los cortes horizontales o verticales en las mamparas seccionadas deben localizarse preferentemente como sigue: a) b)

Para el arreglo cuadrado de tubos, sobre la parte media del paso Para los demás arreglos, sobre la línea de centro del paso.

8.1.6.3 Las mamparas y placas soporte transversales de los cambiadores horizontales, debe tener una muesca para drenado en forma de “V” con altura mínima de 20 mm (3/4 in) x 90° en la parte más baja de cada mampara, a menos que se especifique otra cosa en la HD/HE. Cuando el fluido que circula por el lado envolvente se encuentra en fase vapor o gas, se debe realizar una muesca adicional en la parte más alta de cada mampara con objeto de efectuar el venteo de la envolvente. 8.1.6.4 Para cambiadores con haz desmontables de dos pasos del lado envolvente, la mampara longitudinal debe tener un dispositivo que asegure el sello en cada uno de los lados largos de la mampara y que además

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sea reemplazable. Consiste en un conjunto de láminas flexibles de acero inoxidable (SA-240), monel (SB-127) entre otros, de acuerdo al servicio (Ver Figura.1, anexo 12.1) 8.1.6.5 Para cambiadores de espejos fijos con dos pasos lado envolvente, la mampara longitudinal debe unirse a la envolvente mediante filetes continuos de soldadura en ambos lados axiales de la mampara. 8.1.7

Placa de choque.

8.1.7.1 El haz de tubos se debe proteger contra el desgaste por efecto del impacto o erosión del fluido en las áreas de entrada y salida a la envolvente mediante una placa de choque, un cinturón de distribución, o una ampliación de la boquilla (incluida una placa de distribución interna), cuando se requiera como resultado de la aplicación de los requerimientos de la sección RCB-4.6 del TEMA 9ª. Edición, o se solicite en las HD/HE. 8.1.7.2 No se permiten placas de choque perforadas o ranuradas. 8.1.7.3

La placa de choque debe cumplir con lo siguiente: a) Ser circular o cuadrada b) Con curvatura semejante a la envolvente, o sin ella c) El área de flujo limitada por la proyección de la boquilla de alimentación y la altura a la que se debe localizar la placa de choque, debe ser al menos igual al área transversal interna de la boquilla.

Para cumplir con lo anterior, las dimensiones mínimas necesarias son las mostradas en la figura 2 del anexo 12.2. 8.1.7.4 El espesor mínimo de la placa de choque y de las placas de partición debe ser el indicado por el estándar TEMA 9ª. Edición. 8.1.7.5 La placa de choque se debe fijar al haz de tubos mediante soldadura continua en los tubos espaciadores. Las placas de choque fijas a la envolvente, se deben unir al menos en dos extremos opuestos de la placa mediante soldadura con la pared de la envolvente. 8.1.8

Dispositivos de sello.

8.1.8.1 Excepto para envolventes tipo rehervidor (tipo K de la fig. N-12 del estándar TEMA), se debe instalar dispositivo(s) de sello longitudinales en cambiadores con mamparas transversales considerando los requisitos establecidos en ISO 16812:2007 párrafo 7.6.5, ver fig. 3 del anexo. 8.1.9

Haz de tubos.

8.1.9.1 El haz de tubos se debe construir utilizando mamparas seccionadas con una posición permanente y sujetas firmemente mediante varillas tensoras y tubos espaciadores. Las varillas se deben fijar en uno de sus extremos al espejo estacionario mediante barrenos roscados y el otro extremo se sujeta a las mamparas o placas soporte mediante tuerca y contratuerca, y estas con soldadura a la mampara o placa soporte

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8.1.9.2 Las varillas tensoras en el haz de tubos se deben localizar de manera que no interfieran con las hileras de tubos y que no coincida con el cruce de las líneas de paso entre tubos. 8.1.9.3 El haz de tubos de cambiadores conectados en serie se debe diseñar de manera que sean intercambiables entre los envolventes. 8.1.10 Envolvente y tapa de envolvente. 8.1.10.1 Las tapas abombadas, deben ser del tipo semielípticas o semiesféricas, a menos que se indique otra cosa en las HD/HE del cambiador. 8.1.10.2 Los cambiadores con envolvente tipo rehervidor (tipo K TEMA 9ª. Edición) y haz de tubos desmontable, deben tener barras internas para deslizamiento y dispositivo de sujeción del haz, conforme a lo indicado en RCB-4.9 del TEMA 9ª edición, otros métodos son aceptables siempre y cuando sean aprobados por PEMEX. La aprobación debe obtenerse previa solicitud y descripción del método alterno a PEMEX durante la etapa de Licitación. 8.1.11 Canal y tapa de cabezal flotante. 8.1.11.1 Las placas de partición deben soldarse a la sección cilíndrica, tapa de cabezal flotante y tapa en canal tipo “B” y/o “M” según TEMA 9ª. Edición, con soldadura de doble filete continuo. 8.1.12 Bridas principales. 8.1.12.1 Las bridas principales deben constituir las uniones entre la envolvente, canal, cabezal de retorno y tapa plana (en caso de contar con ella). Estas bridas deben formar un solo elemento con la pared del cilindro mediante una junta de unión soldada continua con penetración completa. Las bridas principales se deben diseñar para cumplir con las Reglas para Conexiones Bridadas Atornilladas con empaque tipo anular, de ISO 16812:2007, con la Sección VIII División 1 del código ASME-2013 y párrafo RCB11 del TEMA 9ª. Edición y lo que se menciona a continuación: a) Barrenos distribuidos uniformemente y estar “a horcajadas” con las líneas de centro del cambiador. 8.1.12.2 Las bridas principales deben tener las caras de sello del tipo para empaque confinado. 8.1.12.3 Para facilitar el desmontaje de la junta empacada de las bridas principales (y en su caso la unión brida a tapa plana) cuando la separación entre caras adyacentes de bridas (y tapa) sea menor a 4.76 mm (3/16 in), se debe realizar lo siguiente: a) Por cada junta empacada debe proporcionarse al menos un tornillo cuyo fin es separar ambas bridas, ó un bisel de 4.76 mm (3/16 in) x 30 grados en la periferia de una de las bridas. b) De existir una alternativa distinta a las anteriores, el proveedor, contratista o prestador de servicios debe solicitar aprobación por escrito a PEMEX durante el proceso de Licitación 8.1.13 Empaques

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8.1.13.1 Los empaques para sellar las juntas perimetrales externas, juntas internas de divisiones de entrepasos de los espejos y cubierta de espejo flotante, deben cumplir con lo especificado en ISO 16812:2007 y estándar TEMA 9ª. Edición. 8.1.13.2 Las esquinas de las venas de empaques enchaquetados donde se alojan las placas de partición, deben tener un radio de al menos 10 mm (3/8 in). 8.1.13.3 Las superficies de asentamiento de empaques de las bridas principales, deben tener un acabado superficial según el tipo de empaque a usar como se especifica en el punto 9.8.1 la tabla 2 de ISO 16812-2007 y los párrafos 6.4.5, 6.4.5.1, 6.4.5.2, y 6.4.5.3 de los documentos extranjeros ASME B16.5-2009 o los párrafos 6.1.4, 6.1.4.1, 6.1.4.2 de ASME B16.47-2011. 8.1.14 Juntas de expansión. 8.1.14.1 Las juntas de expansión necesarias, deben cumplir con los requerimientos establecidos en ISO 16812:2007, el estándar TEMA 9ª. Edición, o el apéndice 26 “Juntas de expansión tipo fuelle” (Mandatory Appendix 26, “Bellows Expansion Joints”) de la Sección VIII División 1 del documento extranjero ASME. 8.1.14.2 Los esfuerzos debidos a la expansión térmica en cambiadores de espejos fijos, deben analizarse para determinar el uso de junta de expansión en envolvente, para los casos de: a) Operación normal en condiciones limpias, condiciones sucias, arranque y paro, b) Lo establecido en las HD/HE, planos de diseño, requisición o bases de licitación. 8.1.14.3 Cuando el diseño requiera de junta de expansión, el proveedor, contratista y/o prestador de servicios, debe diseñar la junta de expansión y entregar memoria de cálculo, planos de detalle y ensamble de la misma, de acuerdo al servicio solicitado. 8.1.15 Boquillas 8.1.15.1 La fabricación de boquillas debe cumplir con los requerimientos de la NRF-028-PEMEX-2010, ISO 16812:2007 y TEMA. La Clase en bridas y tipo de cara debe coincidir con las bridas de la tubería a la que se interconecta, que debe cumplir con la Norma NRF-032-PEMEX-2012. 8.1.15.2 Para los cambiadores que manejan agua de enfriamiento por el lado tubos y se solicite conexiones para limpieza química de las partes internas del cambiador, estas conexiones deben cumplir con lo siguiente: a) b) c)

Tener un diámetro mínimo DN de 50 mm (NPS 2 in) como mínimo. Bridada con tapa ciega, incluyendo empaque y tornillería. Instalar 2 conexiones en el lado que se requiera, (lado tubos y/o lado envolvente): una en la entrada del fluido de limpieza y otra en la salida.

Cuando la boquilla sobre la cual se instala la conexión para limpieza química es DN 100 (NPS 4 in) o mayor, la conexión para limpieza química se debe localizar sobre el cuello de dicha boquilla; en caso contrario, la conexión se instalará sobre el canal del cambiador.

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8.1.15.3 Las placas de refuerzo de boquillas se deben probar neumática como se indica en NRF-028-PEMEX2010. 8.1.15.4 En cambiadores estacados, las boquillas de interconexión, deben ser bridadas a menos que la HD/HE especifique conexiones soldadas; y cumplir con los requerimientos de la norma NRF-028-PEMEX-2010. 8.1.15.5 Las boquillas fabricadas con aleaciones resistentes a ambientes corrosivos, pueden construirse usando bridas tipo deslizable de acero al carbono con recubrimiento de aleación en las partes en contacto con el fluido y en las superficies (cara de la brida) para asentamiento del empaque, siempre y cuando cumplan con los requerimientos de la NRF-028-PEMEX-2010 y 7.7 de ISO 16812:2007 8.1.15.6 En cambiadores de calor verticales, debe instalarse una conexión para venteo en el espejo superior y otra para drenaje en el espejo inferior. Estas conexiones deben realizarse perforando dos barrenos perpendiculares entre sí que convergen en un mismo punto, localizados sobre la parte media del espesor de los espejos, de tal forma que se comunique la zona por ventear o drenar con el exterior. En la parte exterior de los barrenos se deben colocar tapones roscados. 8.1.16 Espárragos. 8.1.16.1 Todas las conexiones bridadas para boquillas y tuberías, deben ser con espárragos o birlos externos y con tuercas hexagonales serie pesada. Los valores de Esfuerzo de Diseño para éstos, deben ser los que se especifican en ASME B31.3-2010. 8.1.16.2 Los Espárragos externos para conexiones, bridas principales de envolvente y canal, deben cumplir con las especificaciones y requisitos que se describen en la NRF-027-PEMEX-2009, tener tuercas hexagonales serie pesada. El diseño y valores de Esfuerzo de Diseño que se deben utilizar, son los que se indican en ASME Sección VIII División 1 ó 2 y complementados para su calificación con el API Spec. 20E-2012 . 8.1.17 Protección contra corrosión galvánica. 8.1.17.1 Los cambiadores se deben proteger contra corrosión galvánica, en los que se puedan presentar las condiciones siguientes: a) Con agua de enfriamiento, agua de mar u otro fluido con características electrolíticas que circula por el interior de los tubos. b) El espejo y/o los tubos son de cobre y/o sus aleaciones, mientras que el cabezal es de acero al carbono. c) El diámetro interior del canal es 406.4 mm (16 in) o mayor y la longitud del canal es 355.6 mm (14 in) o mayor. d) La altura de cada compartimiento en el canal es 203.2 mm (8 in) o mayor.

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8.1.17.2 Se deben cumplir los dos siguientes puntos para lograr la protección contra corrosión galvánica: a) Instalar ánodos de magnesio de 203.2 x 203.2 x 101.6 mm (8 x 8 x 4 in), uno por compartimiento. Los ánodos se deben sujetar preferentemente a las placas de partición del canal, siempre y cuando no se afecte el área de flujo que se requiere para la circulación del fluido. b) La colocación del ánodo debe ser tal, que la mayor superficie del mismo, esté en contacto con el fluido (Ver figura 4 anexo 12.4) Acondicionar los diversos componentes del canal como lo muestra la Figura 5. Ver anexo 12.5 Acondicionar los diversos componentes del canal como lo muestra la Figura 5. Ver anexo 12.5 8.1.18 Soportes y orejas de izaje. 8.1.18.1 Los cambiadores de calor horizontales deben tener soportes tipo silletas y verticales tipo cartabón. Estos soportes deben ser diseñados considerando los esfuerzos por condición de apoyo y cumplir con los requerimientos aplicables del párrafo 7.3 de ISO 16812:2007, y de los párrafos F-1, F-2, G-7.1, G-7.2, RGP-G7.11 y RGP-G-7.12 del estándar TEMA 9ª. Edición. Los soportes de cambiadores con haz de tubos removible se deben diseñar para soportar las cargas horizontal y verticales resultantes de la extracción, considerando en su caso el atasque del haz de tubos en la envolvente. Lo que aplica también para los soportes en cambiadores de calor estacados Este cálculo no debe considerar combinaciones de cargas accidentales de sismo.

8.1.18.2 Para cambiadores de calor estacados, las silletas deben ser como sigue: a) La envolvente del cambiador inferior debe tener una silleta fija y otra móvil. b) Las envolventes de los cambiadores superiores deben tener sus silletas fijas. c) Se deben diseñar de manera que el peso de los cambiadores superiores se transmita directamente a las silletas inferiores, y evitar cargas sobre la envolvente y las boquillas. d) Las silletas del cambiador inferior (y en su caso, el intermedio) se deben constituir en dos partes, una inferior y otra superior. 8.1.18.3 Los cambiadores verticales deben contar con al menos dos soportes tipo cartabón para asegurar su instalación en posición vertical y evitar desplazamiento oscilatorio. Se debe indicar el diámetro, dimensión y orientación de los barrenos oblongos, requiriéndose dos como mínimo para cada punto de apoyo del soporte. 8.1.18.4 Se deben instalar orejas de izaje en los siguientes componentes desmontables: canal y bonete, las que deben cumplir con los requerimientos establecidos en 7.11 de ISO 16812:2007 y cumplir con los criterios de diseño establecidos en los párrafos G-7.2. y RGP-G-7.2 del Estándar TEMA 9ª. Edición. 8.2

Materiales.

8.2.1

Generalidades.

8.2.1.1 Todos los materiales del cambiador de calor deben ser nuevos, los que deben especificarse en la HD/HE y cumplir con la NRF-028-PEMEX-2010.

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8.2.1.2 El Proveedor o Contratista debe verificar la calidad y conformidad de los materiales con respecto a la especificación de estos, por medio de los informes de resultados de pruebas del RPM, que debe entregar a PEMEX en el Expediente de Integridad Mecánica (“Dossier” de fabricación) que se especifica en 8.6 de esta Norma de Referencia, los RPM, los cuales se deben avalar por el Ingeniero Responsable y el Responsable de Calidad e Inspección del Proveedor o Contratista. 8.2.1.3 No se permite el uso de: a) Materiales especificación ASME SA-36 o SA-283, para elementos sujetos a presión b) Materiales de fundición de hierro o acero. 8.2.2

Tubos.

8.2.2.1 Los tubos de transferencia de calor con aletado integral de aleaciones de cobre, se debe suministrar en la condición de recocido O61 de acuerdo a ASTM B 601-12 (annealed temper condition), tal como se indica en ASTM B 359/B 359M-2012 8.2.2.2 Los tubos en “U” de aceros inoxidables austeníticos deben ser de bajo carbono o estabilizados térmicamente. 8.2.3

Bridas.

8.2.3.1 Todas las bridas empleadas en el cambiador deben ser de acero forjado. Esto incluye las bridas principales, de cabezal flotante, de boquillas, para conexiones diversas, ciegas. 8.2.3.2 Las bridas para boquillas y equipo en servicios en temperaturas de diseño igual o mayor a 400 ºC (750 ºF) no se deben especificar de acero al carbono, deben ser materiales de aleación adecuados para la temperatura de diseño. Las boquillas bridadas para venteo, drenaje o conexión para instrumentos, deben ser suministrados con tapa, tornillos, tuercas y empaque. 8.2.4

Empaques.

8.2.4.1 Los materiales para los empaques enchaquetados empleados en el cambiador deben ser los que se muestran en la HD/HE y/o en los planos de diseño. De lo contrario, el proveedor, contratista y/o prestador de servicios debe seleccionar los materiales del relleno y/o del metal de revestimiento de los empaques para las condiciones más críticas del servicio, las que son definidas por Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios y ser aprobados por escrito por éste. 8.2.4.2

No se permite el asbesto como material para empaques o relleno de empaques revestidos con metal.

8.2.4.3 Excepto para empaques revestidos con latón, todos los materiales para revestimiento de empaques deben estar en la condición de recocido. 8.2.4.4 Los empaques de metal sólido y los diafragmas (unidos al componente con soldadura de sello) deben tener los siguientes valores de dureza máximos Brinell:

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       

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90 para hierro suave 120 para acero de bajo carbono, 150 para monel UNS N04400 130 para acero 4 - 6Cr – ½Mo (UNS K41545) 160 para acero inoxidable S30400 160 para acero inoxidable S31600 160 para acero inoxidable S34700 170 para acero inoxidable S41000

8.2.5

Espejos.

8.2.5.1 Los espejos deben ser de forja o de placa según sea solicitado por Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios y no se permiten espejos hechos de fundición. 8.2.6

Tornillería.

8.2.6.1 Los espárragos, birlos y tuercas deben cumplir con la NRF-027-PEMEX-2009 y complementados para su calificación con el API Spec 20E-2012 y la especificación de materiales que se indica en la HD/HE. 8.2.7

Componentes varios.

8.2.7.1 Los anillos de prueba y caja para empaque deben ser: de forja o placa de acero al carbono como son SA-105 o SA-516-70, si no se especifica otro tipo de material en la HD/HE por PEMEX o el Licenciante. 8.2.7.2 Los tapones para cancelación de tubos de transferencia de calor deben ser de la misma aleación que el de los tubos. 8.2.7.3 Las placas de partición deben ser de la misma aleación que el cabezal y en su caso de la misma aleación que el revestimiento de los cabezales. No se deben especificar placas de partición con revestimiento. 8.2.8

Revestimientos

8.2.8.1 Los Revestimientos para envolventes, espejos, boquillas, bridas, canales y otros componentes de los cambiadores de calor deben ser por depósito de soldadura o placas integrales, cumpliendo con los requerimientos especificados en la NRF-028-PEMEX-2010. 8.2.8.2 Los espejos se deben revestir tomando en cuenta las siguientes restricciones: a) El metal de revestimiento debe estar unido de manera continua e integral al material base. b) Cuando por la naturaleza del servicio los materiales de los componentes del cambiador requieren ser aceros desoxidados, el material base de espejos también debe especificarse como acero desoxidado. c) Los revestimientos con depósito de soldadura deben ser por fusión de los materiales, no se permiten procedimientos de soldaduras frías 8.2.8.3 El recubrimiento con placas metálicas soldadas (lining) no está permitido.

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8.2.8.4 El espesor mínimo del revestimiento (“Clad”) debe ser de acuerdo con los párrafos RB-7.6 y C7.6 del TEMA 9ª Edición. Para el caso de revestimientos fabricados con depósitos de soldadura (“Weld overlay”), la superficie del espesor mínimo que se requiere de recubrimiento que está en contacto con el fluido tenga el análisis químico que se requiere, por lo que se debe garantizar por medio de PMI. Las ranuras, cajas o pasos para placas de partición y empaques entre otros deben tener el espesor mínimo del revestimiento sobre el material base en toda su superficie (paredes y fondo) con aristas achaflanadas o redondeadas también con el espesor mínimo sobre el material base. 8.2.8.5 El espesor del revestimiento (“Clad o Weld overlay”) no debe contribuir o aportar resistencia mecánica al espesor requerido del metal base. 8.2.9

Corrosión permisible.

8.2.9.1 Para los componentes del cambiador de calor, la corrosión permisible se debe indicar en la HD/HE y/o en los planos de diseño. 8.2.9.2 La corrosión permisible se debe especificar individualmente para el lado envolvente y el lado tubos, y aplicar los correspondientes valores a aquellos componentes en contacto con los fluidos de proceso y que estén sujetos a presión. Los valores de corrosión permisible deben agregarse a los Espesores mínimos calculados de la NRF-028-PEMEX-2010. 8.2.9.3 Los Espesores mínimos requeridos de las envolventes determinados cumpliendo con la NRF-028PEMEX-2010, los que no deben ser menores a lo especificado en RCB-3.13 del estándar TEMA 9ª edición 2007 8.2.9.4 En tubos de transferencia, mamparas, placas soporte, dispositivos de sello y espárragos internos, no se debe agregar espesor alguno para corrosión, a menos que la HD/HE y/o ingeniería básica indique otro requerimiento. 8.3

Fabricación.

8.3.1

Generalidades.

8.3.1.1 Los cambiadores se deben fabricar cumpliendo con los requerimientos de la ISO 16812:2007, esta NRF y el estándar TEMA 9ª edición con Clase “R”, a menos que se especifique otra clase en la HD/HE por PEMEX o Licenciante. 8.3.1.2 PEMEX y Organismos Subsidiarios, debe especificar en la HD/HE, Contrato, bases de Licitación, Planos de diseño, si la fabricación del cambiador de calor debe suministrarse con el estampado “U” del código ASME y con registro en el NB.

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8.3.1.3 La envolvente debe construirse a partir de tubo o placas roladas cumpliendo con lo siguiente: a) Cuando se especifique tubo, debe ser un solo tramo sin costura circunferencial. b) Placa rolada, con una unión en el sentido longitudinal para aceros al carbono e inoxidables austeníticos; para materiales de alta aleación, no ferrosos, se permiten hasta dos costuras longitudinales para diámetros mayores de 900 mm. c) Las envolventes tipo K (Kettle) pueden tener más de dos costuras. 8.3.1.4 El espesor o calibre especificado de los tubos de transferencia de calor, debe ser el espesor de pared mínima. No se aceptan espesores promedio. 8.3.1.5 Los tubos de transferencia deben estar libres de cascarilla, irregularidades, ovalamiento o cualquier otra deformación. No se aceptan tubos de transferencia con reparaciones, aún cuando éstas están permitidas por la especificación del tubo. 8.3.1.6 Los tubos de transferencia de calor de equipos nuevos deben ser de una sola pieza, no se permiten tubos con costura circunferencial, incluyendo en los tubos en forma de “U”. 8.3.1.7

Las bridas de los canales que se fabriquen de forja deben ser de una sola pieza forjada.

8.3.1.8 En cambiadores con varios pasos, las ranuras y placas de partición localizadas en el canal, tapa de canal, espejos y tapa de cabezal flotante, deben estar alineadas. 8.3.1.9 A los bordes de las placas o tubos que se utilicen para la fabricación de los componentes cuyos extremos hayan sido cortados por medio de flama, se les debe eliminar la zona afectada por el calor mediante operaciones de maquinado o esmerilado 8.3.1.10 Las tapas de envolvente y cabezales deben ser: a) Semielípticas tipo “Cap” b) Semielípticas formadas a partir de placa de una sola pieza para cambiadores con diámetro interior hasta 1800 mm de aceros al carbono e inoxidables austeníticos; y hasta 760 mm para materiales de alta aleación, no ferrosos, a menos que se especifique otra cosa por PEMEX. c) Semiesféricas conformadas a partir de un disco de una sola pieza o fabricadas en gajos soldados después del formado. d) Simplemente abombadas (dished only) conformadas a partir de placa de una sola pieza, dependiendo del diámetro, solo se pueden especificar para cabezales flotantes. e) Planas, de una sola pieza de placa o forja, acabadas mediante proceso de maquinado a partir de una sola pieza. Los espesores de estos componentes después del formado no deben ser menores a sus espesores mínimos calculados, más su tolerancia de corrosión.

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8.3.1.11 La reducción del espesor de pared de los tubos en unión tubo-espejo tipo expandida después de rolada debe cumplir con los porcentajes permisibles de la tabla 4 de ISO 16812:2007. 8.3.1.12 Antes de iniciar las pruebas con presión, es necesario limpiar todas las superficies internas del cambiador mediante diversos métodos (cepillado, limpieza a vacío, entre otros) de manera que el interior del equipo no contenga cascarilla suelta, polvo, residuos de soldadura y fundente, pedazos de electrodos o cualquier basura. Las sustancias que se utilicen en la limpieza deben ser inofensivas para los materiales y, en caso de requerirse, deben neutralizarse. Los cepillos de alambre empleados en componentes de aceros inoxidables austeníticos deben ser también de acero inoxidable, y no deben utilizarse para otros materiales. 8.3.2

Tolerancias.

8.3.2.1 Las tolerancias dimensionales de fabricación deben cumplir con el ISO 16812:2007 , estándar TEMA 9ª edición y la NRF-028-PEMEX-2010. Cuando existan discrepancias para el mismo caso se debe aplicar la tolerancia más estricta. 8.3.3

Eliminación de aristas.

8.3.3.1 Se debe desbastar todos los agujeros en las mamparas, placas soporte y en las líneas de corte de las mamparas, a fin de eliminar las aristas afiladas. 8.3.3.2 8.3.4 8.3.4.1

En todos los componentes del cambiador se deben eliminar las rebabas y matar filos. Soldadura. Las soldaduras deben cumplir con los requerimientos de la ISO 16812:2007 y NRF-028-PEMEX-2010.

8.3.4.2 Todas las soldaduras deben realizarse por soldadores calificados para cada tipo particular de material y proceso de soldadura. La Calificación y certificación de soldadores y soldadura debe cumplir con la NRF-020PEMEX-2012. 8.3.4.3 En cambiadores con haz de tubos removibles, las soldaduras longitudinales o circunferenciales en la envolvente del cambiador que pudieran obstruir el libre desplazamiento del haz de tubos, se deben esmerilar al ras con la superficie interna del cambiador. Las soldaduras en aceros inoxidables o aleaciones no ferrosas se deben inspeccionar mediante líquidos penetrantes (PT) y las soldaduras en aceros al carbono, baja e intermedia aleación se deben inspeccionar mediante partículas magnéticas (MT), después de ser esmeriladas. Los criterios de aceptación deben ser de acuerdo a los apéndices 8 y 6 respectivamente del ASME sección VIII División 1-2013. 8.3.4.4

Todos los accesorios internos y externos deben unirse con soldadura continua.

8.3.4.5 Las placas de choque deben fijarse a los tubos espaciadores o a la envolvente por medio de soldadura continua. Los dispositivos de sello y las barras de deslizamiento deben unirse a las mamparas y/o placas soporte mediante cordones de soldadura. 8.3.5

Tratamiento térmico

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8.3.5.1 El tratamiento térmico para el cambiador de calor o sus componentes debe realizarse cumpliendo con los requerimientos establecidos en 9.6 de ISO 16812: 2007 y lo especificado en 8.3.4 de la NRF-028-PEMEX2010 y debe indicarse en la HD/HE del cambiador y en los planos de diseño. 8.3.5.2 El tratamiento térmico de los tubos en “U” doblados en frio y fabricados en acero al carbono, debe realizarse después de efectuados los dobleces. 8.3.5.3 Cuando los tubos fabricados en aceros inoxidables, químicamente estables se doblen en “U”, se deben tratar térmicamente mediante un recocido de solubilización para eliminar los efectos de endurecimiento local por trabajo mecánico, originados por la operación de doblado en frío. 8.3.5.4 Los materiales (tubos de transferencia de calor) de acero inoxidable tipo 321 y 347 que requieran soldadura de sello o de resistencia al espejo se deben estabilizar térmicamente de acuerdo a su especificación ASTM. 8.3.5.5 El tratamiento térmico de la soldadura entre materiales disimiles (diferente No. P) se debe realizar con base al espesor, grado y servicio. 8.3.5.6 El proveedor o contratista en base a su ingeniería, procesos de construcción/fabricación, procedimientos de soldadura, especificación del material, grados de riesgo a la salud, entre otros, debe determinar si se requiere tratamiento térmico después de aplicar soldadura; incluyendo revestimiento de materiales base. 8.3.5.7 Cuando se especifique en la HD/HE, a los canales y bonetes que se les apliquen recubrimientos resistentes a la corrosión (Weld-overlay), se deben tratar térmicamente después de su aplicación. 8.3.5.8 El proveedor o contratista debe tratar térmicamente el cambiador de calor y/o sus componentes cuando se especifique en la HD/HE por requerimientos de diseño, proceso o servicio.

8.3.6

Placa de identificación

8.3.6.1 El fabricante del cambiador de calor debe suministrar los cambiadores de calor con placa de identificación, de acuerdo con los requerimientos de la NRF-028-PEMEX-2010 y con la información indicada en el Anexo 12.6. 8.3.7

Protección anticorrosiva

8.3.7.1 Si no se especifica otra cosa en la HD/HD, el Proveedor o Contratista debe entregar el o los cambiadores de calor de acero al carbono, aceros de baja o intermedia aleación con el sistema de recubrimiento anticorrosivo el cual debe cumplir con la NRF-053-PEMEX-2006, y los requerimientos aplicables de la NRF-028-PEMEX-2010. 8.3.8

Identificación de taller

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8.3.8.1 El número de orden de compra y la clave del cambiador, deben pintarse con letras legibles sobre algún costado de la envolvente de modo que estén visibles. El tamaño de letra debe estar entre 10 y 20 cm de alto, tipo Arial y de color negro. La pintura que se utilice para este fin en cambiadores construidos con aceros inoxidables austeníticos, no debe tener pigmentos metálicos ni cloruros. A menos que se indique otro requerimiento en las bases de licitación. 8.3.8.2 Los cambiadores de calor de acero inoxidable y de alta aleación con o sin un sistema termoaislante deben cumplir con lo que al respecto se especifica en la NRF-028-PEMEX-2010. 8.4 8.4.1

Inspecciones y pruebas. Generalidades

8.4.1.1 El Proveedor o Contratista debe inspeccionar y probar los cambiadores de calor como se especifica en ISO 16812:2007, incluyendo lo especificado en el párrafo 10.1.1 de este ISO, el TEMA 9ª edición, la NRF-028PEMEX-2010 y la HD/HE de cada cambiador. 8.4.1.2 PEMEX se reserva el derecho de efectuar las inspecciones y pruebas que considere necesarias en las instalaciones del Proveedor o Contratista de forma directa o a través de un tercero durante el proceso de fabricación de los equipos, para lo que se le deben dar todas las facilidades necesarias para inspección y pruebas, así como facilitarle los documentos requeridos para verificar la correcta aplicación de los requisitos y especificaciones de esta norma 8.4.2

prueba de ensamble

8.4.2.1 Para verificar el ensamble y extracción del haz de tubos removible se debe cumplir con lo establecido en 9.1.2 de ISO 16812:2007. 8.4.3

Inspección radiográfica.

8.4.3.1 En adición a los requerimientos de la NRF-028-PEMEX-2010 y 10.2.1 de ISO 16812:2007, se debe radiografiar como mínimo por puntos las soldaduras a tope en canal, soldaduras a tope en envolvente (incluyendo la tapa de envolvente, cuando aplique) y soldaduras en canal de retorno. El criterio de aceptación es el que se indica en la NRF-028-PEMEX-2010 8.4.4

Prueba de ultrasonido.

8.4.4.1 Las placas con espesor de 50.8 mm (2 in) y mayores, previo a cualquier proceso de fabricación, deben inspeccionarse mediante pruebas de ultrasonido de acuerdo con lo señalado en ASME SA-435, previo a cualquier proceso de fabricación. 8.4.4.2 Las placas con recubrimiento integral y espesor total de 9.5 mm (3/8 in) y mayores, previo a cualquier proceso de fabricación, deben inspeccionarse mediante pruebas de ultrasonido de acuerdo con lo indicado en ASME SA-578, con un nivel de aceptación C.

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8.4.4.3 Las soldaduras para unión de boquillas con las secciones de la envolvente, cabezales o tapas cuyo espesor sea igual o mayor a 50.8 mm (2 in), y que no se puedan radiografiar, deben inspeccionarse mediante ultrasonido antes y después de aplicar el tratamiento térmico. También deben inspeccionarse con ultrasonido, las soldaduras de las cubiertas de cabezal flotante. 8.4.5

Análisis químico.

8.4.5.1 Además de los requerimientos de la NRF-028-PEMEX-2010, los componentes de los cambiadores con revestimiento por depósito de la soldadura, se requiere tomar muestras del material para confirmar su composición química. Las muestras deben tomarse de la siguiente manera: a) Cuando el depósito de la soldadura se hace por medio de proceso automático, se tomará una muestra de cada parte recubierta del cambiador b) Cuando el depósito de la soldadura se hace en forma manual, se tomarán dos muestras de cada parte recubierta del cambiador. El análisis cuantitativo debe reportar todos los elementos químicos con sus valores correspondientes mostrados en el documento extranjero ASME, Sección II, parte C. 8.4.6

Prueba hidrostática.

8.4.6.1 La presión de prueba hidrostática lado envolvente y lado tubos se debe realizar como lo establece la NRF-150-PEMEX-2011 con una duración al menos de 1 hora de sostenimiento de la presión de prueba y a lo especificado en el párrafo 10.3 del ISO 16812:2007. El lado de envolvente y el lado de tubos se deben probar separadamente de tal forma que se permita detectar y observar cada lado, y efectuando la prueba integral cuando aplique. 8.4.6.2 Después de las pruebas hidrostáticas, los cambiadores o sus componentes construidos con aceros inoxidables austeníticos y las partes recubiertas con aceros inoxidables austeníticos no deben secarse con aire caliente. 8.4.6.3 Los cambiadores con haz de tubos extraíble, deben suministrarse con los anillos y bridas de prueba, a menos que las Hojas de Datos o documentos de las Bases de Licitación establezcan otro requerimiento 8.4.7

Prueba neumática.

8.4.7.1 Cuando no sea factible el uso de agua como fluido líquido de prueba, el proveedor o contratista bajo su propia responsabilidad puede realizar prueba neumática o hidroneumática y cumplir con los requerimientos de la NRF-028-PEMEX-2010 8.4.8

Prueba de dureza.

8.4.8.1 Para cambiadores de calor cuyo servicio es con fluidos que contienen gases amargos (H2S), se debe especificar materiales y efectuar medición de dureza a los componentes en contacto con estos fluidos de acuerdo a lo indicado en ISO 15156 o NACE-MR0103: como corresponda. En caso de fluidos cáusticos se debe cumplir con NACE SP0403-2008 y las aminas con el API RP945:2008 [Avoiding Enviromental Cracking in Amine Units].

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8.5

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Almacenamiento y transporte

8.5.1 Los cambiadores de calor deben ser embalados por el Proveedor o Contratistas para su transporte y almacenamiento desde el sito de origen hasta el centro de trabajo donde se instalan, lo que debe cumplir con los requerimientos de la NRF-028-PEMEX-2010, incluyendo como corresponda embalaje doméstico, de exportación y/o para transporte marino. 8.5.2 Cuando sea requerido por PEMEX, antes de su embarque y con objeto de proteger el interior del cambiador evitando que materias extrañas (tales como polvo, agua, aceite, etc.) se introduzcan al equipo y causen problemas de corrosión, suciedad, manchas, etc., los cambiadores deben llenarse con gas nitrógeno de acuerdo a lo siguiente: El nitrógeno empleado debe ser seco y de calidad comercial. a) Estar a una presión mínima de 27.65 KPa (0.282 kg/cm2 o 4.0 lb/pulg2). b) Se deben instalar manómetros en las tapas protectoras de las boquillas localizadas en la parte superior de la envolvente y del canal: un manómetro en la boquilla de la envolvente y otro en la del canal. Asimismo, deben instalarse cubiertas metálicas para proteger los manómetros contra daños durante el transporte o almacenamiento, sin que dicha protección dificulte la visibilidad para revisión periódica de los instrumentos. c) Se debe pintar con letras legibles sobre un costado y cercano a la línea de centro longitudinal del cambiador la leyenda “EQUIPO PRESURIZADO CON NITRÓGENO. NO DESTAPAR HASTA SU INSTALACIÓN FINAL.” 8.6

Documentos a entregar por el contratista.

8.6.1

Expediente técnico.

8.6.1.1 El Proveedor o Contratista debe entregar a PEMEX el expediente de integridad mecánica inicial de los cambiadores de calor como se especifica en la NRF-028-PEMEX-2010 8.6.1.2 En adición a la NRF-028-PEMEX-2010, el expediente debe contener como mínimo los siguientes documentos avalados como se especifica en la NRF-028-PEMEX-2010: a) Reporte de resultados de los cálculos del diseño termo-hidráulico (cuando se haya contratado el diseño termohidráulico y fabricación del Cambiador de Calor). b) Hojas de Especificaciones. El Contratista o Proveedor debe entregar a PEMEX para verificación, la HD/HE que resulte del diseño termohidráulico, misma que debe cumplir con el Anexo 12.7 de esta NRF. c) Memoria de cálculo del diseño mecánico-estructural mediante el uso del software “TEAMS” de ASPEN. d) Reporte de resultados del análisis de vibración inducida por flujo e) Cálculo y datos de las cargas máximas admisibles en boquillas, y cálculos de diseño de los soportes de izaje. f) RPM de todos los materiales que componen el cambiador de calor

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g) Informe de Resultado de Pruebas (IRP), emitidos por un Laboratorio acreditado en términos de la LFMN, los NED y pruebas que se ejecuten. 8.6.2 8.6.2.1 2010.

Plan de inspección El plan de inspección (como la solicitud de inspección), debe ser de acuerdo con la NRF-028-PEMEX-

8.6.2.2 El proveedor, contratista y/o prestador de servicios, debe elaborar un plan de inspección y pruebas particular de cada cambiador de calor en cumplimiento con el Plan de Gestión de Calidad, indicando para cada proceso o actividad de diseño, fabricación o construcción e inspección, el procedimiento, el tipo de verificación e inspección (documental o física, de observación, de punto de espera, atestiguada o no atestiguada, entre otros), el método de verificación o inspección, la intensidad de la verificación o inspección, los criterios de aceptación y el registro de resultados. 9. RESPONSABILIDADES.

9.1

Petróleos Mexicanos y Organismo Subsidiarios.

9.1.1

Cumplir y verificar el cumplimiento de esta NRF.

9.2

Responsabilidades de los proveedores, contratistas y/o prestadores de servicios.

9.2.1

Cumplir con los requerimientos de esta Norma de Referencia.

9.2.2 Tener procedimientos de gestión de calidad certificado vigente en cumplimiento con NMX-CC-9001IMNC-2008 o ISO 9001:2009 y NMX-CC-9004-IMNC-2008 o ISO 9004:2009. 9.2.3 Contar con un Ingeniero Responsable, con conocimiento, experiencia y criterios técnicos que avale el cumplimiento con esta Norma de Referencia. 9.2.4 Estar acreditado y contar con el personal calificado para las pruebas e inspección en la materia, o en su caso contratar o subcontratar a una persona acreditada en la materia, que emita los informes de resultados de pruebas correspondientes, a las pruebas e inspección, requerida por esta Norma de Referencia, conforme a LFMN y su reglamento. 9.2.5 Contar o Disponer del Equipo, Instrumentación e Infraestructura suficiente y apropiada para el cumplimiento de las actividades y obligaciones derivadas de esta Norma de Referencia. 9.2.6 Reparar, modificar y/o remplazar a su sola costa, los cambiadores de calor y sus componentes suministrados en el centro de trabajo, hasta cumplir con los requerimientos de esta norma. 9.2.7 Solicitar por escrito a PEMEX, durante el proceso de licitación cualquier aclaración al cumplimiento con esta NRF, la HD/HE y lo puntos indicados en lista de verificación del anexo B del ISO 16812:2007. En caso de

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contratos de Ingeniería, Procura y Construcción se debe realizar la junta de coordinación con presencia de PEMEX para cumplir con lo especificado antes de adjudicar la orden de compra al fabricante. 9.2.8 Entregar a PEMEX la ingeniería y Documentos avalados firmados por su Ingeniero Responsable, su representante de aseguramiento de calidad y en su caso apoderado legal. 9.2.9 Entregar a PEMEX los RPM de todos los materiales que integran los cambiadores de calor, con los correspondientes informes de resultados de pruebas en términos de LFMN.

10. CONCORDANCIA CON OTRAS NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES. La presente norma concuerda parcialmente con la norma internacional ISO 16812-2007 Cambiadores de Calor Envolvente-Haz de Tubos para la Industria del Petróleo y Gas Natural (Petroleum, petrochemical and natural gas Industries- Shell-and-tube heat exchangers.) y difiere en los siguientes puntos: 4.2, 7.5.3, 7.6.3.2, que no aplican a la presente norma.

11. BIBLIOGRAFÍA. Stresses in large horizontal cylindrical pressure vessels on two saddle supports, (Esfuerzos en recipientes a presión horizontales cilíndricos largos en dos soportes de silleta) Pressure Vessel and Piping; Design and Analysis, ASME, 1972. Pressure vessel handbook, (Manual de recipientes a presión) Eugene F. Megyesy, Pressure Vessel Handbook Publishing, Inc., 1998. TEMA Tubular Exchanger Manufacturers Association [Standards of the] (Estándar de la Asociación de fabricantes de cambiadores tubulares) ASME American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) Materials (Materiales) Section II Parte A Ferrous Material Specifications (Especificaciones de Materiales Ferrosos). Parte B Nonferrous Material Specifications (Especificaciones de Materiales no Ferrosos). Parte C Specifications for Welding Rods, Electrodes and Filler Metals (Especificaciones de Varillas de Soldar, Electrodos y Metales de Aporte) Parte D Properties (Propiedades). Nondestructive Examination (Pruebas no Destructivas). Section V Division 1 Rules for Construction of Pressure Vessels (Reglas de Construcción para Section VIII Recipientes a Presión) Division 2 Alternative Rules (Reglas Alternativas) Section VIII Welding and Brazing Qualifications. (Calificaciones de Soldadura y Section IX Soldadura con Latón) Steel Pipe Flanges and Flanged Fittings (Bridas de Acero para Tubería y ASME B 16.5 Accesorios Bridados) Square and Hex Bolts and Screws (Inch Series) (Pernos y Tornillos ASME B 18.2.1 Cuadrados y Hexagonales)

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ASME B 18.2.2

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Square and Hex Nuts (Inch Series) (Tuercas Cuadradas y Hexagonales)

ASTM American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales) AWS American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura) API American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petróleo) Standard 660 Shell-and-Tube Heat Exchangers for General Refinery Services (Cambiadores de Calor Envolvente-y-Tubo para Servicios Generales de Refinación) Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum RP 941 Refineries and Petrochemical Plants (Aceros para Servicio de Hidrógeno a Elevadas Temperaturas Presiones en Refinerias y Plantas Petroquímicas) Avoiding Environmental Cracking in Amine Units (Prevención de Agrietamiento ambiental en RP 945 Unidades de Amina) NACE National Association of Corrosion Engineers (Asociación Nacional de Ingenieros en Corrosión) MR0175

Sulfide Stress Cracking Resistant Metallic Materials for Oilfield Equipment (Materiales Metálicos Resistentes a Rotura por Esfuerzos de Sulfuros para Equipo Petrolero)

EJMA Expansion Joint Manufacturers Association (Asociación de Fabricantes de Juntas de Expansión) AISC American Institute of Steel Construction. (Instituto Americano de la Construcción en Acero) NACE MR0103 Materials Resistant to Sulfide Stress Cracking in Corrosive Petroleum Refining Environments

12. ANEXOS Anexo 12.1 Anexo 12.2 Anexo 12.3 Anexo 12.4 Anexo 12.5 Anexo 12.6 Anexo 12.7

Figura 1 Láminas de sello para mamparas longitudinales Figura 2 Localización y dimensiones de la placa de choque Figura 3 Localización de fajas de sello, placa de choque, varillas tensoras. Figura 4 Instalación del ánodo de magnesio y dimensiones. Figura 5 Detalles de la protección contra corrosión galvánica en bridas, empaques y placas de Partición. Figura 6 Placa de identificación. Hoja de Datos/Hoja de Especificaciones HD/HE

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Anexo 12.1

TORNILLO CON CABEZA Y TUERCA HEXAGONAL

ENVOLVENTE

MAMPARA TRANSVERSAL

SOLERA DE SUJECIÓN

MAMPARA LONGITUDINAL

Figura 1 Láminas de sello para mamparas longitudinales.

10 LÁMINAS DE 0.1 mm DE ESPESOR DE ACERO INOX.,LATON, MONEL, ETC

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Anexo 12.2.

BOQUILLA DE ALIMENTACIÓN

D 0.25 D 1.25 D

Figura 2 Localización y dimensiones de la placa de choque

PLACA DE CHOQUE

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Anexo 12.3.

Figura 3 Localización de fajas de sello, placa de choque, varillas tensoras,

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PROTECTOR PLASTICO PARA EL BIRLO 12.7 mm (1/2") DIAM., ROSCA ESTÁNDAR

Anexo 12.4. TUERCA DE 12.7 mm (1/2") DIAM., ROSCA ESTÁNDAR, ACERO INOXIDABLE TIPO 304

ROLDANA CON RESISTENCIA ELECTRICA DE 0.25 OHM

EMPAQUE DE HULE PARA PROTECCIÓN DEL TUBO DE HULE TUBO DE HULE DE 12.7 mm (1/2") DIAM. x 76.2 mm (3") LONGITUD x 1.59 mm (1/16") ESPESOR DE PARED BIRLO DE 12.7 mm (1/2") DIAM. x 92 mm (3 5/8") LONGITUD, ROSCA ESTÁNDAR, ACERO INOX. TIPO 304 (VER DETALLE DE SOLDADURA ABAJO)

ÁNODO

203.2 m

m (8")

m (8")

101.6 mm (4")

203.2 m

101.6 m

m (4")

RESINA DE SELLO

EMPAQUE DE HULE DE 254 mm (10") x 254 mm (10") x 1.59 mm (1/16") ESP. CON BARRENO DE 12.7 mm (1/2") DIAM. LOCALIZADO AL CENTRO

45°

Figura 4 Instalación del ánodo de magnesio y dimensiones.

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Anexo 12.5. ACERO AL CARBONO

CANAL

"A" ACERO AL CARBONO

EMPAQUES DE NO-ASBESTO RECUBIERTO CON COBRE

BRONCE NAVAL

ESPEJO

TAPA REMOVIBLE

ACERO AL CARBONO ÁNODO DE MAGNESIO

ÁNODO DE MAGNESIO "B" MAMPARA DE PARTICION

3.17 mm (1/8 ") BRONCE NAVAL DEPÓSITO DE SOLDADURA DE BRONCE AL ALUMINIO O MONEL 3.17 mm (1/8 ")

25.4 mm (1 ")

DETALLE "A"

12.7 mm (1/2 ")

ACERO AL CARBONO

RESINA EPÓXICA APLICADA SOBRE SUPERFICIE LIMPIADA CON CHORRO DE ARENA

DETALLE "B"

Figura 5 Detalles de la protección contra la corrosión galvánica en bridas, empaques y placas de partición Anexo 12.6.

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Figura 6 Placa de identificación.

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Anexo 12.7

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HOJA DE DATOS/HOJA DE ESPECIFICACIONES HD/HE

12.7.1. La hoja de datos/especificación debe contener la información necesaria para la selección, fabricación adquisición y/o arrendamiento del cambiador de calor cumpliendo con este anexo y complementado con el anexo 12.4 de la NRF-028-PEMEX-2012 12.7.2. El licenciador o Contratista que desarrolla la ingeniería básica o especificación y/o PEMEX debe elaborar la HD/HE de los Cambiadores de Calor, quienes en conjunto deben describir e indicar todos los requisitos y características que deben tener en cumplimiento con esta NRF, siendo obligación del Proveedor o Contratista que suministra o arriende el Cambiador de calor, revisar y solicitar por escrito a PEMEX la falta de información o inconsistencia en la HD/HE durante la etapa de licitación y antes de iniciar sus actividades o servicios, ya que de no presentar dicha solicitud, acepta y reconoce la claridad en los requerimientos que debe cumplir. 12.7.3. Se debe indicar en la HD/HE siguiente, las condiciones de operación y de diseño, las propiedades de los fluidos, condiciones del sitio y los requerimientos para el diseño mecánico-estructural. 12.7.4. PEMEX, debe especificar en la HD/HE, si la fabricación del cambiador de calor debe suministrarse con el estampado “U” del código ASME, como en su caso con registro en el NB 12.7.5. Formatos de HD/HE

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FORMATOS DE HD/HE DEL ANEXO 12.7.5 HOJA DE DATOS DE CAMBIADORES DE CALOR Localización Identificación Fabricante

1 2 3

Cliente Unidad de Proceso No. de tarea

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

Servicio de la unidad Tam año Tipo TEMA Area efectiva por unidad DESEMPEÑO POR UNIDAD

No. de unidades Paralelo

Conectado en: m 2 Envolvente/unidad

No. Tubos D.E. Espesor mm (min./promedio) Paso mm Arreglo tubos m Tipo Longitud Unión-tubo-espejo / Diámetro env olv ente(DI/DE) Tipo de deflector transversal

mm

mm

Elabora/Revisa

/

Aprobó

Salida Entrada LADO TUBOS Salida

/

/

@

@

o

C

D i f e r e n c i a m e di a d e t e m p. M T D ( c o r r e g i da ) ( m e d i da )

Salida del haz BOQUILLAS-No. , Tam año y Clasificación LADO ENVOLVENTE LADO TUBOS Entrada Salida Interm edio Venteo Dren

Separación:c/c m m No. de pasos cruzados Presión alivio % Corte Presión diseño kPa(ga Vacío kPA(abs) Tipo soporte de tubo o C Tipo sello deflector long Tem p. Diseño (Max/MDMT) Tipo sello de desvío No. pasos envolvente Corrosión perm isible mm Protección al im pacto (Sí/No) MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Envolvente Tubos Cubierta envolvente Canal o bonete Cubierta canal Cubierta cabezal flotante Espejo Estático Flotante Deflectores: Transversales Long. Material soporte tubería Tipo junta expansión Código diseño a presión Estam pado Tratam iento térm ico requerido por el proceso: OBSERVACIONES:

Serie m2

Área efectiva por envolvente

Entrada LADO ENVOLVENTE

Nom bre del fluid Cantidad total de flujo de fluido Kg/h Vapor (m asa m olecular relativa) Kg/h Líquido Kg/h Vapor de agua Kg/h Agua Kg/h No-condensables/m asa m olecular relativa Kg/h o C Tem peratura Densidad (vapor/líquido) Kg/m 3 Viscosidad (Vapor/Líquid m Pa.s Calor específico (vapor/líquido) KJ/(Kg.K) Conductividad térm ica (vapor/líquido) W/(m .K) Calor Latente específico KJ/(Kg@oC) Presión de entrada Kpa(ga) Velocidad m /s Caída de presión (perm isible/calculada) KPa m 2.K/W Resistencia de incrustación W/(m 2.K) Coeficiente prom edio de película Calor intercam biado KW Relación de transferencia de calor (requerido/incr./ W/(m 2.K) ρV[Kg/(m .s 2 )]: Boquilla entrada D Entrada al haz CONSTRUCCIÓN POR ENVOLVENTE

Hoja 1 De 5 No. de docum ento

/

/

Em paques: Lado envolvente

Lado tubos Cabezal flotante Juegos de repuesto requeridos Anillo de prueba requerido (Si/No)

Aislamiento: envolvente

Canal entrada/salida Material junta de expansió Calc.MAWP (Si/No)

Fecha em isió

, Clase TEMA

No. Em isión

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Empresa:

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CAMBIADOR DE CALOR ENVOLVENTE-HAZ DE TUBOS CONEXIONES Y MATERIALES HOJA DE DATOS (UNIDADES SI) No. de Requisición: Localización: No. de Equipo: Fabricante:

No. Contrato: 1 Cliente: 2 Unidad de Proceso: 3 No. de trabajo: 4 Cédula de Conexiones (Opcional) Cantidad 5 Marca Tamaño Clasificación Cara Requerida 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17Materiales de Construcción (opcional 18 Envolvente: 19 Cabezal: 20 Tubería/Extremo corto para soldar (stub-end): 21 Cuello de boquillas: 22 Bridas de boquillas: 23 Cuerpo de bridas: 24 Junta de expansión: 25 Soportería: 26 Tornillería (interna): 27 Tornillería (externa): 28 Refuerzo de boquillas: 29 Tubos: 30 Espejos: 31 Bonete/Canal: 32 Cabezal(s) bonete: 33 Cubierta(s) de canal: 34 Cuerpo de bridas: 35 Tubería línea/estremo corto para soldar (stub-end): 36 Tornillería (interna): 37 Tornillería (externa): 38 Refuerzo de boquillas: 39 Cuello de boquillas: 40 Bridas de boquillas: 41 Mamparas, separadores, tensores: 42 43 44 45 46 47 48 49 Empaques (opcional) 50 Lado envolvente: Espesor mm 51 Y= Pa m= 52 Lado tubos: Espesor mm 53 Y= Pa m= mm 54 Cabezal Flotante: Espesor 55 Y= Pa m= Rev No.

Revisión:

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Contratista de Ingeniería:

Hoja 2 de 5

Descripción

Corrosión Permisible mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm

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COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

Empresa:

No. de contrato Cliente: Unidad de Proceso: No. de Trabajo:

Rev No.

CAMBIADORES DE CALOR ENVOLVENTE - HAZ DE TUBOS

CAMBIADOR DE CALOR ENVOLVENTE-HAZ DE TUBOS INFORMACIÓN ADICIONAL DEL PROCESO HOJA DE DATOS (UNIDADES SI) No. de requisición: Localización: No. de equipo: Fabricante: Comentarios adicionales, croquis, etc. (opcional)

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CONTRATISTA DE INGENIERÍA:

Hoja 3 de 5

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COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

Empresa:

No. de contrato 1 Cliente: 2 Unidad de Proceso 3 No. de Trabajo 4

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CAMBIADORES DE CALOR ENVOLVENTE - HAZ DE TUBOS

CAMBIADOR DE CALOR ENVOLVENTE-HAZ DE TUBOS INFORMACIÓN ADICIONAL DEL PROCESO HOJA DE DATOS (UNIDADES SI) No. de requisición: Localización: No. de equipo: Fabricante:

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CONTRATISTA DE INGENIERÍA

Hoja 4 de 5

5 6 7 8 9 10 kPa (abs)

Nombre Presión Ref. 1: del Fluido Presión Temp °C Entalpía kJ/kg kPa (abs)

12 13 14 15 16 17 18 19 20

1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00

1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000

Fracción de masa de vapor

Curva de liberación de calor Fracción de masa de vapor

Entalpía (kJ/kg)

11

Temperatura (°C)

Enthalpía (kJ/kg)

Fracción de masa de vapor

Rev No.

Revisión:

Fecha:

Fracción de masa de vapor

Entalpía (kJ/kg)

Tensión Presión Temperatura Densidad Densidad Viscosidad Viscosidad Conductividad Conductividad Calor Calor térmica vapor térmica vapor líquido vapor líquido específico específico superficial crítica crítica líquido líquido líquido líquido vapor 21 22 W/m.K W/m.K N/m mPa.s (kJ/kg.K) (kJ/kg.K) KPa(abs) kg/m3 kg/m3 mPa.s °C 23 24 25 26 27 28 29 Nombre kPa (abs) 30 Presión Ref. 2: Curva de liberación de calor del Fluido 1.00 1.000 Presión Temp °C Entalpía Fracción de 0.80 0.800 kJ/kg kPa (abs) masa de 31 0.60 0.600 vapor 32 0.40 0.400 33 0.20 0.200 34 0.00 0.000 Temperatura (°C) 35 36 37 38 Enthalpía (kJ/kg) Fracción de masa de vapor 39 Tensión Presión Temperatura Densidad Densidad Viscosidad Viscosidad Conductividad Conductividad Calor Calor térmica vapor líquido térmica vapor líquido específico específico superficial crítica crítica líquido 40 líquido vapor líquido líquido vapor 41 42 kg/m3 mPa.s kg/m3 mPa.s W/m.K W/m.K N/m °C (kJ/kg.K) (kJ/kg.K) KPa(abs) 43 44 45 46 47 48 49 50 Elaborado por:

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COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

Empresa:

CAMBIADORES DE CALOR ENVOLVENTE - HAZ DE TUBOS

CAMBIADOR DE CALOR ENVOLVENTE-HAZ DE TUBOS INFORMACIÓN ADICIONAL DEL PROCESO HOJA DE DATOS (UNIDADES SI) No. de requisición: Localización: No. de equipo: Fabricante:

No. de contrato 1 Cliente: 2 Unidad de Proceso: 3 No. de Trabajo: 4

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CONTRATISTA DE INGENIERÍA:

Hoja 5 de 5

5 6 7 8

Condiciones de diseño para juntas de expansión (opcional) Lado envolvente Lado tubos Temp. Número Condición Temperatura Presión d Temp. Número Presión Condición Temperatura d media de de Media de de del fluido de fluido Fluido b flujo b Cubierta a 9 metal e ciclos f metal e ciclos f 10 Entrada Salida c Entrada Salida c 11 °C °C kPa(ga) °C °C °C kPa(ga) °C 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

Determine las temperaturas media de metal lado envolvente y tubos de los casos relacionados. Evalúe la necesidad de junta de expansión a las temperaturas de metal en estas condiciones con uno o ambos lados limpios o con ensuciamiento especificado. a) Una cubierta que puede afectar el diseño (ejem. Salida vapor, refuerzo, etc.) b) F= flujo (especificar relación de flujo) S= estancado, E= vacío. c) Temperatura de salida si es conocida, diseñador térmico determina otras condiciones. d) Especificar presión de diseño para condiciones de operación. Use la máxima presión actual a otras condiciones. e) Temperatura media de metal debe ser especificada por diseñador térmico. f) Número de ciclos que ocurren durante la vida del cambiador de calor para cada caso.

Rev No.

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ANEXO 12.7.6 RESPONSABILIDAD DE LA INFORMACIÓN DE HD/HE. HOJA DE DATOS DE CAMBIADORES DE CALOR 1 2 3

C lie nt e Unida d de P ro c e s o N o . de t a re a

P

4 5 6

S e rv ic io de la unida d D T a m a ño A re a e f e c t iv a po r unida d

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

D E S E M P E ÑO P O R UN ID A D

Lo c a liza c ió n Ide nt if ic a c ió n F a bric a nt e

P P

T ipo T E M A D

44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

P P C o ne c t a do e n: E nv o lv e nt e / unida d Entrada

N o m bre de l f luido C a nt ida d t o t a l de f lujo de f luido V a po r ( m a s a m o le c ula r re la t iv a ) Lí quido V a po r de a gua

H o ja De N o . de do c um e nt o P

D D

S a lida

LADO ENVOLVENTE

P

Kg / h Kg / h

P

P

P

P

P P P P P

P P P P P P

S a lida

D

P

P P P P P P

/ P P P P

o

E nt ra da a l ha z

S e rie m2

D

LA D O T U B OS

Entrada

Kg / h N o - c o nde ns a ble s / m a s a m o le c ula r re la t iv a o T e m pe ra t ura / C Kg / m 3 D e ns ida d ( v a po r/ lí quido ) P P P P P mPa.s V is c o s ida d ( V a po r/ Lí quido ) P P P P P P P P P P C a lo r e s pe c í f ic o ( v a po r/ lí quido ) KJ/(Kg.K) W / ( m.K) P P P P P C o nduc t iv ida d t é rm ic a ( v a po r/ lí quido ) KJ/(Kg@ C) P @ P P C a lo r La t e nt e e s pe c í f ic o P P re s ió n de e nt ra da Kp a( g a) m/ s D V e lo c ida d KPa P D P C a í da de pre s ió n ( pe rm is ible / c a lc ula da ) P R e s is t e nc ia de inc rus t a c ió n m 2 .K/ W D C o e f ic ie nt e pro m e dio de pe lí c ula W / ( m 2 .K KW P C a lo r int e rc a m bia do Diferencia media de temp. MTD (corregida) (medida) R e la c ió n de t ra ns f e re nc ia de c a lo r ( re que rido / inc r./ lim p W / ( m 2 .K) D D

D

P

P P

P P P P P

Kg / h

P

N o . de unida de s D P a ra le lo Área efectiva por envolvente

P P

Kg / h Kg / h

A g ua

2 9 ρV [ Kg/ ( m .s 2 ) ] : B o quilla e nt ra da 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

m

2

P P

P P P P @ P D

P P P P P

D P D D

oC

D D

S a lida de l ha z

C O N S T R UC C IÓ N P O R E N V O LV E N T E D N o . T ubo s D .E . mm (min./promedio) E s pe s o r P A rre glo t ubo s P aso P mm Lo ngit ud P m T ipo Unió n- t ubo - e s pe jo Diámetro envolvente(DI/DE) / D

B O Q UILLA S - N o . , T a m a ño y C la s if ic a c ió n LA D O E N V O LV E N T E LA D O T UB O S P E nt ra da P P P S a lida P P P Int e rm e dio D D D mm V e nt e o P P Tipo de deflector transversal D D re n P P Presión alivio P P S e pa ra c ió n:c / c D m m N o . de pa s o s c ruza do s D D P P % C o rt e P re s ió n dis e ño k P a ( ga T ipo s o po rt e de t ubo D P P Vací o k P A ( a bs ) o T ipo s e llo de f le c t o r lo ng D P / P P / P T e m p. D is e ño ( M a x/ M D M C T ipo s e llo de de s v í o D N o . pa s o s e nv o lv e nt e D D Protección al impacto (Sí/No) D P P C o rro s ió n pe rm is ible mm P P

mm

M A T E R IA LE S D E C O N S T R UC C IÓ N P E nv o lv e nt e T ubo s C ubie rt a e nv o lv e nt e P P C a na l o bo ne t e C ubie rt a c a na l P C ubie rt a c a be za l f lo t a nt e P P E s pe jo E s t á t ic o F lo t a nt e D e f le c t o re s : T ra ns v e rs a le s P Lo ng. M a t e ria l s o po rt e t ube rí a P P T ipo junt a e xpa ns ió n C ó digo dis e ño a pre s ió n P E s t a m pa do T ra t a m ie nt o t é rm ic o re que rido po r e l pro c e s o : O B S E R V A C IO N E S : P, D

E la bo ra / R e v is a P = P EM EX

/ D = D IS E ÑA D O R

A pro bó

P

E m pa que s : Lado env olv ente

La do t ubo s Cabezal flotante Juegos de repuesto requeridos

P P

Anillo de prueba requerido (Si/No)

Aislamiento: envolvente

C a na l e nt ra da / s a lida M a t e ria l junt a de e xpa ns ió n P C a lc .M A WP ( S i/ N o )

F e c ha e m is ió n

P

P P P P P P P P P, D C la s e T E M A

N o . E m is ió n

P