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N O N I Ó I T A C Z I A Z R I O R H O T T U U A A T U U S O N H I T S I O W D D A E L T U A C L R U I C C R / O I C Y R O O I D / D C N U A D D O E R C P U E D R , O O R D P A E I R P , O D C E I R P E O S C E E B B E T D O O N N Y Y A M A S T L I A E I S P I L T E I E P I D T D F A O D I Y E T P R O E R P P O S R P E O S I T T N N E E M M U U C C O O D D E T S I S H E T
INGENIERÍAS PARA PROYECTOS TIPO A DE ECOPETROL VIT ECOPETROL S.A.
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ESPECIFICACIONES GENERALES PARA EL LASTRADO DE TUBERIA
1 2 . V E R / P P F
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21-ENE-2010 12-ENE-2010
EMITIDO PARA CONSTRUCCION REVISADO DONDE SE INDICA EMITIDO PARA CONSTRUCCION REVISADO DONDE SE INDICA
A
02-OCT-2009
EMITIDO PARA COMENTARIOS
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INGENIERÍAS PARA PROYECTOS TIPO A DE ECOPETROL VIT
D. BALCELLS
C. QUINCHE
F. PATIÑO
D. BALCELLS
C. QUINCHE
F. PATIÑO
D. BALCELLS PREPARÓ
C. QUINCHE CHEQUEÓ
F. PATIÑO AUTORIZÓ
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TABLA DE CONTENIDO N O N I Ó I T A C Z I A Z R I O R H O T T U U A A T U U S O N H I T S I O W D D A E L T U A C L R U I C C R / O I C Y R O O I D / D C N U A D D O E R C P U E D R , O O R D P A E I R P , O D C E I R P E O S C E E B B E T D O O N N Y Y A M A S T L I A E I S P I L T E I E P I D T D F A O D I Y E T P R O E R P P O S R P E O S I T T N N E E M M U U C C O O D D E T S I S H E T
1 2 3 4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.1.8 4.1.9 4.2 4.2.1 4.3 4.4 5 6 6.1 6.2 7 8 9 9.1 10 11
INTRODUCCION .................................. ................ ................................... ................................... .................................... ................................... ................................... .............................. ............ 3 ALCANCE .................................... .................. .................................... ................................... ................................... .................................... ................................... ................................... ..................... ... 3 DOCUMENTOS DE REFERENCIA..........................................................................................................3 EJECUCION EJECUCION .................. ........................... .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. .............. .....33 MATERIALES MATERIALES ................. .......................... .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. ............. ....44 Cemento....................................................................................................................................................4 Arena.........................................................................................................................................................4 Agua..........................................................................................................................................................5 Agregado grueso.......................................................................................................................................6 Refuerzo....................................................................................................................................................6 Aditivos......................................................................................................................................................6 Formaletas ................................... ................. .................................... ................................... ................................... .................................... ................................... ................................... ..................... ... 7 Protección Protección contra la corrosion corrosion .................. ........................... .................. .................. .................. .................. .................. ................... ................... .................. .................. .............. .....77 Concreto....................................................................................................................................................7 APLICACION DEL LASTRE .................................. ................. ................................... .................................... ................................... ................................... .............................. ............ 8 Colocación de lastre en tramos con ánodos de sacrificio.........................................................................9 APLICACION DEL RECUBRIMIENTO ANTICORROSIVO....................................................................10 MONTAJE DE LA MALLA DE REFUERZO................ REFUERZO .................................. .................................... ................................... ................................... ...................... .... 10 REPARACIONES....................................................................................................................................10 INSPECCIONES.....................................................................................................................................11 PESO DE TUBERIA................................................................................................................................11 ESPESOR ESPESOR DEL REVESTIMIENTO REVESTIMIENTO DE CONCRETO .................. ........................... .................. ................... ................... .................. .................. ............ ... 11 LONGITUD DE LASTRADO .................................. ................. ................................... .................................... ................................... ................................... ............................ .......... 11 MANEJO DE TUBERIAS LASTRADAS..................................................................................................12 ALMACENAMIENTO ALMACENAMIENTO DE TUBERIA LASTRADA LASTRADA .................. ........................... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ............. 13 MARCADO DE LA TUBERIA LASTRADA..............................................................................................13 SISTEMA DE PROTECCION CATODICA..............................................................................................13 ANEXOS ................................... ................. .................................... ................................... ................................... .................................... ................................... ................................... ...................... .... 13
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INTRODUCCION
El lastrado de tubería con concreto, es una tarea que se realiza con el fin de evitar la flotación de esta, asegurar una correcta estabilidad en el fondo de un cuerpo de agua y a su vez protegerla contra impactos ya sea por las corrientes o por objetos. Dentro de las actividades mas comunes que encierra el lastrado de tuberías se encuentran el de la preparación de la tubería a lastrar, enmallado de la tubería, preparación y aplicación del concreto, etc., y por parte de la ingeniería se encuentra el cálculo de flotación de la tubería, cálculo del espesor de lastrado, entre otras. El contratista deberá eventualmente evaluar la posibilidad de lastrar tubería en sitios donde crea conveniente hacerlo, con previa aprobación de ECOPETROL S.A. 2
ALCANCE
En esta especificación se evidencian todas las actividades que se consideran necesarias para la aplicación del revestimiento de concreto sobre tuberías metálicas (de diferentes diámetros y espesores de pared, para el transporte de hidrocarburos, gases, agua, entre otros), que se instalen totalmente sumergidas (en el mar, lagos, lagunas, etc.), en cruces subfluviales ( de quebradas, ríos, etc.) y/ó en zonas inundables. Es deber del contratista evaluar dichas actividades y si es el caso adicionar otras que crea conveniente para una correcta preparación, montaje y puesta en marcha de un sistema de tuberías sumergidas. 3
DOCUMENTOS DE REFERENCIA
Los siguientes documentos son considerados como parte de esta especificación: -
Lastrado de tuberías en pasos subfluviales “DOL-GEN-10” Revision 1 – ECOPETROL S.A.
-
Lastrado de tuberías “NIO 0909” Feb-97– ECOPETROL S.A. -
<1>
4
Especificaciones generales para el diseño de obras civiles y estructurales “1244_VIT-00-JSD-1700-01”. EJECUCION
Se darán los parámetros técnicos mínimos que el contratista deberá tener en cuenta para la preparación, fundición, y manejo adecuado del lastre de concreto con el objetivo de obtener un trabajo que cumpla los estándares de calidad requeridos por ECOPETROL S.A. y así mismo tener un manejo adecuado del medio ambiente. Se deberá hacer un prueba de hermeticidad ya sea con aire o una prueba hidrostática a cada una de las secciones de tubería lastrada antes de ser sumergida, esto no suprime la realización de la prueba hidrostática del conjunto para la aprobación final del trabajo. Antes de iniciar cualquier actividad de lastrado, la tubería debe estar limpia, libre de grasas, aceites y cualquier partícula extraña, además se deberá realizar una inspección dieléctrica para asegurar que no queden partes sin revestir o alguna discontinuidad en el recubrimiento anticorrosivo. INGENIERÍAS PARA PROYECTOS TIPO A DE ECOPETROL VIT
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MATERIALES
Para la preparación del lastre se tendrán los siguientes materiales: N O N I Ó I T A C Z I A Z R I O R H O T T U U A A T U U S O N H I T S I O W D D A E L T U A C L R U I C C R / O I C Y R O O I D / D C N U A D D O E R C P U E D R , O O R D P A E I R P , O D C E I R P E O S C E E B B E T D O O N N Y Y A M A S T L I A E I S P I L T E I E P I D T D F A O D I Y E T P R O E R P P O S R P E O S I T T N N E E M M U U C C O O D D E T S I S H E T
-
Agua
-
Arena
-
Cemento (tipo Pórtland)
-
Agregado grueso
-
Refuerzo
-
Formaletas
-
Aditivos
-
Protección contra la corrosión
4.1.1
Cemento
El cemento a utilizar para la preparación del lastre deberá ser del tipo Pórtland, y cumplir con la norma técnica ASTM C150, Tipo ll. Para una correcta utilización del cemento se deberán cumplir con los siguientes requisitos: -
No deberá almacenarse almacenarse en en lugares cercanos al sitio de mezclado.
- En caso de ser suministrado en sacos, estos deberán estar estar almacenados en plataformas de madera, separados del suelo (min. 10 cm.) para evitar la absorción de humedad y deberá ser apilado en hileras de máximo 10 sacos de altura. -
No se deberá usar concreto que lleve mas de 15 días de almacenado o que presente síntomas de fraguado.
-
No se deberá deberá usar cementos de varias marcas en un solo mezclado.
- El agregado grueso, arena, agua y demás aditivos deberán estar limpios de cualquier impureza que pueda afectar las características físicas del concreto. 4.1.2
Arena
La arena en lo posible deberá cumplir con las normas ICONTEC 174, 175, 579, o en su defecto deberá ser acorde a la norma ASTM C33-56T. En general la figura 1 muestra el grado de granulometría que debe cumplir el agregado fino de la mezcla.
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TABLA 1. GRADOS DE GRANULOMETRIA DE LA ARENA Tamiz % Retenido Acumulado 1/4" 0 No.4 10-20 No.8 20-40 No.16 30-60 No.30 50-75 No.50 70-90 No.10 90-100
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El módulo de finura de la arena no deberá ser menor de 2.3 ni mayor a 3.1 Se podrá utilizar un agregado fino de menor valor a lo indicado en la tabla siempre y cuando se realicen pruebas a las mezclas de concreto y cumplan con las propiedades especificadas en este documento. 4.1.3
Agua
Los suministros de agua deberán ser evaluados y aprobados por ECOPETROL S.A, pero en general deberá cumplir con los siguientes requisitos: -
Debe estar limpia y libre de aceites o grasas.
-
pH debe estar en 6.5 y 8.
Ver tabla 2. TABLA 2. LIMITE DE IMPUREZAS DEL AGUA DE MEZCLADO IMPUREZAS CANTIDAD MAXIMA
Sulfatos
480 ppm
Cloruros
480 ppm
Magnesio
120 ppm
Materia orgánica
10 ppm
Sólidos totales en solución
1800 ppm
Sólidos totales en suspensión
1800 ppm
Álcalis totales (Na)
300 ppm
Cada vez que se cambie la fuente de agua, esta deberá ser evaluada por el contratista para cumplir con los requerimientos básicos de ECOPETROL S.A. <1>
Nota: para el caso de lastrado en agua de mar, deberá asegurarse que el contenido de iones cloruro solubles en agua total presentes en el concreto y aportado por los ingredientes del mismo no deberá superar 0.15% en peso de cemento (ver al respecto la tabla 4.3.1 del código ACI-318-08)
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Agregado grueso
El agregado grueso deberá cumplir con lo especificado en la norma ICONTEC 126, 127, 174 y 175, y tener una gravedad especifica mínima de 2,60. El agregado deberá agruparse en al menos tres grupos de tamaño y manejarse por separado, para tal fin el contratista deberá consultar la norma técnica ICONTEC 174. Cualquier cambio o agrupación diferente deberá ser evaluado y aprobado por ECOPETROL S.A. La forma de los granos del agregado deberán ser esféricos u cúbicos, pero nunca deberá ser de forma alargada o tipo hojuelas. Según el espesor de lastre, se deberá tener en cuenta la siguiente tabla de tamaños de granos. TABLA 3. TAMAÑO DE GRANO SEGÚN ESPESOR DE LASTRADO ESP. LASTRE TAM. MAX. DE AGREGADO (mm) Hasta 50 mm 6.3 De 50 a 70 mm 9.5 De 70 a 100 mm 12.7
4.1.5
Refuerzo
El refuerzo del lastrado consiste en una malla de acero electrosoldada o trenzada, para lo cual se recomienda consultar los siguientes códigos y estándares: -
1000-00-STC-1460-43-1/1 “RECUBRIMIENTO EN CONCRETO PARA TUBOS” de TIPIEL SA. -
<1>
-
En cuanto cuanto a la calidad del acero, esta deberá cumplir con las especificaciones especificaciones generales para el el diseño de obras civiles y estructurales “1244_VIT-00-JSD-1700-01” numeral 6.2 (Acero de Refuerzo).
Cualquier código y/o y/o norma que ECOPETROL S.A. S.A. haya haya emitido para este tipo de trabajos.
La malla de refuerzo deberá tener un recubrimiento mínimo de 50 mm respecto de la cara expuesta al agua (ACI 318-08, numeral 7.7.6). Respecto a la cara interna, la malla deberá estar separada del tubo a una distancia mínima <1> de 25.4 mm. Ver detalle de refuerzo - 1000-00-STC-1460-43- 1/1 “RECUBRIMIENTO EN CONCRETO PARA TUBOS” de TIPIEL SA. Cualquier sugerencia o práctica por parte de EL CONTRATISTA deberá tener previa aprobación de ECOPETROL S.A. 4.1.6
Aditivos
Cuando sea necesario el uso de aditivos, estos deberán tener previa aprobación de ECOPETROL S.A, y el contratista deberá justificar su uso. En ningún caso el uso de aditivos deberá afectar las propiedades físicas del concreto requeridas en esta especificación. INGENIERÍAS PARA PROYECTOS TIPO A DE ECOPETROL VIT
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4.1.7 N O N I Ó I T A C Z A I Z R I O R H O T T U U A A T U U S O N H I T S I O W D D A E L T U A C L R U I C C R / O I C Y R O O I D / D C N U A D D O E R C P U E D R , O O R D P A E I R P , O D C E I R P E O S C E E B B E T D O O N N Y Y A M A S T L I A E I S P I L T E I E P I D T D F A O D I Y E T P R O E R P P O S R P E O S I T T N N E E M M U U C C O O D D E T S I S H E T
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Formaletas
Se deben emplear formaletas rígidas, incluso en los extremos del tubo, con el fin de eliminar la utilización de “cubos de mortero” los cuales presentan puntos débiles en el lastrado. La utilización de este tipo de formaletas permite dejar adecuadamente los “pelos” o terminales de alambre necesarios para realizar posteriormente el lastrado de las juntas. En el momento de la fundición se deben utilizar vibradores mecánicos de alta frecuencia, con el propósito de eliminar las bolsas de aire y de esta forma evitar porosidades y posibles puntos de rotura del concreto. 4.1.8
Protección contra la corrosion
Se deberán aplicar los requerimientos técnicos sobre recubrimiento en POLIETILENO EXTRUIDO TRICAPA establecidos en la especificación 1244_VIT-JSD-2300-02 “JOB DESIGN SPECIFICATION FOR UNDERGROUND STEEL PIPING” FIGURA 1. LASTRADO DE TUBERIA
4.1.9
Concreto
Se considera concreto a la mezcla de agua, cemento y grava, usada como lastre y debe cumplir ciertas características que se mencionan a continuación:
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Debe tener una resistencia a la compresión mínima de 210 Kg./cm2 después de 7 días de haber haber sido fundido. Teniendo en cuenta la necesidad de proteger contra la corrosión a la malla de refuerzo mediante un concreto de alta compacidad, el contratista deberá diseñar la mezcla de concreto considerando una relación agua/cemento que no deberá superar el valor de 0.40.
-
Densidad mínima de 2160 Kg./m3
-
La mezcla de materiales no deberá realizarse manualmente.
-
Deberá cumplir con la norma NIO-0810 o, ASTM-C642-97.
-
El grado de dureza del concreto deberá deberá ser de acuerdo a la norma ASTM-C642-97.
<1> N O N I Ó I T A C Z I A Z R I O R H O T T U U A A T U U S O N H I T S I O W D D A E L T U A C L R U I C C R / O I C Y R O O I D / D C N U A D D O E R C P U E D R , O O R D P A E I R P , O D C E I R P E O S C E E B B E T D O O N N Y Y A M A S T L I A E I S P I L T E I E P I D T D F A O D I Y E T P R O E R P P O S R P E O S I T T N N E E M M U U C C O O D D E T S I S H E T
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Así mismo, es obligación del contratista antes de iniciar cada trabajo de lastrado, medir la densidad del concreto fresco. Para el curado del lastre, se recomienda hacerlo mediante intercambio de calor usando vapor de agua siempre y cuando las formaletas permitan el paso de vapor a través de ellas. 4.2
APLICACION DEL LASTRE
Antes de iniciar cualquier actividad de lastrado de tuberías, el contratista deberá presentar a ECOPETROL S.A. su plan de trabajo así como el de calidad y otros que se consideren necesarios presentar, alguno de estos procedimientos se mencionan a continuación: -
Proporcionamiento de la mezcla
-
Instalación de ánodos de sacrificio
-
Preparación de recubrimiento anticorrosivo
-
Lastrado
-
Reparación del lastre
-
Manejo
-
Almacenamiento y embarque
-
Certificados de calidad de materiales y equipos
La colocación del lastre deberá realizarse en planta y no deberá transcurrir mas de 25 minutos después de agregar el agua a la mezcla, si dicho tiempo es excedido, se deberá remover el concreto de la tubería y revestir nuevamente. En los extremos del lastre se debe dejar un bisel de 60° o menor y así mismo se debe dejar 12 pulgadas de tubería libre en los extremos para facilitar las uniones de campo. La parte de tubería libre debe estar limpia de cualquier partícula de concreto, aceites, grasas, o cualquier otra partícula extraña. En condiciones climáticas desfavorables (lluvias), las tuberías deberán taparse de modo que eviten el contacto con el agua, y el contratista deberá tomar la decisión de continuar o suspender las actividades de lastrado, dando garantía de que el lastrado aplicado cumplirá con todos los requerimientos y especificaciones de calidad exigidas por ECOPETROL S.A. INGENIERÍAS PARA PROYECTOS TIPO A DE ECOPETROL VIT
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El refuerzo de acero deberá terminar a una distancia de 20 mm antes del extremo del lastrado.
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FIGURA 2. LASTRADO DE TUBERIA (VISTA LONGITUDINAL)
4.2.1
Colocación de lastre en tramos con ánodos de sacrificio
Durante la colocación del lastre en un tramo donde se encuentre un ánodo de protección, se deberá tener especial cuidado con los siguientes aspectos: -
Después de la instalación de los ánodos, se deberá reparar las las zonas afectadas de la protección contra la corrosión del tubo.
-
Se debe garantizar una correcta sujeción y conexión eléctrica del ánodo, así como la sanidad del recubrimiento anticorrosivo.
-
Se debe dejar un espacio libre de 51 mm alrededor del ánodo, y posteriormente a la instalación del ánodo, se deberá rellenar los espacios con cemento sin ningún tipo de agregado mineral.
Sin embargo, es deber del contratista evaluar cualquier tipo de actividad que pueda tener efectos secundarios sobre la instalación, cuidado y puesta en marcha de los ánodos de sacrificio.
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APLICACION DEL RECUBRIMIENTO ANTICORROSIVO (FIELD JOINTS)
Para el revestimiento de las juntas soldadas en campo (Field Joints) en las zonas de “Cutt Back” de la tubería lastrada, se deberán seguir los procedimientos indicados en el numeral 3.0 ( External field joint coatings of pipelines) de la especificación general 1244_VIT-JSD-2300-02 “JOB DESIGN SPECIFICATION FOR UNDERGROUND STEEL PIPING” 4.4
MONTAJE DE LA MALLA DE REFUERZO
Antes de la instalación de la malla de refuerzo, la capa de protección contra la corrosión deberá estar limpia de cualquier partícula extraña, grasas y aceites que afecten la calidad del trabajo final. La malla electrosoldada deberá instalarse en forma de espiral a traslape y bajo ninguna circunstancia la malla deberá sobresalir la superficie del lastre o pegar contra el tubo. Se debe tener especial cuidado de que la malla no haga contacto con el ánodo de sacrificio de protección catódica (donde aplique). El contratista deberá verificar que no haya continuidad eléctrica de los tubos lastrados, entre el tubo y la malla de refuerzo. 5
REPARACIONES
El Contratista deberá reparar el concreto dañado, siempre y cuando la sección afectada se encuentra dentro de las siguientes clasificaciones: - Reparar cualquier área área afectada que se encuentre por encima de 0.09 m2, excepto si el área es menor a 0.36 m2 y el espesor afectado es menor a 25% del espesor del recubrimiento. - Las reparaciones deben efectuarse removiendo la totalidad del concreto del área afectada hasta llegar al refuerzo, cualquier daño en el acero de refuerzo debe ser reparado. - Las orillas del área removida deben cortarse en forma de cuña, de tal forma que al colocar el nuevo material sirvan como seguro y ayuden a retenerlo. - La colocación del del nuevo concreto debe evitar la presentación de bolsas de aire en las paredes del área removida. - El concreto de la reparación debe ser de las mismas características al originalmente aplicado, de tal forma que el revestimiento como tal tenga un comportamiento uniforme. - Pequeños agrietamientos longitudinales hasta hasta de 30 cm. de largo, largo, cuyo ancho ancho sea menor a 1/2 mm, no requieren reparación. - Deben repararse los agrietamientos circunferenciales que presenten más de 1 mm de ancho y se extiendan por más de 180 grados alrededor de la superficie. -
Debe repararse cualquier agrietamiento longitudinal que sea sea superior a 30 cm. de largo.
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INSPECCIONES
Deben tomarse muestras para el ensayo de compresión y de densidad por lo menos cada 200 m de tubería revestida. Se deben tomar como mínimo 2 muestras por cada día de trabajo en el revestimiento de tubería. N O N I Ó I T A C Z I A Z R I O R H O T T U U A A T U U S O N H I T S I O W D D A E L T U A C L R U I C C R / O I C Y R O O I D / D C N U A D D O E R C P U E D R , O O R D P A E I R P , O D C E I R P E O S C E E B B E T D O O N N Y Y A M A S T L I A E I S P I L T E I E P I D T D F A O D I Y E T P R O E R P P O S R P E O S I T T N N E E M M U U C C O O D D E T S I S H E T
Se deberán tener en cuenta los siguientes aspectos: 6.1
PESO DE TUBERIA
Después del curado del concreto, se deberá tomar el tramo de tubería y montarla en una bascula de precisión certificada. El peso real de la tubería deberá compararse con el peso especificado en el diseño, y no deberá exceder el +/-2% del valor solicitado. 6.2
ESPESOR DEL REVESTIMIENTO DE CONCRETO
El espesor del revestimiento deberá ser uniforme y será tomado como la media aritmética de 5 diámetros medidos a distancia igualmente espaciada a lo largo del tramo de tubería, el cual deberá estar entre un rango de + 6 mm, pero en ningún caso por debajo el valor requerido durante el diseño. En caso de que sea necesario reemplazar el revestimiento de la tubería, esta actividad es de exclusiva cuenta del contratista y por lo tanto no genera sobrecosto para ECOPETROL S.A. El revestimiento será rechazado cuando: -
La densidad del del concreto o su resistencia se encuentre por debajo de los límites mínimos permisibles.
-
El ancho del revestimiento no cumpla con las tolerancias especificadas.
-
El espesor del revestimiento no cumpla con las tolerancias especificadas.
-
La malla de refuerzo no se coloque adecuadamente.
-
ECOPETROL S.A. considere que es imposible una satisfactoria reparación para el recubrimiento que que se ha dañado.
-
Se detecte cualquier falla en los materiales empleados.
-
Se detecte detecte cualquier deficiencia de equipos, materiales, o mano de obra que a juicio de ECOPETROL ECOPETROL puedan causar detrimento de las condiciones finales del revestimiento.
-
Ocurran fallas del concreto debido a esfuerzos de trabajo.
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LONGITUD DE LASTRADO
La longitud del lastrado depende directamente del diámetro de la tubería y el espesor de revestimiento, para tal fin se recomienda seguir las indicaciones de la tabla 4.
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TABLA 4. LONGITUD DE TUBERIA LASTRADA N O N I Ó I T A C Z I A Z R I O R H O T T U U A A T U U S O N H I T S I O W D D A E L T U A C L R U I C C R / O I C Y R O O I D / D C N U A D D O E R C P U E D R , O O R D P A E I R P , O D C E I R P E O S C E E B B E T D O O N N Y Y A M A S T L I A E I S P I L T E I E P I D T D F A O D I Y E T P R O E R P P O S R P E O S I T T N N E E M M U U C C O O D D E T S I S H E T
ESPESORES DE TUBERIA (t) 0.250 < t < 0.438 0.438 < t < 0.688 ESPESORES DEL REVESTIMIENTO DE CONCRETO
t < 0.250 DIAM. NOMINAL (PULG) 2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 30 36
2” (cm/m) 5 10 15 25 35 45 60 65 75 85 95 NA NA NA
3” (cm/m) 5 5 10 20 25 30 40 45 50 60 65 80 100 NA
4” (cm/m) 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 75 90
2” (cm/m) 5 15 25 35 40 55 65 75 95 NA NA
3” (cm/m) 5 10 20 25 30 35 45 50 65 85 NA
4” (cm/m) 5 10 15 20 25 30 35 40 50 65 80
2” (cm/m) 5 15 20 30 40 50 70 100 NA
3” (cm/m) 5 10 15 20 30 35 50 70 90
4” (cm/m) 5 10 10 15 20 25 35 55 70
0.688 < t < 0.875 2” (cm/m) NR 10 20 40 70 100 100
3” (cm/m) NR 10 15 30 50 70 70
4” (cm/m) NR 5 10 20 40 55
NOTAS: -
Los valores indicados corresponden al número de centímetros de revestimiento necesarios, por metro de tubería sumergida.
-
NR: no requiere revestimiento.
-
NA: requiere de un revestimiento de mayor espesor.
-
Para cada orden de trabajo donde se requiera lastrar tubería, el espesor y longitud de lastrado será calculado y sustentado mediante notas de cálculo (ver documentos “1244_ XX-00-CN-1370-99”); en todo caso los espesores de revestimiento calculados no podrán ser menores a los valores indicados en la tabla 4 (valores mínimos).
<1>
8
MANEJO DE TUBERIAS LASTRADAS
El contratista deberá contar con suficiente experiencia en el manejo de la tubería lastrada, así mismo contar con el personal calificado, equipos e instrucciones de alta calidad para realizar esta actividad. El manejo de la tubería deberá realizarse por medio de correas, usando ganchos en los extremos de la tubería, y en ningún momento se deberá dañar el revestimiento, biseles, ánodos de sacrificio, recubrimiento contra la corrosión, etc. Todos los daños ocasionados pro un manejo inadecuado de la tubería deberán ser reparados por el contratista sin generar ningún costo adicional a ECOPETROL S.A. INGENIERÍAS PARA PROYECTOS TIPO A DE ECOPETROL VIT
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ALMACENAMIENTO DE TUBERIA LASTRADA
Después de fraguado el concreto (7 días aprox.), el almacenamiento de la tubería lastrada deberá efectuarse por medio de camas de tubería no mayor a 3 niveles de tubería si esta es menor a 16”, para tuberías de mayor diámetro, deberán agruparse por camas de dos niveles de tubería; la primera capa de tuberías deberá estar apoyada sobre una cama de arena, tierra, o cualquier otra base que suave y sin protuberancias que pueda dañar el concreto. 9.1
MARCADO DE LA TUBERIA LASTRADA
Para el marcado de la tubería se deberá indicar siguientes aspectos: -
Espesor del recubrimiento de concreto.
-
Peso de la tubería recubierta.
-
Longitud del tramo.
-
Fecha de producción.
-
Número de turno.
-
Número de control interno de proceso de lastrado.
La marcación de la tubería deberá efectuarse en uno de los extremos descubiertos de la tubería, usando una plantilla y pintura indeleble. 10
SISTEMA DE PROTECCION CATODICA
El contratista deberá prever, ya sea por inyección de corriente o por ánodo de sacrificio, las platinas de conexión de los ánodos de sacrificio. 11
ANEXOS
ANEXO 1 – 1000-00-STC-1460-43-1/1 “RECUBRIMIENTO EN CONCRETO PARA TUBOS” ANEXO 2 – DOL-GEN-10, Revisión 1, “Lastrado de tuberías en pasos subfluviales” – ECOPETROL S.A. ANEXO 3 – NIO 0909, Feb-97, “Lastrado de tuberías”– ECOPETROL S.A.
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DOL-GEN-10
LASTRADO DE TUBERIA EN PASOS SUBFLUVIALES
Rev. 1, sep-96 Hoja 1 de 3
humedad. El apilamiento se debe hacer en hileras en alturas que no sobrepasen los 10 sacos.
1 ALCANCE Y GENERALIDADES 1.1 Alcance. En este estándar se cubren los requerimientos mínimos para la instalación del revestimiento de concreto en tuberías para pasos subfluviales. Además se especifican los materiales y métodos que deben ser utilizados para el revestimiento de tubería. 1.2 ECOPETROL y Contratista. A lo largo de este estándar, "Contratista" es el encargado de las actividades contempladas en el alcance y "ECOPETROL" es la Empresa Colombiana de Petróleos o su representante autorizado.
2.1.3 Se prohibe el uso de concreto que lleve más de veinte (20) días de almacenado, o que por cualquier circunstancia presente evidencias de haber iniciado el fraguado. 2.1.4 Solo se aceptará cemento de calidad y características uniformes, por lo cual no se podrán utilizar cementos de distintas marcas en un mismo vaciado.
1.3 Referencias. Dentro de este estándar se hace referencia a los siguientes documentos:
2.2 En general los agregados grueso, arena y agua deben encontrarse limpios de impurezas orgánicas, ácidos, aceites, sulfatos, sustancias alcalinas, sales o cualquier sustancia que pueda deteriorar las características del concreto.
De Instituto Colombiano de Normas Técnicas: Normas ICONTEC : 121, 126, 127, 174, 175, 321, 550, 579.
2.3 Agregado Grueso. Los agregados a utilizar deben tener una gravedad especifica especifica mínima de 2.6.
De American Society for Testing and Materials: ASTM : C150, C33 - 56T.
2.3.1 En general la calidad de los agregados debe ajustarse a las normas que ha especificado ICONTEC 126, 127, 174, 175.
De la Presidencia de la República de Colombia: Decreto 1400 de 1984 - Código Colombiano Construcciones Sismo-Resistentes (CCCSR-84).
de
1.4 En el desarrollo de este estándar revestimiento hace referencia al revestimiento en concreto o lastrado de tubería. 1.5 El diseño y control de las mezclas de concreto se debe efectuar de acuerdo al CCCSR, secciones: C3, C4.1, C4.2, C4.4, C4.5. Además se deben tener en cuenta los tamaños máximos de agregados que pueden admitir las estructuras, los materiales disponibles y las condiciones y características de los equipos con que contratista cuenta para la elaboración y transporte de los concretos.
2.3.2 El agregado grueso se debe clasificar por lo menos en tres (3) grupos de tamaños, los cuales deben manejarse por separado. El contratista puede proponer los grupos de tamaños que se ajusten a la norma ICONTEC 174. Estos grupos y la combinación entre ellos deben ser aprobados por ECOPETROL. 2.3.3 Las partículas no deben tener forma de lajas ni deben ser alargadas sino aproximadamente esféricas o cúbicas. 2.4 Agua. Las fuentes de suministro de agua requieren aprobación de ECOPETROL, quién puede ordenar los ensayos que considere necesarios para su aceptación. 2.4.1 El pH no debe ser menor de 6 ni mayor a 8.
1.6 El contratista debe disponer de un sistema de producción de concretos consecuente con los programas de colocación de los mismos. Los equipos deben contar con características adecuadas para la correcta combinación y mezcla de los agregados, aditivos, agua y cemento para producir una mezcla dentro de los límites de calidad especificados.
2 MATERIALES 2.1 Cemento Portland. Debe estar conforme a la norma ASTM C150, Tipo II. 2.1.1 No debe almacenarse el cemento cerca a la zona de mezclado. 2.1.2 En caso de suministro de cemento en sacos, éstos se almacenarán en plataformas de madera que los separen del piso por lo menos 10 cm, para evitar la absorción de
2.5 Arena. A menos que se especifique lo contrario la arena debe cumplir las normas ICONTEC 174, 175, 579 complementadas con las normas ASTM C33-56T. C33-56T. 2.5.1 En general granulometría.
Tamiz
debe
ajustarse
a
la
% Retenido Acumulado
1/4"
0
No.4
10-20
No.8
20-40
No.16
30-60
No.30
50-75
No.50
70-90
No.100
90-100
siguiente
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LASTRADO DE TUBERIA EN PASOS SUBFLUVIALES
DOL-GEN-10 Rev. 1, sep-96 Hoja 2 de 3
2.5.2 El módulo de finura de la arena no debe ser menor que 2.3 ni mayor a 3.1
3.4 La malla de refuerzo debe ser en espiral alrededor de la tubería y debe tener un recubrimiento mínimo de 25 mm.
2.6 Refuerzo. El refuerzo longitudinal debe ser en alambre de acero de 6.0 mm de diámetro diámetro o su equivalente, equivalente, pretensado a 1.0 Ton.
3.5 Se debe instalar malla de refuerzo refuerzo en revestimientos con espesores entre 25 mm y 70 mm; la malla debe colocarse en el centro del revestimiento con una tolerancia de 6 mm.
2.6.1 La malla para el refuerzo transversal debe ser en alambre de calibre 13 (diámetro = 3.404 mm), con un paso de 6 cm. El alambre que se utilice en la fabricación de la malla debe cumplir como mínimo con los siguientes requisitos: -
-
Calidad : Acero dulce, galvanizado galvanizado en caliente (al Zinc puro) exento de defectos (Norma ASTM A90). 2 Tracción: Carga mínima a la rotura 42 Kg/mm . 2 Alargamiento: Bajo la carga carga de 42 Kg/mm el alargamiento de un fragmento de 10 cm debe ser de 8 a 12 mm. Elasticidad de la malla: Una sección rectangular de la malla de 2.0 m por 1.0 m debe resistir sin romperse una carga de 1.95 kg/cm 2.
2.7 Formaletas: Se deben emplear formaletas rígidas, inclusive en los extremos del tubo, con el fin de eliminar la utilización de “cubos de mortero” los cuales representan puntos débiles en el concreto de lastrado. La utilización de este tipo de formaletas permite dejar adecuadamente los “pelos” o terminales de alambre necesarios para realizar posteriormente el lastrado de las juntas. 2.8 En el momento de la fundición se deben utilizar vibradores mecánicos de alta frecuencia, con el propósito de eliminar las bolsas de aire y de esta forma evitar porosidad y hormigueros dentro del concreto. 2.9 Curado : Se recomienda realizar el curado del concreto por intercambio de calor, utilizando vapor de agua, el cual, si la formaleta lo permite puede ser inyectado a través de ella.
3 PROPIEDADES Y APLICACION 3.1 Propiedades Físicas: Todo concreto aplicado debe tener como mínimo una densidad de 2160 kg/m 3. Además, el concreto, debe cumplir con una resistencia a la 2 compresión a los 7 días de 210 Kg/cm . Por lo anterior sólo se podrá mover el tubo 7 días después de haber realizado la fundición del concreto. 3.2 La mezcla manualmente.
de
materiales
no
se
debe
realizar
3.3 La malla de refuerzo debe ubicarse previamente a la colocación del concreto; el refuerzo debe colocarse de manera continua a lo largo de la tubería.
Los revestimientos de mayor espesor requieren de 2 mallas de refuerzo, las cuales deben estar separadas equidistantemente cumpliendo con el recubrimiento mínimo. 3.6 El espesor efectivo del revestimiento en cualquier parte de la tubería, no debe ser menor a 0.80 veces el espesor teórico ni mayor a 1.2 veces el mismo espesor. 3.7 El manejo de la tubería una vez lastrada, debe realizarse utilizando pinzas o correas adecuadas y personal experimentado de tal forma que se garantice la durabilidad y acabados obtenidos durante su elaboración.
4 REPARACIONES El Contratista debe reparar el concreto dañado si la sección afectada se encuentra dentro de las siguientes clasificaciones: 4.1 Se debe reparar cualquier área afectada que se 2 encuentre por encima de 0.09 m , excepto si el área es 2 menor a 0.36 m y el espesor afectado es menor a 25% del espesor del recubrimiento. 4.2 Las reparaciones deben efectuarse removiendo la totalidad del concreto del área afectada hasta llegar al refuerzo, cualquier daño en el acero de refuerzo debe ser reparado. 4.3 Las orillas del área removida deben cortarse en forma de cuña, de tal forma que al colocar el nuevo material sirvan como seguro y ayuden a retenerlo. 4.4 La colocación del nuevo concreto debe evitar la presentación de bolsas de aire en las paredes del área removida. El concreto de de la reparación debe debe ser de las mismas características al originalmente aplicado, de tal forma que el revestimiento como tal tenga un comportamiento uniforme. 4.5 Pequeños agrietamientos longitudinales hasta de 30 cm de largo, cuyo ancho sea menor a 1/2 mm, no requieren reparación. 4.6 Deben repararse los agrietamientos circunferenciales que presenten más de 1 mm de ancho y se extiendan por más de 180 grados alrededor de la superficie. 4.7 Debe repararse cualquier agrietamiento longitudinal que sea superior a 30 cm de largo.
Estándares de Ingeniería
DOL-GEN-10
LASTRADO DE TUBERIA EN PASOS SUBFLUVIALES 5 INSPECCIONES
Rev. 1, sep-96 Hoja 3 de 3
5.2.5 ECOPETROL considere que es imposible una satisfactoria reparación para el recubrimiento que se ha dañado.
5.1 Deben tomarse muestras para el ensayo de compresión y de densidad por lo menos cada 200 m de tubería revestida. Se deben tomar como mínimo 2 muestras por cada día de trabajo en el revestimiento de tubería.
5.2.6 Se detecte empleados.
5.2 En caso de que sea necesario reemplazar el revestimiento de la tubería, esta actividad es de exclusiva cuenta del contratista y por lo tanto no genera sobrecosto para ECOPETROL.
5.2.7 Se detecte cualquier deficiencia de equipos, materiales, o mano de obra que a juicio de ECOPETROL puedan causar detrimento de las condiciones finales del revestimiento.
El revestimiento debe ser reemplazado cuando:
5.2.8 Ocurran fallas del concreto debido a esfuerzos de trabajo.
cualquier
falla
en
los
materiales
5.2.1 La densidad del concreto o su resistencia se encuentre por debajo de los límites mínimos permisibles.
6 LONGITUDES DE LASTRADO
5.2.2 El ancho del revestimiento no cumpla con las tolerancias especificadas.
6.1 La longitud del lastrado depende del diámetro de la tubería y del espesor del revestimiento de concreto.
5.2.3 El espesor del revestimiento no cumpla con las tolerancias especificadas.
El cuadro que se muestra a continuación presenta las longitudes mínimas aceptadas por ECOPETROL para el lastrado de tuberías.
5.2.4 La malla de refuerzo no se coloca adecuadamente.
ESPESORES DE TUBERIA ( t ) t < 0.250
0.250< t <0.438
DIAM ET RO
0.438< t <0.688
0.688< t <0.875
ESPESORES DEL REV ESTIM IENTO DE CONCRETO
4"
4"
4"
4"
NOM INAL [IN]
2" [cm/ m]
3" [cm/ m]
[cm/ m]
2" [cm/ m]
3" [cm/ m]
[cm/ m]
2" [cm/ m]
3" [cm/ m]
[cm/ m]
2" [cm/ m]
3" [cm/ m]
[cm/ m]
2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 30 36
5 10 15 25 35 45 60 65 75 85 95 NA NA NA
5 5 10 20 25 30 40 45 50 60 65 80 100 NA
5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 75 90
5 15 25 35 40 55 65 75 95 NA NA
5 10 20 25 30 35 45 50 65 85 NA
5 10 15 20 25 30 35 40 50 65 80
5 15 20 30 40 50 70 100 NA
5 10 15 20 30 35 50 70 90
5 10 10 15 20 25 35 55 70
NR 10 20 40 70 100
NR 10 15 30 50 70
NR 5 10 20 40 55
TABLA TABLA No. 1 Lon Longitudes gitudes Mínimas para el lastrado lastrado de tubería. NOTAS: 1. Los valores indicados corresponden al número de centímetros de revestimiento necesarios, por metro de tubería sumergida. NR = No requiere revestimiento. NA = Requiere de un revestimiento de mayor espesor.
Normas de Ingeniería de Oleoductos
LASTRADO DE TUBERÍA
NIO-0909 Feb-97 Hoja 1 de 1
1 ALCANCE
4 PROCEDIMIENTO
Esta norma reglamenta el lastrado de tubería y la fabricación e instalación de silletas de contrapeso.
4.1 Se debe utilizar una formaleta conveniente para fundir una capa de concreto alrededor del tubo de un espesor mínimo de 5 cm de acuerdo con el diseño respectivo, de manera que se cuente con un factor de seguridad a la flotación de 1.20.
2 REFERENCIAS En esta norma se hace referencia al siguiente documento de Ecopetrol: NIO-0810, Concretos.
3 REQUISITOS 3.1 la tubería lastrada con concreto debe colocarse en los cruces especiales donde exista la posibilidad de someter el tubo a fenómenos de abrasión o impacto, o donde se pueda presentar flotación de la tubería, tal como en los pasos subfluviales o en las zonas pantanosas permanentes o en los sitios que indique ECOPETROL; eventualmente se pueden utilizar silletas de contrapeso. Si el Contratista estima que es necesario lastrar la tubería en otras zonas, debe solicitar autorización por escrito a ECOPETROL. 3.2 El Contratista debe presentar para su aprobación un plan de trabajo en cada caso particular que requiera lastrar la tubería. ECOPETROL aprueba, con base en dicho plan, la instalación, así como las condiciones especiales de manejo de la tubería que juzgue necesario con el fin de evitar esfuerzos excesivos en la misma. 3.3 Se debe hacer una prueba de hermeticidad con aire comprimido o una prueba hidrostática de estos tramos de tubería antes de bajar la tubería, sin eliminar de ninguna manera la prueba hidrostática final para la aceptación del conjunto.
4.2 El diseño de las silletas debe garantizar el factor de seguridad de 1.20 a la flotación, con un espaciamiento entre centros de silletas de 6.0 m. 4.3 El concreto debe proporcionar una resistencia a la compresión mínima de 210 kg/cm² y debe estar reforzado con malla electrosolda BW 10 y varillas de acero, de 3/8" de diámetro, separadas 20 cm como máximo. El concreto y el refuerzo que se utilicen deben cumplir con las indicaciones dadas en la norma NIO-0810. 4.6 Las características del lastrado con concreto se muestran en la figura 1.
5 MEDIDA Y PAGO 5.1 En pasos subfluviales, el precio del lastrado de tubería se incluye en el ítem correspondiente. En el paso por zonas inundables, el lastrado se mide y paga por metro lineal, con aproximación al primer decimal de tubería instalada. Las silletas de contrapeso se miden y pagan por unidad. 5.2 El precio unitario debe incluir los costos de correspondientes a suministro de materiales, combustibles, equipos, herramientas, transportes, mano de obra y en general cualquier costo relacionado con la completa ejecución de los trabajos.
Concreto de 3000 psi
Malla
Varillas de acero (3/8”) separadas 20 cm como máximo
Protección contra la corrosión según NIO-0701
Tubería
Figura 1, Lastrado de tubería
