MXPA02000654A - Sistema de reparacion permanente o refuerzo de tuberias conductoras de hidrocarburos y dispositivos relacionados a ellas. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema de reparacion permanente o refuerzo de tuberias conductoras de fluidos y dispositivos relacionados a ellas y a un metodo para su instalacion. El sistema disminuye de forma importante las fisuras generadas por las tensiones acumuladas durante los procesos de soldadura y distribuye de forma homogenea la presion generada por el paso del fluido en la tuberia hacia la envolvente, sirviendo de esta manera como un refuerzo mecanico eficaz para el elemento que protege.

Description

SISTEMA DE REPARACION PERMANENTE O REFUERZO DE TUBERÍAS CONDUCTORAS DE HIDROCARBUROS Y DISPOSITIVOS RELACIONADOS A ELLAS DESCRIPCIÓN Antecedentes y campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema de protección y reparación o refuerzo de tuberías en especial a un sistema de reparación permanente para tuberías de acero al carbono usadas en la conducción de fluidos, especialmente hidrocarburos. Este sistema se utiliza para reparar una sección dañada de un ducto o tubería conductor de fluidos, sin interrumpir el paso de los mismos a través de él. Este ducto puede estar ubicado en diferentes ambientes, posiciones y presentar distintas formas geométricas. La invención también incluye los dispositivos relacionados a estos ductos tales como bridas, válvulas, copies, conexiones, etc. Debido a las condiciones de operación de estos ductos se producen en ellos desgastes y aun fallas las cuales se pueden reparar mediante la aplicación de una envolvente al ducto y rellenando el espacio generado entre esta envolvente y el ducto con un fluido o, particularmente, con una resina. Los métodos para aplicar envolventes a un ducto son conocidos en el medio desde hace mucho tiempo, por ejemplo la patente 2,850,0445 de Soehnlen presentada el 15 de junio de 1954 se refiere a un método para sellar fugas en tuberías y muestra una envolvente constituida por una media caña o una envolvente constituida por dos medias cañas, que envuelven un ducto. Estas envolventes se sellan en sus extremos por medio de soldadura y acto seguido se introduce cemento ahulado en el espacio entre dos anillos circulares dentro de la envolvente y se tapona la abertura por donde se introdujo el cemento ahulado. De acuerdo con lo descrito en esta patente, no se interrumpe el flujo del fluido, el cual puede ser gas o algún otro fluido; sin embargo, la soldadura de sello envolvente-ducto se aplica directamente a estos componentes, con el consiguiente riesgo de daño durante el proceso de aplicación y posterior a él debido a generación de fisuras. La patente de los Estados Unidos de América No. 487,582 concedida a S.A. Oliver, presentada el 6 de diciembre de 1892 describe una mejora para subestructuras para formar soportes para cualquier clase de subestructuras especialmente para aquellas que se exponen a la acción del agua. La pieza principal es de forma tubular hecha de varias secciones que se unen entre si por medio de remaches o tornillos, el espacio dejado entre el elemento a proteger y esta pieza principal se rellena con cemento. Una característica importante en esta invención lo constituye el elemento que une la pieza principal (13) con el elemento a proteger (10) y que es una reducción inclinada recta y que encierra el espacio anular que se ha rellenado con cemento. Otro ejemplo lo encontramos en la patente mexicana No. 163,453 concedida a Coriatt, en donde se aplica una envolvente al ducto a ser protegido, que consta de dos medias cañas y reducciones en sus extremos que hacen las veces de tapones para contener el material de relleno y para unir la envolvente al ducto, en general, se unen las medias cañas y se deslizan hasta su posición en donde previamente se han colocado de forma fija las reducciones envolvente- ducto. Se rellena el espacio circundante con resina en forma líquida la cual al cabo del tiempo endurece, aunque también puede incluir un liquido con el fin de ofrecer resistencia a la presión interior del ducto. Esta envolvente se arma en su mayor parte arriba de la superficie marina, y la unión envolvente-ducto se realiza por medio de soldadura directa al ducto. Un ejemplo más lo encontramos en las patentes mexicanas Nos. 163,244 y 163,245 ambas de Cajiga, en donde se aplica una envolvente metálica. La envolvente consiste igualmente de un par de medias cañas y reducciones en sus extremos que también hacen las veces de tapones para contener el material de refuerzo y/o relleno y para unir la envolvente al ducto. En el caso de un ducto que tiene contacto con agua y aire, se hacen descender las dos medias cañas ya ensambladas hacia su posición final y entonces se coloca la reducción del extremo inferior y se suelda una vez que se armaron los manguitos necesarios para cubrir la totalidad de la extensión a proteger. Acto seguido se rellena con una resina epóxica, a través de puertos ubicados en la parte superior y lateral de la envolvente debajo de la unión reducción-cuerpo de envolvente. Es importante resaltar algunos aspectos, que se desprenden de la descripción de estas invenciones: a) Esta resina endurece al cabo de aproximadamente cuatro horas. b) Para la inyección de la resina se utilizan penetradores los cuales poseen copies, tubos y un sifón. c) Durante la etapa de aplicación de soldadura circunferencial en la unión ducto-reducción, se disminuye la presión de operación para reanudarse una vez concluida esta soldadura. d) La reducción de unión entre la envolvente y la tubería, referida en las patentes mexicanas Nos. 163,244 y 163,245 como "elemento de junta de extremo", se coloca después de haber armado la envolvente y antes de colocar esta envolvente en su posición final. e) La resina es un buen elemento aislante para ubicaciones en zonas de mareas; sin embargo, en zonas totalmente inmersas en agua o al aire, esta propiedad no es del todo útil debido a que la principal causa de daño al ducto o a la envolvente son los ciclos de enf iamiento-calentamiento debido al cambio de nivel por las mareas, con lo cual su introducción en envolventes que no se encuentran en zonas de mareas resulta un gasto excesivo y pérdida de recursos materiales y tiempo. La gran ventaja que nos da la resina es su habilidad para aumentar la resistencia mecánica del conjunto, aunque para ello las resina debe encontrarse adosada al ducto y a la envolvente. Aun cuando en teoría la resina le proporciona una resistencia extra al ducto que se refuerza, los esfuerzos provenientes del ducto conductor no se distribuyen de forma homogénea al resto del cuerpo de resina, debido a que al ser un material sólido es compresible, lo cual conduce a puntos localizados de esfuerzos. Lo mismo sucede con aquellas partes del cuerpo de resina en las cuales se localizan bolsas de aire debido al proceso de llenado y a la naturaleza misma de la resina. Estas situaciones provocan que en ocasiones el conjunto resina-envolvente no trabaje como material de refuerzo para el conducto que protege mediante envolvente. Actualmente se están presentando fallas en este tipo de envolventes, presumiblemente debido a la poca o nula distribución de fuerzas del ducto hacia la resina o hacia la envolvente protectora posiblemente motivado por las razones expuestas en el párrafo anterior. De la misma manera, se presume la existencia de pares galvánicos en el sistema soldaduras-ducto-reducción de la envolvente lo cual igualmente conduce a fisuras en las envolventes y por ende a fallas en las mismas. Cuando un acero se calienta con un ciclo tan violento como el de la soldadura, se producen fenómenos que no es posible evitar, los principales son: a) En la soldadura, la unión soldada siempre se dilatará al calentarse y se contraerá al enfriarse y esto será más rápido y más violento si la soldadura se hace en condiciones húmedas. b) Durante el ciclo de soldadura por arco, la temperatura siempre sobrepasará el punto crítico de transformación del acero y siempre habrá una doble transformación. Al calentarse se transformará en austenita con una contracción rápida y al enfriarse se templará con una expansión asimismo rápida y formará una estructura dura y frágil llamada martensita. La martensita siempre será un peligro potencial para la unión soldada ya que es en ella en donde siempre se inician las fisuras. Además, estas expansiones y contracciones, sumadas a las generadas por los cambios térmicos, en todos los casos dejan tensiones internas muy importantes en el metal. Por tanto es un objeto de la presente invención el proporcionar un sistema de envolvente mecánica para refuerzo de tuberías el cual distribuya de forma homogénea los esfuerzos generados en el ducto, hacia la envolvente y que al mismo tiempo reduzca de forma importante la corrosión galvánica del sistema ducto-soldaduras-reducción de la envolvente. La presente invención proporciona un sistema de reparación permanente o de refuerzo de tuberías conductoras de hidrocarburos y dispositivos relacionados a ellas y un método para su instalación. El sistema disminuye de forma importante las fisuras generadas por las tensiones acumuladas durante los procesos de soldadura y distribuye, de forma homogénea, la presión generada por el paso del fluido en la tubería o dispositivo hacia la envolvente, sirviendo de esta S manera como un refuerzo mecánico eficaz para el elemento que protege. Se encontró sorprendentemente, mediante pruebas en laboratorio, que el uso de la reducción más simple, es decir, aquélla como la utilizada en la O patente de los Estados Unidos de América No. 487,582 conducía a fallas en el elemento a proteger. Después de varios análisis se encontró que estas fallas se 10 producían por fisuras debajo de la soldadura, presumiblemente debido a fisuras por hidrógeno o a algún tipo de tensión. Aquellas reducciones que tienen el diseño tipo bisel, encontradas de O forma usual en los sistemas del estado de la técnica, no son adecuadas para su unión a la envolvente porque el soldador se ve obligado a depositar dentro de un 15 ángulo muy cerrado la soldadura, lo que incrementa el riesgo de introducir defectos tales como falta de penetración, socavaciones, escorias atrapadas, etc., en el cordón de raíz. Por otro lado, para unir las envolventes del estado de la técnica al ducto, es necesario aplicar soldadura directamente al ducto y disminuir la presión 20 dentro del ducto a reparar o reforzar. Aun cuando esto se encuentra O perfectamente regulado por normas y principios prácticos de operación, existe el riesgo de dafiar el ducto debido a un sobreamperaje, sobrevoltaje o descuido de operación y por tanto sería deseable el contar con un modo de aplicar la soldadura que abata este riesgo hasta un mínimo.

Por tanto es otro objeto de la presente invención el proporcionar un método para disminuir el riesgo de daños al ducto durante la unión, mediante soldadura, de la envolvente al ducto y al mismo tiempo evitar disminuir la presión dentro del ducto y por ende la producción. 5 Breve descripción de las figuras O La figura 1 es una vista frontal que representa gráficamente la envolvente ya colocada en el ducto a reparar, para el caso particular de un ducto 10 ascendente. La figura 2 indica el primer paso del proceso de reparación de la presente invención, para el caso de un ducto ubicado en zona de mareas. La figura 3 muestra esquemáticamente parte del método de armado para del sistema de la presente invención. 15 La figura 4 ilustra el momento en que la envolvente, una vez armada, se baja a su posición final. La figura 5 es una modalidad alterna de la aplicación del método y envolvente de la presente invención, en un ducto totalmente inmerso en un medio acuoso. La figura 6 muestra el detalle de la unión reducción- enmantequillado de conformidad con la presente invención. La figura 7 muestra el tipo de defecto inducido utilizado en las pruebas hidrostáticas del sistema de envolvente de la presente invención. 25 Descripción detallada de la invención Se describirá con mayor detalle la presente invención, utilizando para ello las figuras anexas y una modalidad preferida representada por una envolvente para un ducto vertical ubicado en la zona de mareas. En la figura 1 se muestra la envolvente 5 colocada en el ducto 1 a reparar. Sobre el ducto 1 se aplican dos zonas de soldadura aquí llamadas cada una "enmantequillado" 2a y 2b, como se aprecia mejor en la figura 2, a estos enmantequillados se unen las reducciones 6a y 6b. Las reducciones son de configuración común, y ya empleadas en el medio en, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de América No. 487,582 concedida a S.A. Oliver. Sin embargo, como se apuntó anteriormente, en la presente invención se encontró que dejando un espacio entre el enmantequillado y esta reducción de aproximadamente 0.47625 + 0.15875 cm (3/16 + 1/16 pulgadas), se elimina la fractura o fisura que habitualmente se presenta en este tipo de uniones, bajo ambientes marinos especialmente, lo cual también constituye una parte novedosa de la presente invención. En caso de presentarse esta fisura, el enmantequillado será quien la presente y no el ducto conductor o el dispositivo a proteger, con lo cual se le da una protección adicional al ducto. Las reducciones 6a y 6b son, dos piezas seinicilíndricas de sección transversal recta que se unen a las medias cañas 3, mediante soldadura a lo largo de sus bordes circulares, las reducciones se unen entre ellas a través de sus bordes rectos.

Las medias cañas 3 se unen mediante la aplicación de la soldadura longitudinal (SL) y la soldadura circunferencial (SC), N. M.M representa el nivel medio de mareas. Con el fin de proteger la superficie externa de la envolvente, se 5 aplica un recubrimiento anticorrosivo preferentemente una cinta aplicable en húmedo (Sinhtoglass®). Esta cinta, debido a sus características, también refuerza la resistencia mecánica de la envolvente, Para inyectar el fluido de empaque, es necesario que la envolvente se adapte con unas aberturas en la parte superior de la misma. Estas aberturas son 0 simples orificios con acopladores, cuyo único propósito es inyectar el fluido, para el desfogue del aire atrapado, se hace recircular el fluido hasta la completa eliminación del aire. Como podrá observarse este sistema es el más simple de usar debido a que la viscosidad de las resinas y el fluido es substancialmente diferente a la utilizada en las patentes mexicanas Nos. 163,244 y 163,245 (ver S figura 8, elementos 5, 14 y 15 de estas patentes) en donde se utiliza un sifón para eliminar el aire atrapado. En el presente caso no se utilizan elementos 5, 14 y 15 iguales o similares a los de las patentes arriba mencionadas. Con objeto de saber hasta qué grado teórico puede ser confiable una envolvente y a partir de ello desarrollar la envolvente misma, se realizó un 0 estudio por elemento finito del comportamiento mecánico y una prueba hidrostática instrumentada de un sistema de envolvente metálica con un fluido de empaque en el espacio anular instalada sobre un tramo de ducto con un defecto inducido o fabricado. 5 Los pasos generales para este estudio ueron los siguientes: 1. Elaboración del modelo computacional tridimensional (macro) para las simulaciones. 5 2. Corridas preliminares de simulación para prueba y ajuste de condiciones frontera y verificación de propiedades del sistema. 3. Corrida de simulación de un ducto de 40.64 cm (16") D.N., D con presión interna y con un defecto consistente en pérdida localizada de espesor en la parte externa, con y sin envolvente y corrida de simulación de un ducto con 10 defecto fugante y envolvente. 4. Preparación de un modelo físico para prueba hidrostática instrumentada, cálculos del tamaño del defecto a fabricar y cálculo de la capacidad de bomba para la prueba. 5. Prueba hidrostática instrumentada con galgas 15 extensométricas en sistema de ducto con defecto con envolvente y ducto con defecto sin envolvente, para medición de deformaciones y cálculo de esfuerzos a partir de las deformaciones medidas. 6. Análisis de resultados para determinar la eficiencia de la envolvente como refuerzo, análisis del comportamiento mecánico y 20 determinación del modo de falla del sistema envolvente-ducto. Estos estudios mostraron que la envolvente con liquido en el espacio anular funciona como un ducto de respaldo en caso de falla, es decir el defecto falla (punto 4 anterior) debajo de la envolvente, a una presión aproximadamente 1.63 veces mayor que la presión de falla del defecto sin 25 envolvente y a partir del momento de la falla, la envolvente se comporta como un recipiente a presión, con los esfuerzos y deformaciones correspondientes a la presión del ducto conductor, con el diámetro y espesor de la envolvente. La función del líquido de relleno del espacio anular es distribuir los esfuerzos en la envolvente. En conclusión, el sistema aquí propuesto para reparación de ductos mediante envolvente metálica con fluido de empaque en el espacio anular, corresponde a una envolvente tipo B, es decir, como ducto de respaldo en caso de falla del ducto, proveyendo un reforzamiento de al menos 1.63 veces la presión de falla del ducto con defecto y sin envolvente. Para evaluar la eficiencia de la envolvente es necesario demostrar que la envolvente incrementa la presión de falla debido presumiblemente a una eficiente transferencia de esfuerzos del ducto a la envolvente, esto durante el evento de presurización del sistema envolvente-ducto. Para demostrar lo anterior se realizó un programa dividido en dos partes y que se describe a continuación: Simulación por elemento finito.- Analiza el comportamiento mecánico, mediante la construcción de un modelo tridimensional del sistema envolvente-ducto mediante la técnica de elemento finito para determinar: a) La transmisión de esfuerzos del ducto a la envolvente. b) La magnitud de la concentración de esfuerzos en la unión envolvente-ducto. c) Analizar el efecto de la presión de líquido en el espacio anular y la presión de instalación en la transferencia de esfuerzos. Pruebas hidrostáticas en ductos instrumentados con galgas extensométricas.- Presurización de un modelo físico a escala real de un ducto con un defecto reforzado con el sistema de la presente invención, con el fin de observar la magnitud de las deformaciones y esfuerzos producidos por efecto de la presión interna. También se realiza la prueba a la falla de un ducto con un defecto idéntico, pero sin envolvente, para tener una referencia real de la magnitud del reforzamiento provisto por la envolvente. El modelado de defectos areales se realizó en dos y tres dimensiones, utilizando elementos planos axi simétricos y sólidos de primer orden respectivamente, con una geometría de defecto consistente en: corrosión exterior del 80% del espesor (0.8t), con una longitud de 50.8 cm (20") y un ancho circunferencial de 25.4 cm (10"), como el mostrado en la figura 5. Los modelos simulados fueron ductos de 40.64 cm (16") de diámetro y 1.27 cm (0.5") de espesor, con presión interna de 66.1 kg cm , material de especificación API-5L X52, esfuerzo último (UTS) de 4,640.26 kg/cm2 (66,000 psi) y un espesor mínimo en la zona del defecto, de 0.00254 cm (0.1"), correspondiente al 80% de la perdida de metal. En la simulación se consideró que no había cambios relevantes de temperatura en el sistema, considerándose una temperatura constante de 21° C. Las características geométricas y de carga utilizadas en las simulaciones son: material Envolvente Diámetro S0.8 cm Espesor 1.43 cm Cañas y 1.59 cm Cónico Especificación del material API-5L- X52 Cañas y ASTM-A-515-Gr 70 Cónico 5.08 cm Espacio anular Líquido incompresible Material espacio anular newtoniano Carga Presión 66.1 Kg/cm2 Temperatura final 21°C Temperatura de 21°C construcción Para el sistema de reparación, se utilizó un sistema similar al mostrado en la figura 1, construido de acuerdo con el método de la presente invención. El sistema consiste en dos medias cañas de acero unidas longitudinalmente con soldadura a tope, dos reducciones concéntricas de perfil plano, de placa rolada, soldadas circunferencialmente, en los extremos, a un enmantequillado aplicado previamente sobre el ducto conductor con soldadura de fílete, y un fluido de empaque para rellenar el espacio anular. Se consideró un fluido incompresible, de densidad y viscosidad unitarias, isotópico y newtoniano. La tubería a reparar puede estar expuesta a la atmósfera, enterrada, bajo agua dulce o marina, en zonas de transición agua/aire, aire/tierra etc. y la posición puede ser vertical, horizontal o inclinada en cualquier combinación con el medio ambiente y la geometría.

La geometría de la envolvente puede variar como sea necesario para reforzar o reparar un ducto recto, una derivación en forma de "T", de "Y", un codo de 90°, 45° o cualquier otro ángulo, una válvula u otro tipo de conexión. Los daños pueden ser abolladuras, pérdida de espesor por corrosión interna o S externa, daños mecánicos, agrietamientos inducidos por hidrógeno o fatiga, etc. £1 procedimiento de la presente invención consiste de manera general en la colocación, alrededor del ducto, de dos medias cañas metálicas con sus respectivas reducciones concéntricas en los extremos, que van unidas longitudinalmente entre sí con soldadura a tope y que se fijan al ducto conductor 0 por medio de soldadura de filete sobre una soldadura de enmantequillado colocada previamente. La longitud de la envolvente depende obviamente de la longitud de la sección dañada del ducto. En el caso de secciones dañadas muy largas, más de seis metros, la envolvente se compone de varios tramos unidos entre sí por medio 5 de soldadura de penetración y cuando es menor a seis metros, la envolvente se constituye de un solo tramo. Cuando la envolvente requiere un solo tramo, cada tramo se compone de dos medias cañas con reducción concéntrica en los extremos; cuando se requieren dos tramos un extremo tiene reducción concéntrica y el otro un bisel para unirse con soldadura a tope con el otro tramo; cuando son 0 más de dos tramos, los tramos centrales tienen bisel en ambos extremos para unirse también con soldadura a tope. Esta invención se refiere a un sistema de reparación o de refuerzo permanente para tuberías de conducción de fluidos que presentan defectos producidos por corrosión interna o externa, condiciones de operación, tipo de 5 fluido que conducen, falla del sistema de protección catódica o anticorrosiva, daños mecánicos o una combinación de los factores antes mencionados u otros que mermen las propiedades físicas del ducto y puedan conducir a una fuga del fluido que se conduce. La reparación de estas tuberías puede hacerse mediante la sustitución del tramo dañado con la desventaja de tener que dejar fuera de servicio la tubería y enfrentar costosos gastos por suspensión de producción, construcción de obras de desvío temporal, mano de obra, materiales, equipo, etc. Con este tipo de envolvente metálica la tubería continua en servicio durante la reparación sin siquiera disminuir la producción. Sin embargo, la normatividad existente establece requisitos estrictos y rigurosos para disminuir la probabilidad de generación de grietas al soldar en líneas en servicio. Como es sabido en el medio, después de la aplicación de la soldadura en el proceso de unión reducción-ducto, tanto la soldadura como los elementos unidos por ella, son receptores de tensiones que conducen a fisuras. Para aliviar estas tensiones por lo general se utilizan métodos de tratamiento térmico específicamente relevado de esfuerzos; sin embargo bajo las condiciones de operación de la modalidad preferida, no se puede aplicar este tipo de tratamiento. Como se apunto anteriormente, durante el proceso de soldadura ocurren cambios de volumen. Estos cambios y la formación de martensita pueden disminuirse parcialmente abatiendo el nivel de tensiones internas hasta valores aceptables mediante alguno de los siguientes pasos: (a) Usando un acero con muy bajo contenido de carbono (el acero que se deposita por soldadura con electrodos tipo E 7018 o con microalambre no formará nunca martensita, ya que su contenido de carbono está por debajo del mínimo necesario para ello, pero el acero de la tubería y el de la placa de la envolvente tienen un contenido de carbono mayor); (b) Impidiendo la formación de martensita por precalentamiento; (c) Recalentando la zona en donde se aplicó la soldadura por debajo de la temperatura crítica. Una modalidad de la presente invención consiste en abatir estas tensiones producidas por la aplicación de la soldadura entre el ducto conductor y la envolvente. Los incisos a) y b) no pueden ser utilizados para este fin, especialmente porque son soldaduras subacuáticas aplicadas a tuberías "vivas" y, aparentemente, tampoco lo sería el inciso c) porque ello implicaría el calentamiento del ducto conductor, en ocasiones en ambientes sumergidos; sin embargo, se encontró que aplicando cordones sucesivos de soldadura, bajo condiciones y metodologías apropiadas, se lograba este efecto de relevado de tensiones por calentamiento. Más específicamente, se encontró que aplicando varias capas de soldadura, preferentemente dos, estando formada cada capa de varios cordones de soldadura, directamente al ducto conductor antes de la fijación de la envolvente al ducto conductor, proporcionaba varías ventajas, la primera de ellas es que no se disminuye la presión de operación del ducto; la segunda consiste en que se ofrece una superficie más adecuada para la unión de la envolvente al ducto conductor; la tercera porque proporciona una zona de absorción de tensiones para la soldadura que se aplicará para unir la reducción de la envolvente al ducto y liberar esfuerzos inducidos en el ducto por efecto de la aplicación de soldadura al ducto, ayudando a evitar el en riamiento rápido así como agrietamientos en la soldadura y el metal base debidos a la fragilización producida por el ambiente amargo del fluido transportado con alta concentración de iones (IT); por último: en el caso de soldaduras subacuáticas; siempre estará presente el hidrógeno por la presencia de humedad y otros factores como el revestimiento del electrodo y siempre generará tensiones internas de gran importancia y estas tensiones se suman a las del temple y de los cambios de volumen. El efecto del hidrógeno se evita o se reduce por debajo de niveles de peligro aplicando este enmantequillado que consiste de al menos dos capas de soldadura. También se refuerza la resistencia mecánica del ducto en la zona de unión entre la envolvente y el ducto. La presente invención incluye también un método para aplicar enmantequillado a un ducto que conduce un fluido a presión a temperaturas en o arriba de la ambiental, caracterizado porque el enmantequillado se aplica sin necesidad de disminuir la presión del fluido y comprende los pasos de: a) aplicar un cordón de soldadura a lo largo de toda la periferia del ducto hasta cerrarlo; b) aplicar cordones adicionales hasta alcanzar la anchura requerida por el proceso, típicamente de aproximadamente 4.45 cm a 20 cm. c) una vez alcanzado este ancho, se aplica una segunda capa de soldadura, sobre la primera hasta alcanzar nuevamente un ancho aproximadamente igual al de la primer capa; Por supuesto que para evitar problemas de hidrógeno se deben tomar todas las precauciones para que los electrodos estén secos y se manipulen adecuadamente. Otra forma de evitar el problema es aplicar soldadura con microalambre y argón como gas de protección y constituye parte del proceso de la presente invención. Otro efecto que se logra mediante la aplicación del enmantequillado es abatir el par galvánico entre el ducto, las soldaduras de la envolvente, el mismo enmantequillado y la envolvente. Es importante señalar que el proceso de enmantequillado puede realizarse manual o automáticamente. Las ventajas descritas del enmantequillado fueron demostradas al realizar pruebas destructivas y no destructivas del proceso final por laboratorios y certificados por compañía competente en este tipo de trabajos de reparación, y se demostró su gran calidad. Las pruebas de dureza demostraron que antes y después de la aplicación del enmantequillado y de la soldadura de filete entre el enmantequillado y la reducción, la dureza del tubo conductor se mantuvo sin cambios importantes. El procedimiento de instalación de la envolvente es, en términos generales, el mismo en todos los casos lo que varía es la complejidad de la maniobra en función de la facilidad de acceso y la posición al tramo dañado. Como se utiliza aquí, el término tubería o ducto puede referirse a un elemento cilindrico hueco o a algún otro cuerpo de configuración regular tal como un elemento en T o irregular tal como una válvula de paso. En el caso de las reparaciones localizadas bajo el agua, es necesario utilizar un habitat para realizar la soldadura en condiciones seguras, sin riesgo de explosiones o incendios, en caso de fuga. Este tipo de soldadura es llamado soldadura hiperbárica porque se realiza en un habitat presurizado.

Las tuberías de conducción a reparar pueden formar parte de la red de tuberías de cualquier tipo de industria que transporte fluidos que contienen hidrocarburos y presenten este tipo de problemática, por ejemplo de compañías petroleras tales como PEMEX (Petróleos Mexicanos). Estas tuberías pueden estar localizadas tanto en tierra como en agua o ambos y pueden ser de diversos diámetros, espesores y tipos de acero, como será evidente para una persona con conocimientos medios en la materia. En tierra las tuberías pueden estar ubicadas en terreno seco, pantanoso y en agua en ríos, lagos y lagunas o cualquier otro tipo y estar recubiertas de concreto o algún recubrimiento bituminoso, como el alquitrán o bien algún tipo de epóxico, por ejemplo, FBE (Fusión Bonding Epoxy) o sea epóxico adherido por fusión. Para el caso de las tuberías de hidrocarburos en mar, las tuberías pueden ir sobre el fondo marino o estar enterradas y van recubiertas de concreto. Al acercarse a las plataformas petroleras marinas las tuberías ascienden o descienden de estas estructuras de forma casi vertical y adoptan el nombre de ducto o tubería ascendente (DA). Es en esta parte de su recorrido donde al salir del mar y pasar a la zona atmosférica se presentan con más recuencia las mayores disminuciones de espesor por corrosión debido al efecto de la alta temperatura del fluido y el enf iamiento que le produce el agua de mar, aunado al golpeteo constante que le ocasionan las olas a la tubería en esta zona llamada zona de mareas. En tierra y para tuberías horizontales e inclinadas, la secuencia de instalación consiste generalmente en localizar la zona a reparar, lograr el acceso para los equipos y el personal, descubrir la tubería de todo recubrimiento o accesorio existente, marcar la posición de la envolvente, medir espesores de la tubería en los puntos donde se va a realizar la unión envolvente-tubería, aplicar la soldadura de enmantequillado e inspeccionarlo, colocar la pa te inferior de la envolvente con su respectiva reducción concéntrica, luego la superior, ajustarías y alinearlas con ayuda de cadenas y gatos y puntearlas con soldadura antes de aplicar soldadura longitudinal corrida, después de soldar longitudinalmente inspeccionar la sanidad de las soldaduras, luego realizar la soldadura envolvente-tubería sobre el enmantequillado y realizar inspección de estas soldaduras. Para disminuir la probabilidad de generación de fracturas al soldar en líneas en servicio, deben inducirse altas temperaturas para tener enfriamientos lentos de soldadura por efecto del paso del fluido en el interior del ducto. El enmantequillado distribuye mejor el calor en la tubería cuando se inducen altas temperaturas al realizar la soldadura circunferencial de filete envolvente-ducto. Esta soldadura es muy importante por tratarse de una soldadura aplicada sobre una tubería en servicio y porque es la soldadura de sello del espacio anular entre la envolvente y la tubería. Esta soldadura también se inspecciona para comprobar su sanidad y si es necesario se repara e inspecciona otra vez. Se realiza una prueba de hermeticidad con nitrógeno y luego se inyecta un fluido de empaque en el espacio anular entre la envolvente y la tubería. Los objetos principales de esta envolvente metálica son: 1) Reparar un ducto que transporta un fluido 2) Servir como un ducto de respaldo que contenga la presión de la tubería en caso de fuga. 3) Proveer un refuerzo mecánico que impida el progreso de una falla o reduzca los esfuerzos en el ducto donde se coloca. 4) Distribuir uniformemente los esfuerzos presentes en la tubería hacia el resto de la envolvente. 5 Para el caso de soldaduras verticales en la zona de mareas de una plataforma petrolera marina, el proceso considera que una parte de la envolvente va a quedar bajo el mar y la otra arriba del nivel del mar, en zona atmosférica, es (^) decir en la zona conocida como "zona de mareas". En este caso se requiere de un hábitat que permita realizar las maniobras para deslizar los componentes de la 10 envolvente por la parte superior hasta su posición final sobre la tubería ascendente. Si se trata de una reparación larga, los tramos que forman cada media caña se van presentando, punteando, soldando e inspeccionando transversalmente en la parte atmosférica, al mismo tiempo se puede inspeccionar la zona donde se va a hacer la unión envolvente-tubería, después se realiza la soldadura de 15 enmantequillado y se inspecciona, luego se deslizan hasta la posición final las medias cañas, donde se unen, hasta completar el proceso mencionado en el de caso de reparaciones en tierra. La presente invención es un sistema de reparación permanente para tuberías de conducción de fluidos en servicio por medio de una envolvente 20 metálica, un enmantequillado y un fluido de empaque en el espacio anular generado entre la envolvente, el enmantequillado y el ducto a reparar, y a su método de instalación, el sistema comprende las siguientes partes principales: ¦ Cuerpo de la envolvente. ¦ Enmantequillado ¦ Reducciones concéntricas de placa rolada en los extremos, soldadas circunferencialmente al ducto conductor con soldadura de fílete sobre el enmantequ llado. ¦ Fluido de empaque en espacio anular.

Cuerpo de la envolvente Está formada por dos medias cañas de acero soldadas longitudinalmente entre sí con soldadura a tope de un diámetro mayor al ducto conductor, de tal forma que permite dejar un espacio anular que posteriormente se llena con material líquido. El diámetro de la envolvente puede ser de ducto del siguiente diámetro comercial o de placa rolada y de un espesor igual o mayor que el espesor original del ducto conductor. El tipo de acero debe ser el mismo que el del ducto conductor o del mismo grupo de materiales para evitar problemas de soldabilidad. La unión longitudinal de las dos medias cañas es con soldadura a tope.

Enmantequillado El enmantequillado consiste de una serie de capas de soldadura aplicadas bajo condiciones muy estrictas, implica mayor detalle de trabajo pero reduce algunos problemas relacionados con la funcionalidad del sistema de envolvente que se encuentran en el estado de la técnica.

El enmantequillado es un elemento novedoso en este tipo de reparaciones y se utiliza básicamente como una intercara entre el ducto y la reducción. Dentro de sus principales usos se encuentra el eliminar la reducción de presión de operación, reducir la corrosión galvánica y especialmente, incrementar la seguridad del proceso de unión entre la reducción y el ducto y mantener la productividad en la conducción del fluido. También se incluye un método para reducir fisuras en un proceso de aplicación de envolvente producidas por procesos de soldadura caracterizado porque además de seguir los procedimientos y normas establecidos en el medio comprende los pasos de: a) aplicar un proceso de enmantequillado como el descrito en la presente invención; y b) permitir un espacio suficiente entre la pieza correspondiente de la envolvente y el ducto conductor.

Proceciimientn de enmantequillado Tanto para el enmantequillado como para el filete de unión reducción-enmantequillado se utilizarán electrodos manuales de buena calidad del tipo E 7018 de 0.3175 (1/8") de diámetro. Los electrodos deben mantenerse y secarse de acuerdo a la norma AWS A-5.1 que indica que se deben mantener a una temperatura de 27.8 a 139°C (50 a 250°F) por encima de la temperatura ambiente y cuando es necesario deben secarse a 550 ± 50°C durante 1 hora.

Descripción del procedimiento 1. El metal base deberá estar seco y limpio de cualquier tipo de suciedad y óxido. 2. Depositar el emnantequillado en cordones con poco vaivén (dos veces el diámetro del electrodo). Los cordones deberán depositarse evitando que éstos ejerzan tracción conjunta sobre el metal base ya que en esta forma los cordones intermedios se apoyan en los cordones depositados primero. La dirección de los cordones deberá ser perpendicular al eje del tubo; se depositarán dos capas de soldadura. Cada uno de los cordones debe completarse perimetralmente antes de poner el siguiente. El emnantequillado es un proceso que, debido a las condiciones de su aplicación, deja al ducto que se repara con características metalúrgicas y físicoquimicas similares a las del resto del ducto, lo cual también es altamente deseable en estas reparaciones evitando prácticamente zonas de concentración de esfuerzos.

Reducción concéntrica.

Está formada por una placa rolada de diferente espesor y del mismo o diferente tipo de material que el cuerpo de la envolvente y a su vez del ducto. La geometría de la reducción concéntrica tiene la forma de un medio cono truncado con diámetro menor igual al diámetro exterior de la tubería, menos el espacio para el emnantequillado y con diámetro mayor igual al diámetro de la envolvente.

La unión con el cuerpo de la envolvente es con soldadura a tope. La unión al ducto conductor es con soldadura de filete sobre el enmantequillado previo. El enmantequillado normaliza el acero y disminuye la probabilidad de generar fracturas por enfriamiento rápido de la soldadura debido al paso del fluido. Fluido de empaque en el espacio anular Tiene la función de transmitir esfuerzos del ducto a la envolvente y también de absorber las deformaciones (desalineamientos) encontradas y disminuye la corrosión externa. El fluido de empaque es incompresible e inhibidor de la corrosión. En ambientes en donde no existe choque térmico, por ejemplo, la zona de mareas, la resina no sirve como aislante y puede seguir funcionando como refuerzo mecánico, siempre y cuando la resina se encuentre perfectamente adosada al ducto y a la envolvente, la presente invención proporciona un medio que permanentemente se encuentra en contacto con el ducto y con la envolvente, lo cual no siempre sucede con los medios utilizados en el estado de la técnica. El fluido de empaque aquí mencionado, se desarrollo para aplicarse de forma exclusiva al sistema envolvente-ducto de la presente invención, debido a las especiales características de operación de este sistema.

Productos Seleccionados Dicromato de potasio Glicerína Anticongelante automotriz Rusteco Retrogel 5 Soluciones Básicas de Prueba Dicromato de potasio. Se utilizarán soluciones acuosas: en O concentraciones del 0.1 % y 5.0 % en masa. Glicerina. Se utilizarán soluciones de prueba de este compuesto: en 10 su estado puro comercial y mezclado con agua en diferentes proporciones. Anticongelante automotriz. Se utilizará como solución de prueba una presentación comercial utilizada como anticongelante para autos y se evaluará en su presentación concentrada. Rusteco. Se utilizará como solución de prueba la presentación 15 comercial como tal. Retrogel. Se evaluará su funcionalidad recubriendo las probetas de acero con la resina e introduciéndolas en una solución acuosa de NaCl al 3.5 % en masa.

Soluciones de prueba simulando mezclas potencialmente corrosivas A las soluciones básicas de prueba antes indicadas, se les habilitará una atmósfera con presencia de dióxido de carbono, se les agregará solución acuosa de sulfuro de sodio de concentración 5 % en masa, en proporción de un volumen de esta solución por cada 9 volúmenes de la solución básica de prueba y también se agregará diesel en esta misma proporción.

Evaluaciones experimentales Caracterización química de los fluidos Determinación e identificación de la naturaleza orgánica y/o inorgánica de los fluidos mediante: Evaporación-Calcinación. Análisis por espectroscopia I.R. Si en la evaluación antes indicada se detectan componentes orgánicos. Análisis EDX (espectroscopia de rayos X) para la identificación inorgánica elemental de los fluidos. Determinación del comportamiento ácido-álcali de los fluidos mediante: Medición directa del pH a los fluidos en su estado nuevo y después de exponerlos a una temperatura entre 60 y 90°C durante 45 días. Variación del pH de los fluidos en su estado nuevo, en función de adiciones de un ácido fuerte. Variación del pH de los fluidos en su estado nuevo, en función de adiciones de un álcali fuerte. (Este bloque de determinaciones se hará para los fluidos que les sea aplicable) Determinación de las propiedades REDOX de los fluidos mediante La medición del potencial REDOX de los fluidos en su estado nuevo y posterior a ser expuestos a una temperatura entre 60° y 90 °C durante 45 días. La medición del potencial REDOX de una solución oxidante y de una solución reductora para utilizar sus valores como referencia. (Este bloque de determinaciones se hará para los fluidos que sea aplicable) Caracterización física de los fluidos 10 Determinación del grado de miscibilidad de los fluidos con: Compuestos polares: agua y alcohol etílico. Compuestos no polares: tetracloruro de carbono y diesel. Determinación del grado de volatilidad de los fluidos mediante: 15 La medición del punto de ebullición a presión atmosférica. La medición de la presión desarrollada a una temperatura de 90°C. Determinación de la capacidad de conducción de calor de los fluidos mediante: La determinación de la conductividad térmica y/o mediciones de 20 velocidad de calentamiento. O Determinación de la capacidad de conducción de corriente eléctrica de los fluidos mediante: La medición de la conductividad eléctrica de los fluidos en su estado nuevo y después de exponerlos a una temperatura entre 60 y 90°C durante 45 días.

Evaluación corrosimétrica del acero rente a los fluidos mediante: La determinación del potencial de corrosión del acero en cada una de las soluciones de prueba y de su variación en el tiempo, durante un penodo de 45 días a temperaturas ambiental y a una temperatura entre 60° y 90 °C. La determinación del comportamiento potenciodinámico del acero en cada una de las soluciones de prueba en su estado nuevo y después de ser expuestas a una temperatura entre 60° y 90 °C durante 45 días. Pruebas de pérdida de peso del acero en cada una de las soluciones de prueba a temperatura ambiente y a una temperatura mayor entre 60° y 90°C, con un periodo de exposición de 45 días. Pruebas aceleradas en condiciones extremas en cada una de las soluciones de prueba. En éstas se inducirá potenciostática y anódicamente la corrosión del acero, durante un periodo entre 8 a 24 horas a temperatura ambiente y a una temperatura mayor entre 60° y 90°C La inspección visual y mediante microscopía estereoscópica de cada una de las probetas de acero sometidas a las pruebas de pérdida de peso y aceleradas en condiciones extremas.

Los trabajos arriba indicados nos mostraron que: Los productos K2Cr207 (soluciones acuosas al 0.2 % y 1.0 % en masa) y anticongelante para autos (solución comercial concentrada marca Presione®) evitaron en diferentes grados la corrosión del acero API-5L X52, mediante un mecanismo de pasivación. Los valores de velocidad de corrosión determinados para todas las condiciones experimentales aplicadas fueron genéricamente muy bajos y pueden ser considerados como no significativos. En glicerína concentrada y en la mezcla gli cerina-agua en proporción 4-1 en volumen, el acero en cuestión se comportó corrosimétrícamente de manera similar que con los productos 2G2O7 y anticongelante, excepto para la condición solución básica a 75°C, en la que se determinaron velocidades de corrosión de 0.47 y 0.70 mpy respectivamente; mientras que los valores determinados para el K2Cr207 y anticongelante fueron valores no significativos. La glicerína concentrada permite un menor grado de ataque que la mezcla glicerina-agua y entonces de entre ellas, la primera es una mejor opción para el fin buscado. En la glicerína concentrada se encontró una velocidad de corrosión de 0.47 mpy, con un patrón de ataque uniforme y que puede ser en realidad considerado como un valor pequeño y por ende tolerable para una estructura proyectada a operar por un periodo largo. Las conclusiones anteriores permiten establecer que los productos K2Cr207, anticongelante y glicerína concentrada previnieron y/o controlaron de manera efectiva y/o aceptable la corrosión del acero API 51, X-52, y el orden intencionalmente dado es de mayor a menor efectividad relativa. Desde esta perspectiva, estos tres productos pueden ser considerados como candidatos viables para usarse como fluidos de empaque, prefiriéndose el uso de glicerina dado que no representa ningún efecto nocivo contra el ambiente circundante.

Proceso de instalación de la envolvente Se describe el procedimiento general para la instalación de una envolvente metálica en un ducto ascendente (DA) en la zona de mareas de una plataforma petrolera marina. Se requiere el apoyo de un barco de construcción, con equipos de buceo y equipo para la instalación del habitat flexible. Los pasos intermedios y variaciones del siguiente procedimiento serán evidentes para personas con conocimientos medios en la materia y se incluyen en el alcance de la presente invención. 1. Se localiza el ducto a reparar y se retiran los accesorios que puedan interferir en la instalación del sistema envolvente y del habitat. 2. Se localizan y marcan las posiciones donde van a realizarse las soldaduras de enmantequillado para la unión entre la envolvente y el ducto. 3. Se retiran los recubrimientos y se realiza una limpieza a metal gris en el ducto 20 cm hacia arriba y 20 cm hacia abajo respecto a una linea imaginaria de la unión envolvente-ducto. 4. En los puntos de unión envolvente-ducto se realiza la limpieza a metal blanco en una franja de 20 cm de ancho centrados respecto a una linea imaginaria de la unión envolvente-ducto. 5. Se toman espesores en esa franja para confirmar la factibilidad de hacer soldaduras en esa área. Si no es posible se busca una nueva posición lo más cercana posible hasta encontrar metal sano teniendo cuidado de incluir la zona dañada en el área cubierta por la envolvente. 6. Se coloca habitat para realizar soldaduras en la zona de mareas. 7. Se realiza enmantequillado en una franja de 5 cm, centrada sobre la línea de unión de envolvente-ducto. 8. Se inspeccionan las soldaduras de enmantequillado. 9. Unir cada reducción a sus respectivas medias cañas e inspeccionar las soldaduras. 10. Se realiza maniobra para presentar y deslizar hasta su posición definitiva la primera media caña de la envolvente (puede estar formada por un tramo o varios). 11. Se realiza la misma operación con la segunda media caña o complemento de la envolvente. 12. Se alinean y se hacen los ajustes para mantenerla en su posición definitiva tanto horizontal como verticalmente. Debe tenerse cuidado de no dañar los enmantequillados realizados previamente. 13. Se puntean longitudinalmente las dos medias cañas para mantenerlas en posición. Mientras tanto siguen suspendidas por medio de maniobra. 14. Se realiza la soldadura longitudinal en ambos lados de la envolvente. 15. Se inspeccionan soldaduras longitudinales. 16. Se confirma la posición de la envolvente sobre su eje longitudinal. 17. Se realiza la soldadura circunferencial superior de la unión envolvente-ducto y posteriormente la soldadura inferior. 18. Se inspeccionan ambas soldaduras. 19. Se inicia la prueba de hermeticidad de la envolvente. 20. Se inyecta nitrógeno a la envolvente para efectuar la prueba de hermeticidad según el procedimiento establecido. 21. Se inyecta el fluido de empaque a la envolvente para llenar el espacio anular. 22. Se retira el hábitat. 23. Se reinstalan los accesorios desmontados inicialmente como abrazaderas, defensas de la tubería, etc. Normalmente en un ducto ascendente la longitud del refuerzo es de tres secciones para abarcar toda la zona de transición aire/agua, entonces las medias cañas de cada tramo se sueldan transversalmente y se inspeccionan. Cuando el tramo dañado es muy largo, la reparación requiere una envolvente formada por más de tres tramos para cubrir la zona a reparar. Los tramos que forman cada media caña se van presentando en el ducto, punteando, soldando e inspeccionando en la parte atmosférica. Al mismo tiempo se puede inspeccionar la zona donde se va a hacer la unión envolvente-ducto. Se describe de manera general el procedimiento para la instalación de una envolvente metálica en un ducto horizontal, en sus etapas básicas. Se requiere el apoyo de un barco de construcción, con equipos de buceo y equipo para la instalación del hábitat. 1) Se draga el área donde se instalará el hábitat y la envolvente. 2) Se localizan y marcan las posiciones donde van a realizarse las soldaduras de enmantequillado para la unión entre la envolvente y el ducto. 3) Se retiran los recubrimientos y se realiza una limpieza a metal gris en el ducto 20 cm hacia arriba y 20 cm hacia abajo respecto a una linea 5 imaginaria de la unión envolvente-ducto. 4) En los puntos de unión envolvente-ducto se realiza la limpieza a metal blanco en una f anja de 20 cm de ancho centrados respecto a una (^) línea imaginaria de la unión envolvente-ducto. 5) Se toman espesores en esa franja para confirmar la 10 factibilidad de hacer soldaduras en esa área. Si no es posible se busca una nueva posición lo más cercana posible hasta encontrar metal sano teniendo cuidado de incluir la zona dañada en el área cubierta por la envolvente. 6) Se coloca habitat para realizar soldaduras en la zona. 7) Si la envolvente es de una sección se aplican los dos 1 S enmantequillados, en caso de ser más de una sección, se completará un extremo y se deslizara hábitat y envolventes intermedias para irrealizando las soldaduras longitudinales entre las medias cañas y después las transversales para unir las secciones intermedias, hasta completar la unión en el otro extremo de la envolvente, se colocan las medias cañas unidas con bisagras y posteriormente, ya 20 alineadas y punteadas se retiran orejas de izaje y bisagras colocadas previamente. Q 8) Al término de la aplicación de las soldaduras se realiza el desbaste y se inspeccionan por medio de pruebas no destructivas. 9) Se alinea la envolvente constituida por dos o más medias cañas sobre el ducto para la aplicación de soldaduras longitudinales. 10) Se aplica soldadura en las uniones longitudinales entre las medias cañas de la sección correspondiente de la envolvente. 11) Se realiza la inspección y en caso que existieran reparaciones se realizarán antes de la aplicación de las soldaduras de sello. 12) Se alinea la envolvente sobre el ducto y se aplican las soldaduras de sello. 3) Se realiza la inspección. 14) Se inyecta nitrógeno para la prueba neumática. 15) Se inyecta el fluido de empaque del espacio anular. 16) Se aplica el recubrimiento final. 17) Se remueve el habitat de la falla reparada. Se prevé dentro del alcance de la presente invención el aplicar una presión determinada al fluido dentro de la envolvente, con objeto de aliviar el trabajo que soporta el ducto dañado.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de reparación permanente o refuerzo de tuberías conductoras de hidrocarburos y sus dispositivos que comprende una envolvente formada de dos medias cañas, caracterizado porque comprende dos zonas de enmantequillado aplicadas sobre un ducto conductor.

2. El sistema protector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada enmantequillado se une a una reducción de sección transversal recta y ésta, a su vez, a la envolvente por medio de soldadura.

3. £1 sistema protector de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque cada enmantequillado se aplica en los extremos de la zona que se va a proteger y la distancia entre estos enmantequillados coincide con la longitud total de la envolvente incluyendo sus respectivas reducciones.

4. El sistema protector de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque cada reducción se une al enmantequillado y se deja un espacio entre el borde inferior de la reducción y el enmantequillado de 0.476 + 0.159 cm.

5. El sistema protector de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque una vez instalada la envolvente produce un espacio vacio cerrado entre la cara interior de la envolvente y la superficie exterior del ducto y en donde este espacio se llena con un fluido de empaque.

6. El sistema protector de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el fluido de empaque se introduce a través de al menos dos puertos ubicados en la parte superior de la envolvente y tal fluido se selecciona de: dicromato de potasio o de glicerina o de anticongelante automotriz, diluidos o puros.

7. El sistema protector de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el fluido de empaque es dicromato de potasio en una solución acuosa en una concentración del 0.1% al 5.0% en masa, preferentemente del 0.2% al 1% en masa.

8. El sistema protector de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el fluido de empaque es glicerina concentrada o glicerina en solución acuosa diluida en una proporción de aproximadamente 4 a 1.

9. El sistema protector de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el fluido de empaque es anticongelante comercial para automóviles en su forma comercial.

10. El sistema protector de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque los puertos de entrada para el fluido de empaque son dos bridas de configuración simple únicamente para permitir la entrada del fluido de empaque, el aire atrapado se elimina haciendo recircular el fluido hasta la su completa eliminación.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las medias cañas son de configuración adecuada según el tipo de objeto a proteger, semicilindrica para tuberías o irregular para sus dispositivos y porque las bridas se encuentran ubicadas en zonas opuestas de estas medias cañas.

12. Un método para colocar un sistema protector para un ducto ascendente en zona de mareas y que conduce un fluido, en donde el sistema comprende una envolvente constituida por dos medias cañas, estando constituida cada media caña por una o más secciones y dos enmantequillados ubicados en los extremos superior e inferior de la zona a proteger, sobre el ducto ascendente, caracterizado porque incluye los pasos de: 1) Localizar el ducto a reparar y retirar los accesorios que interfieran en la instalación de la envolvente y un habitat 2) Localizar y marcar las posiciones donde van a realizarse las soldaduras de enmantequillado para la unión entre la envolvente y el ducto. 3) Retirar recubrimientos y realizar limpieza a metal gris en el ducto hasta 20 cm hacia arriba y 20 cm hacia abajo respecto a una linea imaginaría de la zona de unión envolvente-ducto y realizar limpieza a metal blanco un ancho de 20 cm, centrados respecto a esta linea imaginaria. 4) Ubicar zona de aplicación de enmantequillado tomando espesores en la franja para confirmar su correcta aplicación. 5) Colocar habitat para realizar soldaduras. 6) Realizar enmantequillado, en la zona ubicada, en una franja de 5 cm, centrada sobre la linea de unión envolvente-ducto. 7) Inspeccionar enmantequillado. 8) Unir una reducción en el extremo superior de una primera media caña y otra reducción en el extremo inferior de la misma media caña para unir la envolvente al ducto, en donde las reducciones son de sección transversal recta, y están formadas cada una de dos pa tes iguales semicirculares. 9) Presentar y deslizar hasta su posición definitiva la primera media caña de la envolvente. 10) Realizar paso 8) y 9) con la segunda media caña. 11) Alinear y ajustar para mantener ambas medias cañas en su posición definitiva. 12) Puntear longitudinalmente las dos medias cañas para mantenerlas en posición. 13) Realizar soldadura longitudinal en ambos lados de la envolvente así formada. 14) Se confirma la posición de la envolvente sobre su eje longitudinal. 15) Se realiza soldadura circunferencial superior entre la envolvente y el ducto y posteriormente la soldadura circunferencial inferior entre la envolvente y el ducto. 16) Iniciar prueba de hermeticidad de la envolvente 17) Inyectar nitrógeno a la envolvente para efectuar prueba de hermeticidad según procedimientos comunes. 18) Introducir fluido de empaque a la envolvente para llenar el espacio anular. 19) Retirar habitat. 20) Reinstalar los accesorios desmontados inicialmente.

13. Un método para colocar un sistema protector para un ducto horizontal que conduce un fluido, en donde el sistema comprende una envolvente constituida por dos medias cañas, estando constituida cada media caña por una o más secciones y dos enmantequillados ubicados en los extremos superior e inferior de la zona a proteger, sobre el ducto a proteger, caracterizado porque incluye los pasos de: 1) Se draga el área donde se instalará el hábitat y la envolvente. 2) Se localizan y marcan las posiciones donde van a realizarse las soldaduras de enmantequillado para la unión entre la envolvente y el ducto. 3) Se retiran los recubrimientos y se realiza una limpieza a metal gris en el ducto 20 cm hacia arriba y 20 cm hacia abajo respecto a una linea imaginaria de la unión envolvente-ducto. 4) En los puntos de unión envolvente-ducto se realiza la limpieza a metal blanco en una franja de 20 cm de ancho centrados respecto a una linea imaginaría de la unión envolvente-ducto. 5) Se toman espesores en esa franja para confirmar la factibilidad de hacer soldaduras en esa área. Si no es posible se busca una nueva posición lo más cercana posible hasta encontrar metal sano teniendo cuidado de incluir la zona dañada en el área cubierta por la envolvente. 6) Se coloca habitat para realizar soldaduras en la zona. 7) Si la envolvente es de una sección se aplican los dos enmantequillados, en caso de ser más de una sección, se conmletará un extremo y se deslizara habitat y envolventes intermedias para irrealizando las soldaduras longitudinales entre las medias cañas y después las transversales para unir las secciones intermedias, hasta completar la unión en el otro extremo de la envolvente, se colocan las medias cañas unidas con bisagras y posteriormente, ya alineadas y punteadas se retiran orejas de izaje y bisagras colocadas previamente. 8) Al término de la aplicación de las soldaduras se realiza el desbaste y se inspeccionan por medio de pruebas no destructivas. 9) Se alinea la envolvente constituida por dos o más medias cañas sobre el ducto para la aplicación de soldaduras longitudinales. 10) Se aplica soldadura en las uniones longitudinales entre las medias cañas de la sección correspondiente de la envolvente. 11) Se realiza la inspección y en caso que existieran reparaciones se realizarán antes de la aplicación de las soldaduras de sello. 12) Se alinea la envolvente sobre el ducto y se aplican las soldaduras de sello. 13) Se realiza la inspección. 14) Se inyecta nitrógeno para la prueba neumática. 15) Se inyecta el fluido de empaque del espacio anular. 16) Se aplica el recubrimiento final. 17) Se remueve el habitat de la falla reparada.

14. Un método para aplicar enmantequillado a un ducto que conduce un fluido a presión y a temperaturas en o arriba de la ambiental, caracterizado porque el enmantequillado se aplica sin necesidad de disminuir la presión del fluido.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende los pasos de: a) aplicar un cordón de soldadura a lo largo de toda la periferia del ducto hasta cerrarlo; b) aplicar cordones adicionales hasta alcanzar la anchura requerida por el proceso; c) una vez alcanzado este ancho, se aplica una segunda capa de soldadura, sobre la primera hasta alcanzar nuevamente un ancho aproximadamente igual al de la primer capa;

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los cordones tanto de la primer capa como de la segunda capa se depositan de manera que no ejerzan tracción conjunta sobre el metal base.

17. Un método para reducir fisuras en un proceso de aplicación de envolvente producidas por procesos de soldadura caracterizado porque además de seguir los procedimientos y normas establecidos en el medio comprende los pasos de: a) aplicar un proceso de enmantequillado como se describió en la reivindicación 14; b) permitir un espacio suficiente entre la pieza correspondiente de la envolvente y el ducto conductor.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el espacio suficiente es de aproximadamente 0.476 + 0.159 cm.

19. El uso de dicromato de potasio como fluido de empaque para un sistema de envolvente mecánica para proteger un ducto o sus dispositivos que transportan un fluido, como el descrito en la reivindicación 1.

20. El uso de glicerina como fluido de empaque para un sistema de envolvente mecánica para proteger un ducto o sus dispositivos que transportan un fluido, como el descrito en la reivindicación 1.

21. El uso de anticongelante automotriz como fluido de empaque para un sistema de envolvente mecánica para proteger un ducto o sus dispositivos que transportan un fluido, como los descritos en la reivindicación 1.