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PROCEDIMIENTO PARA MANTENIMIENTO DE LOS

SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA PORCORRIENTE IMPRESA EN TUBERÍAS TERRESTRES

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GERENCIA DE MANTENIMIENTO Y LOGÍSTICA

FECHA: JULIO / 2001

VERSIÓN: PRIMERA

EXPLORACI N Y PRODUCCI N

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MANUAL DE PROCEDIMIENTOS

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JULIO/2001 REVISI N: CERO

EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

PROCEDIMIENTO PARA MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DEPROTECCIÓN CATÓDICA POR CORRIENTE IMPRESA

EN TUBERÍAS TERRESTRES.

HOJA DE AUTORIZACIÓN

PROPONE:

__________________________________________

ING. LUIS PINEDA FONSECAGERENTE MANTENIMIENTO Y LOGISTICA

REGION NORTE

CONFORME CONFORME

ING. MACLOVIO YAÑEZ MONDRAGONSUBDIRECTOR REGIÓN NORTE

ING. SILVANO TORRES XOLIOAUDITOR DE SEGURIDAD INDUSTRIAL

Y PROTECCION AMBIENTAL

AUTORIZA:

ING. JOSÉ ANTONIO CEBALLOSDIRECTOR DE PEMEX EXPLORACION

Y PRODUCCION

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Proponen :

En la elaboración del presente procedimiento participaron los

Integrantes del grupo SIASPA Región – Sede del Elemento 17

Integridad Mecánica, junto con su grupo de trabajo, contando con el

aval de los Gerentes de sus respectivas áreas.

REGION SUR

M. en I. LUIS A. CABRERA PUJOL

ING. FRANCISCO FERNANDEZ LAGOS

REGION NORTE

ING. LUIS PINEDA FONSECA

ING. EFREN M. CALVA CHAVARRIA

REGION MARINA SUROESTE

ING. JUAN A. HERNANDEZ CARRERA

ING. VICTOR M. RODRIGUEZ CHIQUITO

REGION MARINA NORESTE

ING. ALEJANDRO PEÑA CALDERON

ING. FRANKLIN ULIN JIMENEZ

SEDE

ING. J. LUIS FERNADEZ CADO

ING. ALFONSO LUCAS

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TABLA DE CONTENIDO

Página

1. OBJETIVO 5

2. ÁMBITO DE APLICACIÓN 5

3. REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN 5

4. MARCO NORMATIVO 5

5. DEFINICIONES 6

6. DESARROLLO 10

7.-DIAGRAMA DE FLUJO 27

8.- ANEXOS 46

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1. OBJETIVO

Establecer y proporcionar un procedimiento que deben seguir las áreas demantenimiento de Pemex Exploración y Producción para el mantenimiento de lossistemas de protección catódica por corriente impresa en tuberías terrestres, a fin

de proveer a los ductos de una protección catódica constante dentro de losparámetros establecidos y hacer frente a los ataques corrosivos del medio en elcual se encuentran alojados, evitando las fallas por corrosión en las tuberías.

2. ÁMBITO DE APLICACIÓN

Este documento es de observancia general y obligatoria en todas las áreas demantenimiento Pemex Exploración y Producción que proporcionen elmantenimiento a los sistemas instalados en tuberías terrestres.

3. REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN

Las sugerencias para la revisión y actualización de este documento deben serenviadas a la Gerencia de Mantenimiento y Logística, R.N., quien realizará laactualización de acuerdo a la procedencia de la misma.

Cualquier organización o grupo de trabajo de Pemex Exploración y Producción quesea usuario de este documento podrá sugerir y recomendar modificaciones y/oactualizaciones del mismo, de acuerdo a lo indicado en el párrafo anterior.

Este documento se revisará y actualizará cada cinco años o antes si las

sugerencias o recomendaciones de cambio lo justifican.

4. MARCO NORMATIVO

?? Manual del Sistema Integral de Administración de la Seguridad y la Protección Ambiental (SIASPA) octubre de 1998.

?? Norma Pemex No.2.413.01 “Sistemas de Protección Catódica”

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?? Norma Pemex No.3.413.0 Instalación de sistemas de Protección Catódica”

?? Norma Pemex No.3.251.01 “Instalación de subestaciones de baja potencia.”

?? Norma Pemex No.3.374.01 “Sistemas de transporte de petróleo por tuberías.

?? Norma Pemex No.2.411.01 “Sistemas de protección anticorrosiva”

??Norma Pemex No.3.411.01 “Aplicación de recubrimientos para protecciónanticorrosiva”.

?? Norma Pemex No.2.421.01 “Sistemas de transporte y recolección dehidrocarburos”

?? Norma Pemex No.4.411.01 “Recubrimientos para protección anticorrosiva”

?? Estándares Nace (National Association of Corrosion Engineers)

?? RP0169-83 Control of external corrosion on underground or submergedmetallic piping systems.

?? RP70572-85 Desing, installation, operation and mantenance of impreseo current

deed graoud beds.

?? RP0177-83 Mitigation of alternating current and lighting efects on metallicstructures and corrosion control sistems.

?? RP0274-93 High voltage electrical inspeccion of pipeline coating prior toinstallation.

?? International Rectifier Corporation The controlled rectifier Vol.1

?? Silicon controlled rectifier manual

?? West Virginia University. Bulletin No.72 engineering experimento station(rectifier units for cathodic protectión, rectifier maintenance).

5. DEFINICIONES

?? Corrosión: Es la destrucción de un material, generalmente un metal debido a lareacción con el medio que lo rodea.

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?? Protección catódica: Es una técnica de control que detiene o reduce la corrosión

de un metal en contacto con un electrólito, obligando al metal a actuar como cátodo(razón por la cual se conoce a este proceso como protección catódica), mediante elpaso de una corriente de electrones proveniente de un ánodo. Existenprocedimientos para realizar la protección catódica: con ánodos galvánicos desacrificio ( o simplemente ánodos de sacrificio) y por corriente impresa.

?? Electrólito: Es un conductor iónico de corriente directa, en este caso se refiere al

subsuelo o al agua en contacto con una estructura metálica enterrada o sumergida.

?? Corriente: Es la velocidad de flujo de la carga eléctrica mediante electrones oiones, esto es corriente eléctrica o iónica. En los metales, la corriente es a travésde electrones y en el electrolito por medio de iones. La unidad básica de lacorriente eléctrica es el ampere. Un ampere se define como la velocidad de flujo deuna carga de un coulomb por segundo. Por lo tanto, la cantidad total de electricidaden coulombios, que pasa por cualquier punto de un circuito eléctrico es el productode la corriente en amperes y del tiempo en segundos.

?? Protección catódica por corriente impresa: Es un sistema que requiere de unafuente de corriente directa y un electrodo auxiliar (ánodo), situado a cierta distanciade la estructura a proteger. La terminal positiva de la fuente de corriente directa seconecta al ánodo y la terminal negativa al tubo a proteger; de este modo lacorriente fluye del ánodo a través del electrolito a la tubería.

?? Potencial: Es la diferencia de tensión entre una estructura metálica enterrados osumergida y un electrodo de referencia en contacto con el electrolito. Cuandoexiste una diferencia de potencial en los dos extremos de un material conductor,fluye a través de éste una corriente eléctrica. La unidad de medición que se utiliza

para el potencial es el volt.

?? Medición de potencial: Se usa para evaluar un problema de corrosión en una

tubería enterrada antes de que se aplique el sistema de protección y paradeterminar después el grado de protección aplicado, utilizando un electrodo dereferencia.

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?? Electrodo de Cobre - Sulfato de Cobre (Cu-CuSO4): Es un electrodo dereferencia utilizado universalmente para medición de potenciales en tuberíasenterradas y consiste de una pieza de cobre sumergida en una solución saturadade sulfato de cobre, la que hace contacto con el electrolito (suelo), mediante untapón poroso humedecido con la solución.

?? Potencial de protección: Se considera que una estructura de acero (tubería) se

encuentra protegida catódicamente, cuando su potencial medido con respecto a unelectrodo de cobre - sulfato de cobre (Cu-CuSO4), es no menor de –0.85 volts.

?? Resistividad: Es la resistencia eléctrica específica de un terreno, se expresa enonms-cm. Esta medición se usa para determinar la corrosividad relativa del suelo yse requiere para diseñar los sistemas de protección catódica. La corrosividad de unterreno está determinada principalmente por su grado de humedad y contenido desales.

?? Dispositivo Anódico: Es un arreglo metálico (lecho o cama), enterrado osumergido que se utiliza como ánodo en sistemas de protección catódica. Para elsistema a base de corriente impresa, generalmente se utilizan barras de grafito,fierro - silicio, chatarra de hierro, etc.

?? Rectificador: Es un dispositivo utilizado en sistemas de protección catódica porcorriente impresa, que convierte la corriente alterna en corriente directa. Estaconversión es necesaria porque todos los sistemas de protección catódica usancorriente directa.

?? Transformador: Se emplea para transferir energía eléctrica de un circuito de

corriente alterna a otro circuito de corriente alterna también, sin cambiar lafrecuencia pero cambiando el voltaje.

?? Pararrayos:- Es un conductor metálico a través del cual la corriente viaja cuando

se presenta una variación de voltaje de gran magnitud. Generalmente es el primercomponente de un rectificador de corriente.

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?? Interruptor de circuito:- Es un switch mecánico con un elemento térmico o

magnético para dispararlo. Está diseñado de manera que ante una corrienteexcesiva a través del elemento, los contactos mecánicos se abren.

?? Banco de rectificación.- Es un dispositivo que cambia la corriente alterna encorriente directa, invirtiendo alternativamente la mitad de las ondas de la corriente

alterna y haciéndolas eléctricamente unidireccionales, esto se logra condispositivos llamados diodos, que son semiconductores de germanio, selenio osilicio.

?? Fusibles:- Es un elemento metálico de bajo punto de fusión, diseñado paraconducir una corriente específica. Cuando la corriente es mayor de la especificadase produce un calentamiento excesivo, el cual funde el metal y abre el circuito queestá bajo protección.

?? Shunt:- Es una resistencia de valor conocido y generalmente pequeño, la cual

permite obtener diferencias de potencial fijas, cuando es insertada en un circuito

que transporta carga.

?? Vacistor:- Es una resistencia controlada por tensión. Este término se aplica a los

dispositivos que disipan energía en un sólido.

?? Soldadura por aluminotermia:- Se utiliza para soldar conductores eléctricos aestructuras metálicas (tuberías), consiste de una mezcla pulverizada de óxido decobre, aluminio y pólvora que se activa mediante una chispa.

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LUBRICACION DE VALVULAS


EN TUBERÍAS TERRESTRES


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DEPENDENCIA DESCRIPCI N DE ACTIVIDADES FORMAS

6.- DESARROLLO.

6.1.- Antecedentes:

Uno de los sistemas utilizados para prevenir y controlar la

corrosión de las estructuras enterradas o sumergidas, esla protección catódica por medio de corriente impresa,consiste en imprimir corriente directa al circuito formadopor la estructura a proteger, el lecho anódico y el cableadoa través de una fuente externa, generalmente unrectificador de corriente alterna. La corrosión se reducecuando la corriente es de magnitud suficiente y estádistribuida apropiadamente.

En la figura No.1 del anexo 1, se muestra el arreglogeneral de un sistema de protección catódica por corriente

impresa.

El rectificador es un aparato eléctrico relativamente simple,su función primaria es la conversión de corriente alterna(C.A.) a corriente directa (C.D.). Esta conversión esnecesaria porque todos los sistemas de proteccióncatódica utilizan corriente directa y la energía eléctrica casisiempre se transmite como corriente alterna. Por ello si laenergía eléctrica que se va a usar en el sistema deprotección catódica, procede de una compañía generadora(CFE), entonces esa energía debe convertirse paraadecuarse a los requerimientos del sistema.

Si la energía eléctrica a utilizar procede de líneas de altatensión se requiere de una subestación eléctrica queconsta básicamente de:

?? Transformador de bajada para reducir el alto voltajede la línea, al voltaje de operación del rectificador.

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?? Cuchillas desconectadoras,

?? Protecciones: corto circuito, fusibles, apartarrayos.

?? Herrajes.

?? Poste.

En la figura No. 2 del anexo 1, se representa la conexióndel sistema de protección catódica excluyendotransformador de bajada.

Generalmente el rectificador que se utiliza en los sistemasde protección catódica debe operar continuamente, 24horas al día, por largos periodos de tiempo, bajo diversascondiciones ambientales y en ocasiones en lugaresremotos.

A pesar de que un rectificador requiere de muy poca

atención y mantenimiento, ya que carece de partesmóviles y sus componentes están diseñados para unalarga duración, es necesario efectuar algunas prácticassimples de mantenimiento que ayuden a conservarlo enóptimas condiciones de trabajo y evitar la corrección defallas.

Otros componentes del sistema de protección catódicaque requieren de un mínimo mantenimiento son:

?? El lecho anódico utilizado en protección catódica por

corriente impresa, generalmente está compuestopor ánodos de grafito o de fierro fundido con altocontenido de silicio.

?? Los calibres y tipos de forro de los conductoreseléctricos que intervienen en el sistema deprotección catódica los cuales han sidoseleccionados de acuerdo a su resistencia ycapacidad de conducción de corriente.

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?? Los conectores y conexiones para los ánodosinertes los cuales deben ser correctamenteaislados.

?? La soldadura por aluminotermia utilizada para lasconexiones siguientes:

?? Entre el elemento de medición del poste deregistro y la estructura a proteger.

?? Entre el cable catódico y la estructura a proteger.

A las cuales se les aplica una “carga” que esta enfunción del calibre del conductor, realizandotambién un resane y aislamiento de la conexión conresinas epóxicas de altos sólidos o cementosmonolíticos antiácidos.

?? Postes de registro los cuales además de indicar la

trayectoria y localización de la estructura metálica(tubo) a proteger, sirven para medir el potencial deestructura al suelo (electrolito) y evaluar el alcance ygrado de protección aplicado a través del sistemapor corriente impresa.

6.2.- Responsables.

Supervisor de Pemex Exploración y Producción.-Determinar de acuerdo a los reportes de inspecciónobtenidos, los trabajos de mantenimiento que se realizaron

a los componentes del sistema de protección catódica porcorriente impresa, instalados en tuberías terrestres.

Llevar un registro de todos los mantenimientosproporcionados a cada sistema de protección y analizarlas posibles causas que los ocasionan, para optimizar elsistema.

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Contratista.

Identificar correctamente cada uno de los componentesdel sistema de protección catódica por corriente impresa.

Proporcionar el equipo necesario y en buenas condicionesde operación para realizar el mantenimiento solicitado y elmaterial nuevo requerido de acuerdo a las característicasestablecidas en el contrato.

Registrar en el formato 1 del anexo 2, la informaciónrecopilada durante el mantenimiento efectuado y en casonecesario anexar un croquis explicativo, reportar tambiéntodas las anomalías que se presenten en la ejecución delos trabajos.

Seguir las instrucciones de seguridad indicadas en anexo3 de este procedimiento.

6.3.- Equipo y personal requerido.

Multímetro adecuado para leer voltajes de C.A. y C.D. ycorriente hasta de 10 amperes, este medidor debeemplearse también para medir resistencia y paradeterminar si hay “cortos circuitos” o “circuitos abiertos”.Lote de herramienta para electricista y cables de medicióny prueba.

Se requiere para realizar los trabajos de mantenimiento,de los sistemas de protección catódica por corrienteimpresa, de una persona con amplios conocimientos sobreelectricidad, esto significa que puede realizarlo uningeniero o un técnico altamente capacitado en esta área yayudante.

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6.4.- Procedimientos.

Los procedimientos que se describen en este documento,se refieren principalmente al mantenimiento correctivo quese realizan a los sistemas de protección catódica por

corriente impresa, puesto que en los procedimientos deinspección se llevan a cabo algunas actividades delmantenimiento preventivo.

6.4.1.- Mantenimiento a transformador de bajada.

Si en la operación del sistema de protección catódica sedetecta la falta de energía al rectificador, se debe revisarque las cuchillas de alta tensión se encuentren cerrando elcircuito, si es así se debe revisar el fusible instalado en elinterruptor termomagnético si está dañado se cambia por

otro de las mismas características. Si la falla persistesolicitar mediante una orden de servicio, la intervencióndel área eléctrica.

En este procedimiento no se incluye el mantenimiento deltransformador de bajada, que si bien forma parte delsistema de protección catódica por corriente impresa, estáconsiderado en los procedimientos de mantenimientopreventivo y correctivo a transformadores de alta y bajatensión.

6.4.2.- Mantenimiento a rectificador.

Un rectificador de corriente directa, para proteccióncatódica está integrado por lo siguiente:

??Transformador.

??Circuito o banco de rectificación.

??Interruptores de circuito.

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??Varistores.

??Cableado.

??Instrumentos de medición.

??Sistema de enfriamiento.

6.4.2.1:- Transformador.

La parte esencial de un transformador, sin duda es elcircuito electromagnético, el cual está formado por 2grupos de bobinas: bobinas del devanado primario ybobinas del devanado secundario, las cuales pueden estarseparadas o sobre puestas.

El transformador no es muy propenso a fallar, pero losrayos o un aislamiento inadecuado pueden ser la causa deun mal funcionamiento del mismo.

Si hay un “corto” en cualquiera de los dos embobinados, elresultado será una corriente excesiva a través de losmismos, lo que eventualmente provocará una falla deltransformador.

Cuando existe un reporte de falla de transformador sedebe revisar lo siguiente antes de proceder a sureparación.

1.- Verificar si se aplica el voltaje de C.A. de la línea

al primario.

2.- Si no hay voltaje en el secundario, verificar si hayun zumbido audible que provenga del transformador.Si es así, el primario está operando pero elsecundario probablemente está abierto. Si no es así,el primario está abierto.

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3.- Para verificar lo anterior, se debe aislar eltransformador y checar las resistencia de losalambrados con un óhmetro (multímetro). Elalambrado primario debe tener una resistencia de 1 a10 ohms. El alambrado secundario debe tener 1 ohm

o menos.

4.- Si una o ambas resistencias son altas, elalambrado particular, efectivamente está en circuitoabierto y el transformador debe ser reparado oreemplazado. Se debe estar seguro que unaresistencia alta se encuentre en el alambrado y no enalguna base de las conexiones.

Si el alambrado secundario está abierto en una posiciónde los taps diferente a la que se está utilizando, el

transformador puede utilizarse dentro del rango devoltaje que excluya la posición donde se encuentraabierto.

Para verificar que el transformador sea el adecuado, esconveniente asegurarse que el voltaje de C.A. máximoobtenido en el secundario sea menos 1.2 veces elvoltaje de C.D. de salida especificada, para equipos deuna fase y 0.8 veces para equipos de tres fases.

6.4.2.2.- Circuito o Banco Rectificador.

La conversión de la corriente alterna a corriente directase le conoce como rectificación y se logra condispositivos llamados diodos, los cuales son fabricadoscon materiales semiconductores, siendo el Germanio yel Silicio los más comúnmente empleados en laactualidad.

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Si se ha detectado una falla en los diodos se debe llevara cabo lo siguiente:

1.- Utilizar el multímetro de C.A. para ver si hayvoltaje aplicado a los bancos de rectificación. Si es

así, los bancos pueden estar en circuito abierto ydeben verificar.

2.- Desconectar los taps del transformador y lasterminales de salida del banco de rectificación.

3.- Verificar los diodos, conectando un óhmetro (elmultímetro puede ser utilizado como óhmetro) en lasterminales de salida del banco de rectificación. Si seutilizan arreglos de diodos en paralelo, un buenfuncionamiento del bando de rectificación. Si se

utilizan arreglos de diodos en paralelo, un buenfuncionamiento del banco de rectificación indicavalores bajos de resistencia en una dirección, yvalores altos al invertir las terminales del medidor deresistencia.

4- Si las lecturas que se obtienen al conectar lasterminales del medidor de resistencia en ambasdirecciones son las mismas, significa un malfuncionamiento de los diodos del bando derectificación.

5.- Cuando se utilizan bancos de silicio, desconectarcada uno de los diodos y veificar individualmente laresistencia hacia “adelante” y al “bloqueo”. Un diodoen buenas condiciones deberá teneraproximadamente 5 ohms de resistencia en ladirección hacia “adelante” y 500 ohms en la direccióncontraria.

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6.-Cuando se utilizan bancos de selenio, se debemedir el voltaje en las terminales de C.D. del banco.Una diferencia del 20% o más con respecto al voltajede C.A. en la entrada del banco, indica que losdiodos están en condición de “envejecimiento” y

deben ser reemplazados.

6.4.2.3.- Interruptores de circuito.

Cuando un interruptor de circuito está disparado, debehacerse lo siguiente:

1.- Si aparentemente se debe a cargas estáticas, sereduce ligeramente la salida.

2.- Si los interruptores se disparan repetidamente aún

cuando la salida se haya reducido, la causa puedeser un corto circuito en algún componente, el cualdebe aislarse y repararse o sustituirse.

3.- Si el interruptor se dispara ocasionalmente sinuna razón obvia, la causa puede ser:

?? Sobrecargas temporales debidas a cambios dehumedad en el suelo.

?? Variaciones en el voltaje de la línea o conexionesincorrectas al voltaje de la línea, por lo que se

debe ajustar el rectificador para su operación enel voltaje de la línea adecuado.

?? Cortos circuitos intermitentes: aislar elcomponente como ha sido descrito y verificarconexiones sueltas.

?? Debido a que los interruptores térmicos puedenser afectados por el calor del sol, esrecomendable instalar una sombra.

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?? Cuando el interruptor se dispara, puede serconsecuencia de un fusible fundido.

?? Para reemplazarlo aislar el bando de rectificacióndel resto del circuito de C.D. quitando uno de loscables de C.D. en el punto (H) o en el punto (J)

ver figuras 4 y 5 del anexo 1 de esteprocedimiento.

?? Cambiar fusible dañado por otro de las mismascaracterísticas.

6.4.2.4.- Varistores o disparadores de calor.

Los varistores son elementos que tienen la capacidad deabsorber y disipar energía en los circuitos electrónicos. Enun rectificador, normalmente se colocan en la línea dealimentación, como se muestra en la figura 6 del anexo 1

de este procedimiento, aunque en ocasiones se colocantambién para proteger el embobinado secundario deltransformador.

Cuando el varistor se somete a corrientes continuasexcesivas, usualmente falla con una resistencia muy baja.Sin embargo, si se “vuela” con los pulsos excesivos decorriente, puede romperse y quedar en circuito abierto. Asímismo, los varistores también pueden degradarse cuandose someten a corrientes transitorias.

Para determinar el estado de los varistores, se debe medirel valor de tensión entre sus terminales y compararlo conel valor pico de tensión.

Normalmente, el fin de la vida útil del varistor se especificacuando el valor pico de tensión entre sus terminales, hacambiado + 10%.

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6.4.2.5.- Cables dañados.

Cuando existe una falla que pudo haber sido originada porcables dañados, se deben revisar los siguientes puntos(Referirse a figuras 4 y 5 del anexo 1 de este

procedimiento):

1.- Verificar la entrada en los taps selectores devoltaje de línea (Punto C) para ver si no hayconexiones sueltas.

2.- Cuando los interruptores se disparan indicando uncorto circuito, el transformador puede aislarse delcircuito de C.D. quitando los taps del secundario(puntos D y E). Si el corto circuito persiste, significaque éste no está en el transformador pero puede

estar en el circuito de C.D.

3.- Si hay voltaje de C.A. en el secundario deltransformador pero no en las terminales de C.A. delbanco, verificar los cables desde el transformadorhasta el banco como sigue: colocar los cables de unvoltímetro de C.A. entre el punto (D) en el secundariodel transformador y el punto (G) en el banco derectificación. Si no hay voltaje, probablemente elcable está abierto entre los puntos (E) y (G).Verifique midiendo el voltaje C.A: entre los puntos (E)y (F). Si hay voltaje entre esos puntos, el circuito estáabierto entre los puntos (E) y (G). Reemplazar elcable defectuoso.

4.- Si hay voltaje de C.D. en el banco de rectificaciónpero no en las terminales de salida del rectificador,verificar si hay conexiones sueltas o cables abiertosentre los puntos (J) y (L) o entre los puntos (H) y (K)

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Esto puede hacerse midiendo el voltaje de C.D. entrelos puntos (J) y (K) o entre los puntos (H) y (L).

5.- Si hay voltaje en las terminales de salida delrectificador pero no está fluyendo corriente, uno de

los cables de C.D. externos está abierto.

6.4.2.6.-

Un rectificador tiene aparatos que permiten conocer elvoltaje y corriente que está demandando la carga, con elpropósito de hacer las correcciones necesarias que elsistema de protección catódica demande. El potencial semide con el voltímetro e indica el voltaje de corrientecontinúa y el amperímetro indica la corriente que estáconsumiendo el sistema.

Los medidores que generalmente se usan, consistenfundamentalmente de las siguientes partes:

?? Imán permanente en forma de herradura.

?? Núcleo redondo de hierro que va colocado entre lospolos magnéticos del imán.

?? Mecanismo giratorio que incluye:

?? Una bobina de poco peso.

?? Indice o aguja unido mecánicamente a la bobina.

?? Dos muelles en espiral para volver la aguja a

posición cero.?? Escala calibrada.

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Cuando se detecta que el amperímetro indica cero, elproblema no siempre está en la misma unidad delrectificador. Si se encuentra que hay voltaje de salida enlas terminales de la unidad, pero la corriente es cero, elproblema está en la cama anódica del circuito externo de

la unidad. Antes de llegar a esta conclusión elamperímetro debe verificarse insertando otro amperímetroen el conductor a la cama.

Si ambos amperímetros y voltímetros en el rectificadorindican cero, primero asegurarse que el switch está en“on”.

Después verificar si hay voltaje de A.C. en las terminalesde entrada a la unidad, si no hay voltaje A.C., verificar la

A.C. de la línea y la A.C. del switch en la línea. Si hay un

fusible en la línea, se debe verificar. Si el fusible estáquemado y al reemplazarlo también se quema, hay cortocircuito. Si desconecta los cables de salida y no se corrigeel problema el corto circuito está en la unidad.

Generalmente si se detecta falla en los instrumentos demedición estos son reemplazados por nuevos.

6.4.2.7.- Sistemas de enfriamiento.

Es muy importante que los rectificadores tengan unsistema de enfriamiento adecuado, por lo que se debenproteger de cualquier fuente que irradie calor o que circuleaire o gases calientes, así como también de edificios omáquinas que tenga descargas corrosivas que pudieranatacar la unidad.

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En las unidades que utilizan enfriamiento con aire, estetipo de rectificadores tiene un número suficiente de rejillasque permiten la circulación libre de aire dentro delgabinete: existe una abertura en la parte de abajo y otrasen forma de persiana en la parte superior. Es importante

que el banco de rectificación se localice en la parte inferioro en la parte más fría y colocado de tal forma que el flujonormal de aire de enfriamiento viaje en el mismo planoque el de las celdas del rectificador.

Por tal motivo, una de las medidas más importantes delmantenimiento preventivo es mantener libre de polvo ybasura esta rejillas, para que el enfriamiento seaadecuado.

Los rectificadores enfriados con aceite irradian calor a

través del recipiente que lo contiene, por lo que se deberápermitir que esta radiación tenga lugar. La efectividad enla disipación de calor que se genera en un rectificadordepende casi enteramente de la construcción del gabinete.

Verificar el nivel del aceite de acuerdo a los indicadores denivel y adicionar, si se requiere. El aceite debe cambiarsedependiendo de los resultados de la prueba de resistenciadieléctrica.

6.4.2.8.- Mantenimiento general.

Limpieza de terminales.

Debido a que el rectificador generalmente se encuentraexpuesto a la acumulación de polvo y basura, esrecomendable una limpieza de cada una de las partes delsistema de rectificación.

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Por lo anterior, durante el mantenimiento se debe limpiarperfectamente las terminales del rectificador ya quecuando están sucias, oponen mayor resistencia al paso decorriente, generando con ello, un consumo mayor al quese requiere para proteger las estructuras.

Desoxidantes.

Debido a que en el circuito de protección catódica porcorriente impresa se presenta un flujo de corriente, enalgunos elementos se llevan a cabo reaccioneselectroquímicas de reducción – oxidación.

Es necesario evitar al máximo el desarrollo de estasreacciones, por lo que debe aplicarse desoxidantes en lospuntos en los cuales se presentan.

Generalmente la aparición de oxidación se lleva a cabo enelementos donde se encuentran diferentes materiales encontacto (par galvánico), tales como terminales o unionesde cables.

Recubrimiento anticorrosivo.

La apariencia de un rectificador es un aspecto quetambién se cuida mucho. La mayoría de los gabinetestienen un acabado de una o más capas de recubrimientoanticorrosivo que asegura muchos años de servicio.

Sin embargo, un programa de mantenimiento debecontemplar la aplicación de pintura anticorrosiva, la cualdeberá aplicarse de acuerdo a los “procedimientosnormales” establecidos para el recubrimiento exterior deequipo eléctrico.

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Si la unidad es del tipo que utiliza enfriamiento con airedeben tomarse precauciones con la pintura en las rejillaspor donde circula el aire con el fin de asegurarse de queésta no obstruya la circulación de aire.

Debe evitarse recubrir el gabinete con mastique orecubrimientos que de un gran espesor, ya que lo aíslandel exterior haciendo que se mantenga cliente por dentro,lo que puede dañar los componentes que ahí se localizan.

6.4.3.- Mantenimiento a camas anódicas.

Los ánodos utilizados en sistemas de protección catódica,generalmente son instalados en forma permanente y norequieren de mantenimiento.

Estos ánodos deben ser revisados únicamente cuando se

tenga la seguridad de una falla en el lecho anódico yreemplazarse cuando el tiempo de vida útil, para el cualfueron diseñados, ha concluido.

Sin embargo cuando la cama anódica está reciéninstalada y detecta que la salida de corriente y voltaje delrectificador son los indicados, pero no existe protección enla tubería, se requiere verificar las conexiones entreánodos

6.4.4.- Conductores anódico y catódico.

Los cables que se conectan del rectificador a las ánodos ya las estructuras a proteger, normalmente se encuentranenterrados o sumergidos en un medio electrolítico. Poresta razón, se debe utilizar un aislamiento de alta calidad,y todas las conexiones deberán sellarse con muchocuidado, ya que estos cables se entierran casi siempre deforma permanente.

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Cuando se pretende revisar la funcionalidad de un lechoanódico, se debe verificar que exista un buen contactoeléctrico de los cables de los dispositivos anódicos y de laestructura a proteger con el rectificador, ya que se puedepresentar un consumo innecesario de corriente.

En lo referente a los tramos de cables que estánenterrados o sumergidos, sólo se deben revisar cuando setenga la seguridad de una falla eléctrica. Esta falla sedetecta cuando la corriente y voltaje de salida delrectificador son los indicados, pero no existe unaprotección catódica adecuada sobre la estructura metálica.

Otra falla relacionada con el cable catódico, es la conexiónde soldadura por aluminotermia a la estructura metálica,que en caso de presentarse debe realizarse una nuevasoldadura.

Cuando la vida útil estimada para el sistema de proteccióncatódica ha concluido, durante la actualización del sistemase deben reemplazar completamente los cables deconexión entre el rectificador, el lecho anódico y laestructura a proteger.

6.4.5.- Postes de Registro.

La falla más común que presentan estos elementos,utilizados para evaluar el nivel de protección catódica

alcanzado en la tubería, al aplicarse el sistema deprotección generalmente se presenta en la conexión a laestructura por proteger.

Para eliminar esta falla es necesario efectuar excavaciónmanual para descubrir la estructura protegida y realizarnueva conexión con soldadura por aluminotermia.

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ACTIVIDADESAREA DE MANTENIMIENTO A DUCTOS

PROCEDIMIENTO PARA MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DEPROTECCION CATODICA POR CORRIENTE IMPRESAEN TUBERÍAS TERRESTRES.

Procedimiento paramantenimiento atransformador.

Inicia procedimiento

1.- Verificar si hay aplicaciónde voltaje de C.A. de la líneaal primario.

2.- Verificar que no existevoltaje en el secundario.

3.- Verificar si hay ruidoaudible del transformador, silo hay el primario estátrabajando y el secundario no.

Si no existe ruido el primarioestá abierto.

4.- Aislar el transformadorprimero revisar conexiones ydespués checar lasresistencias de losalambrados con un ohmmetro(multímetro.). Si uno ambosalambrados están fuera deparámetro.

5.- Reemplazar eltransformador.

INICIA

1

2

3

4

5

I

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6.-Verificar que en el nuevotransformador, el voltaje de

C.A. máximo en el secundariosea 1.2 veces el voltaje deC.D. de salida especificadapara equipos de una pose y0.8 veces para equipo de 3fases.

7.- Registrar en formato 1 delanexo 2, el mantenimiento ypruebas efectuadas:

Termina procedimiento

7

6

I

FIN

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Procedimiento paramantenimiento a banco

rectificador.Inicia Procedimiento

1.- Verificar con el multímetro deC.A. si hay voltaje aplicado albanco de rectificación.

2.- Apagar el rectificador ydesconectar el switch dealimentación.

3.- Desconectar los taps deltransformador y las terminales desalida del banco de rectificación.

4.- Verificar los diodosconectando un ohmetro(multímetro) en las terminales desalida del banco de rectificación.Diodos en paralelo indican buenfuncionamiento si dan valoresbajos en una dirección y valoresaltos al invertir las terminalesdel medidor de resistencia. Si laslecturas obtenidas en ambasdirecciones son las mismas,significa un mal funcionamientode los diodos.Si se utilizan diodos de silicio,desconectar cada uno y checarindividualmente la resistenciahacia “adelante” y al “bloqueo”

1

2

3

4

INICIA

I

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5.- Los diodos se encuentrandentro de parámetro.SI: pasar a la actividad 7NO: pasar a la actividad 6

6.- Reemplazar los diodos delbanco de rectificación.

7.- Conectar los taps deltransformador, encenderrectificador y conectar el

switch de alimentación C.A.

8.- Registrar en formato 1anexo 2 el mantenimiento ylas pruebas efectuadas.


NO

SI5

6

I

7

FIN

8

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Procedimiento paramantenimiento a

interruptores de circuito

Inicia Procedimiento

1.- Si aparentemente se debea cargas estáticas que elinterruptor se dispara, reducirligeramente la salida yrestablecer.

2.- Continúa disparándoserepetidamente?

SI: Pasar a la actividad 3

NO: Pasar a la actividad 9

3.- Verificar si existe un cortocircuito en algún componente,el cual debe aislarse,repararse o sustituirse.

4.- Para revisar el fusible aislarel banco de rectificación deresto de C.D. quitando uno delos cables de C.D. en el punto(H) o (J). Figuras 4 y 5 Anexo1.

5.- ¿Está defectuoso elfusible?

SI: Pasar a la actividad 6No: Pasar a la actividad 8

NO

SI

NO

SI

3

1

5

4

INICIO

A

B

I

2

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6.- Reemplazar el fusible por

otro de las mismascaracterísticas.

7.- Colocar nuevamente elcable desconectado del bancode rectificación.

8.- Restablecer el interruptor.

9.- Registrar en formato 1anexo 2 el mantenimiento ylas pruebas realizadas.

Termina procedimiento.

7

6

8

9

I

FIN

A

B

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Procedimiento para elmantenimiento de

varistores.Inicia Procedimiento

1.- Verificar el valor de latensión entre sus terminales ycompararlo con el valor picode tensión.

2.- ¿El circuito ha quedadoabierto?

SI: Continuar en actividad 3NO: Continuar en actividad 2A

2A.- Verificar si el valor picoentre terminales ha cambiado+ 10%.

2B.- ¿Se ha pasado esteparámetro?

SI: Pasar a la actividad 3NO: Pasar a la actividad 5.

3.- Desconectar el switch dealimentación C.A. y cambie losvaristores dañados.

4.- Conectar nuevamente elswitch de alimentación yverifique nuevamente latensión entre terminales devaristores.

SI

NO

NO

SI

1

2

2B

3

4

INICIO

2A

I

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5.- Registre en formato 1anexo 2 el mantenimiento ylas pruebas realizadas.

Termina Procedimiento

5

I

FIN

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Procedimiento paramantenimiento de cableado

en el rectificador.


1.- Verificar la entrada en tapsselectores de voltaje de líneafiguras 4 y 5 anexo 1 punto ©en busca de conexionessueltas.

2.- ¿Existen cables sueltos?SI: Pasar a la actividad 2A.NO: Pasar a la actividad 3

2A.- Reapretar cables sueltos.

3.- Verificar si hay cortocircuito en el transformadorquitando los taps delsecundario figuras 4 y 5 anexo1 puntos (A y E).

4.- Hay corto circuito en eltransformador?SI: Pasar al procedimiento demantto. a transformador.NO: Pasar a la actividad 5.

5.- Si hay voltaje C.A. en elsecundario del transformadorpero no en terminales de C.A.del banco. Verificar los cablesdel transformador al banco

NO

SI

NO

SI

1

2A

3

5

4

I

Procedimiento para elMantenimiento aTransformadores

INICIO

2

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colocar cables del voltímetroC.A. en punto (D) figuras 4 y 5anexo 1, en el secundario deltransformador y el punto (G)en el banco de rectificación.

6.- ¿Hay voltaje?SI: Continuar en la actividad 7NO: Continuar a la actividad6A.

6A.- Verificar midiendo voltajeC.A. entre (E) y (F) y (E) y (G).

6B.- Aislar el circuito yreemplace los cables

defectuosos.

7.- Si hay voltaje de C.D. enbanco de rectificación pero noen las terminales de salida delrectificador, revisar si hayconexiones sueltas o cablesabiertos en los puntos (J) y (L)y entre los puntos (H) y (K),midiendo el voltaje entre (J) y(K) y (H) y (L).

8.- Aislar el circuito y reaprieteconexiones y cambie cablesdefectuosos.

NO

SI

6A

8

6B

7

6

I

II

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9.- Energizar el circuito yverifique si hay voltaje desalida en el rectificador.

10.- ¿Hay voltaje de salida enel rectificador?

SI: Pasar a la actividad 11NO: Pasar al procedimiento demantenimiento de cablesanódico y catódico.

11.- Registrar y en formato 1,anexo 2 el mantenimiento y

las pruebas realizadas.

Termina Procedimiento

NO

SI

9

10

Procedimiento paramantenimiento de cablesanódicos y catódico

II

FIN

11

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Procedimiento paramantenimiento de medición


1.- Verificar que amperímetro

y voltímetro tienen el switch en“ON”.

2.- Verificar con el multímetrode C.D. el voltaje de salida delrectificador.

3.- Determinar la corriente desalida desconectando losmedidores del rectificador pormedio del switch indicado en

figuras 4 y 5 anexo 1 y colocarlas puntas de prueba delmultímetro en las terminalesdel “Shunt” permitedeterminar la corriente desalida por medio de laecuación V=IR.

4.- ¿Coincide la indicación delos instrumentos con la lecturade los instrumentos portátiles?

SI: Continuar en la actividad 7NO: Continuar en la actividad5

NO

SI

1

2

3

4

I

A

INICIO

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5.- Aislar los instrumentos demedición y efectúe el

reemplazo necesario.

6.-Energizar el circuito yverifique lecturas eninstrumentos de medición.

7.- Registrar en formato 1,anexo 2 el mantenimiento0 ylas pruebas realizadas.


6

5

I

7

FIN

A

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Procedimiento paramantenimiento sistema de

enfriamiento


1.- ¿Cuál es el tipo deenfriamiento?

AIRE: Continúar actividad 1A ACEITE: Continúar actividad1B.

1A.- Aislar el rectificador yefectuar limpieza en refillaspara libre circulación de airedentro del gabinete,

1B.- Aislar el rectificador yverificar el nivel de aceite,adicionar si se requiere.

1C.- Tomar una muestra deaceite para enviar a realizarprueba de resistenciaeléctrica. Verificar en elpróximo recorrido demantenimiento el resultado dela prueba.

2.- Registrar en formato 1anexo 2 el mantenimiento ylas pruebas realizadas.


AIRE ACEITE1

1B1A

1C

INICIO

FIN

2

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Procedimiento paramantenimiento general al

rectificador


1.- Aislar el rectificador ylimpiar las terminales delrectificador.

2.- ¿Aparece oxidación?SI: Continuar en actividad 2 A.NO: Continuar en actividad 3

2A.- Aplicar desoxidante.

3.- ¿Falta el recubrimiento?

SI: Continuar en actividad 3A.NO: Continuar en actividad 4.

3A.- Aplicar pinturaanticorrosiva, de acuerdo aprocedimientos establecidospara aplicación derecubrimiento exterior aequipo eléctrico.

4.- Energizar rectificador yverificar su funcionamiento.

5.- Registrar en formato 1,anexo 2 el mantenimiento ypruebas realizadas.


NO

SI

NO

SI

1

2

2A

3

3A

4

5

INICIO

FIN

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Procedimiento paramantenimiento de camas

anodicas y cables anodico ycatódico

Inicia Procedimiento1.- Verificar el apriete de lasconexiones del dispositivoanódico-rectificador-estructuraa proteger, en el rectificador.

2.- Aislar el circuito y revisar laconexión de soldadura poraluminotermia en la estructuraa proteger, realizando

excavación manual. En casonecesario aplicar una nuevasoldadura.

3.- Energizar el circuito yverificar el flujo de la corrientea través del sistema.-

4.- Continúa la falla?

SI: Pasar a actividad 5NO: Pasar a actividad 2

5.- Verificar la fecha deinstalación de la camaanódica.

4

5

INICIO

1

2

3

I

NO

SI

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6.- Es de reciente instalación?

SI: Pasar a actividad 7NO: Pasar a actividad 6A.

6A.-Reemplazarcompletamente el lechoanódico, los cables anódico ycatódico y la conexión de laestructura a proteger, dejandofuera el dispositivo antiguo.

7.- Revisar las conexiones

entre ánodos de la cama ycorregir las defectuosas.

8.- Verificar el funcionamientodel sistema.

9.- Registrar en formato 1,anexo 2 el mantenimiento ylas pruebas realizadas.

Termina Procedimiento.

6A

8

7

6

I

FIN

9

SI

NO

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Procedimiento paramantenimiento de postes

de registro


1.- Realizar mediciones depotencial en postes de registrodel ducto protegido porcorriente impresa.

2.- ¿Se obtienen lecturas entodos los postes?

SI: Pasar actividad 7NO: Pasar actividad 3

3.- Verificar mediante unaexcavación manual que laconexión (soldadura) a laestructura está en buenascondiciones. Reemplace lasdefectuosas.

4.- Verificar lectura demedición de potencial en elposte de registro.

5.-¿Obtiene lecturas depotencial?

SI: Pasar a actividad 7NO: Pasar a actividad 6

2

4

3

1

5

INICIO

A

A

I

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6.- Revisar el cableado delposte de registro y corrija

cable defectuoso.

7.- Tapar la excavación lalectura de potencial.

8.- Registrar en formato 1anexo 2 a mantenimiento y laspruebas realizadas.

Termina procedimiento.

8

7

6

I

FIN

A

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ANEXO 1

PROCEDIMIENTO PARA MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DEPROTECCION CATODICA POR CORRIENTE IMPRESA


Figura 1.- Arreglo general de un sistema de protección catódica a base decorriente impresa

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ANEXO 1


PROCEDIMIENTO PARA MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DEPROTECCION CATODICA POR CORRIENTE IMPRESAEN TUBER AS TERRESTRES.

1.- Transformador de bajada.2.- Interruptor de corriente.3.- Vista parcial de frente de rectificador monofasico.4.- Tornillos taps para la selección del voltaje de entrada. A la derecha conexiónpara 220 volts y a la izquierda para 117 volts.5.- Tubería o estructura subterránea a proteger.6.- Sistema de ánodos ( cama anódica).

Figura 2.- Conexión del sistema de protección catódica por corriente impresa,incluyendo el transformador de bajada.

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ANEXO 1



Figura 3.- Vista general de todas las partes que forman el rectificador.

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ANEXO 1



Figura 4.- Arreglo general circuito típico de un rectificador de una fase

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APROB :

LPF

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ANEXO 1



Figura 5.- Circuito típico de un rectificador de tres fases.

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PAG: 51 DE: 55

ELABOR :

GRUPO 17

REVIS :

EMCCH

APROB :

LPF

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ANEXO 1



Figura 6.- Ubicación de varistores en un rectificador.

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PAG: 52 DE: 55

ELABOR :

GRUPO 17

REVIS :

EMCCH

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LPF

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ANEXO 2



PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓNSUBDIRECCIÓN REGIÓN NORTE

GERENCIA DE MANTENIMIENTO Y LOGISTICA

Registro de mantenimiento y corrección

de fallas del sistema de protección catódica Activo:Ducto: Fecha:Localización rectificador km. Tipo de rectificador:Tipo de cama anódica y No. de ánodos

C.A. de entrada al rectificador: ________ volts faces ciclosC.D. de salida del rectificador : _________ amperes Volts

Fecha Componente Falla Corrección Revisó Observaciones

Realizo.

Nombre y Firma

Supervisor CIA.

Nombre y Firma

Supervisor PEP

Nombre y Firma

Formato 1

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PAG: 53 DE: 56

ELABOR :

GRUPO 17

REVIS :

EMCCH

APROB :

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ANEXO 3



MEDIDAS DE SEGURIDAD

Cuando se realizan las actividades de inspección de rectificadores y dispositivosanódicos, es de suma importancia observar las siguientes medidas de seguridad:

1. Apagar el rectificador cuando se van a inspeccionar los componentes en elinterior del mismo. Desconectar el switch de la alimentación así como losinterruptores de circuito internos.

2. Utilizar guantes de seguridad para evitar daños por descargas eléctricascuando se inspecciona en el interior del rectificador.

3. Verificar que los gabinetes de los rectificadores, enfriados por aire o por aceite,estén correctamente aterrizados. Los gabinetes no aterrizados pueden serfatales para el personal de inspección, en el caso de que existiera una falla enla unidad.

4. Consultar los diagramas de los circuitos del rectificador e identificar todos loscomponentes del sistema, antes de que se inicie la inspección y verificación delfuncionamiento de equipo.

5. Cerciorarse de que los medidores que se utilizarán en la localización de fallassean conectados de manera correcta. El multímetro debe conectarse enparalelo a través de los puntos donde se desea medir el voltaje, mientras quepara medir la corriente se debe conectar en serie con el circuito.

6. Cuando se utilizan instrumentos de C. D., debe observarse que la polaridadsea la correcta.

7. El rectificador debe apagarse antes de efectuar mediciones de resistencia,para evitar que se queme el aparato.

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PAG: 54 DE: 55

ELABOR :

GRUPO 17

REVIS :

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ANEXO 3



8. Cuando se presente una falla en el rectificador, se debe informarinmediatamente al personal especializado y no tratar de repararla si sedesconoce el procedimiento para corregir esta anomalía.

9. Se debe tener mucho cuidado cuando se tengan que hacer pruebas con elrectificador en operación. La mayor parte de los rectificadores están en zonassolitarias y lejanas por lo que un técnico que llegara a lesionarse estaría lejosdel lugar en donde se le podría proporcionar ayuda.

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CONTROL DE ACTUALIZACION DE PROCEDIMIENTO

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ELABOR :

GRUPO 17

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Subdirección: Región Norte

Activo /Gerencia: Mantenimiento y Logísti ca

Subgerencia/Suptc ia: Ductos y Vías de Acceso

Departamento: _____ __________________________________________________

Fecha máxima de actualización: JULIO / 2006

Ubicación física del documento: Auditoría de Seguridad Industrial y Protección

Ambiental. Nombre del Procedimiento: Procedimiento para mantenimiento de los sistemas deprotección catódica por corriente impresa en tuberías terrestres.

Revisión: Fecha: Nombre y Firma Activo Región Sede Cambios

Generados

0 Jul io/2001 Luis Pineda F. Mantto. yLogística

Norte PrimeraVersión

1

2

3

4

Documents

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