Las pruebas de presión de tuberías sirven para comprobar si una tubería de acero o un sistema completo puede soportar una presión determinada sin que se produzcan fugas ni deformaciones inadmisibles. En esta guía se comparan las pruebas de fábrica y las pruebas sobre el terreno, los métodos hidrostáticos y neumáticos, los registros de las pruebas y la información que los compradores deben incluir en una solicitud de presupuesto.
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Pruebas de presión en tuberías comprueba si un tubo de acero o un sistema de tuberías ya instalado es capaz de soportar una presión determinada sin fugas ni deformaciones inaceptables. Puede detectar problemas en el cuerpo del tubo, la junta de fabricación, las soldaduras realizadas in situ, las bridas, las válvulas u otras conexiones antes de su puesta en servicio.
Sin embargo, una prueba de fábrica realizada en un tubo concreto difiere de una prueba de campo realizada en un sistema instalado. Por lo tanto, los compradores deben definir la norma aplicable, el método de ensayo, los criterios de aceptación y la documentación en la solicitud de presupuesto, y no después de la producción.
¿En qué consiste la prueba de presión de tuberías?
Durante una prueba de presión, la tubería o el sistema de tuberías se llena con un líquido o un gas controlado. A continuación, se aumenta la presión gradualmente y se mantiene en el nivel especificado mientras se examina la sección sometida a prueba.
La presión de prueba suele ser superior a la presión normal de funcionamiento. Sin embargo, No existe un multiplicador universal de la presión de prueba. para cada tubería de acero o proyecto. El valor correcto depende de la norma aplicable, el material, las condiciones de diseño, la temperatura de ensayo y el componente con menor resistencia nominal.
Las pruebas de presión también tienen límites claros. Confirman la contención de la presión en condiciones de ensayo definidas, pero no sustituyen a los ensayos no destructivos —por ultrasonidos, radiográficos, de corrientes de Foucault u otros— exigidos por las especificaciones del producto.
Pruebas de tuberías en fábrica frente a pruebas de tuberías sobre el terreno
Estas pruebas abarcan diferentes fases y posibles defectos.
| Tipo de prueba | ¿Qué se evalúa? | Objetivo principal | Normalmente lo interpreta |
|---|---|---|---|
| Prueba de presión en fábrica | Longitudes individuales de los tubos | Comprueba el cuerpo del tubo y la soldadura de fabricación | Fabricante de tuberías |
| Prueba de presión en campo | Sistema de tuberías instalado | Comprueba las soldaduras, los racores, las bridas, las válvulas y las uniones | Contratista u operador de oleoductos |
A La prueba hidrostática realizada en fábrica no sustituye a las pruebas de presión en campo.. El transporte, el corte, la soldadura in situ y la instalación plantean nuevas condiciones que no están contempladas en el ensayo de fábrica original.
Los requisitos de fábrica dependen de las especificaciones del producto solicitado. Por ejemplo, Tubo ASTM A53, grado B está sujeto a las disposiciones establecidas para los ensayos hidrostáticos o eléctricos no destructivos. Los compradores deben indicar la norma y la edición exactas en la orden de compra.
¿En qué casos se utilizan las pruebas de presión en tuberías?
Las pruebas de presión suelen ser necesarias en los siguientes casos:
- Oleoductos y gasoductos;
- Sistemas de distribución de agua;
- Tuberías de protección contra incendios;
- Líneas de proceso químico y de refinería;
- Tuberías de vapor y de energía;
- Sistemas reparados o modificados durante su funcionamiento.
Las condiciones de ensayo de una tubería municipal de agua pueden diferir considerablemente de las de las tuberías de proceso de una refinería. Los compradores no deben copiar las presiones de ensayo ni los tiempos de mantenimiento de un proyecto anterior.
La PHMSA explica que los ensayos hidrostáticos pueden utilizarse para determinar si un gasoducto tiene la integridad suficiente para evitar fugas o roturas en condiciones normales y en situaciones de emergencia. Pueden realizarse tras la construcción y durante la vida útil del gasoducto.
¿Cómo se realiza una prueba de presión en una tubería?
El procedimiento debe ajustarse a la norma del producto, al código de tuberías y al plan de ensayos aprobado para el proyecto. Normalmente, los compradores no realizan el ensayo, pero comprender el proceso facilita la evaluación del plan de inspección de un proveedor o contratista.
Confirma la norma de ensayo y los límites de ensayo
Antes de realizar las pruebas, la persona responsable debe confirmar lo siguiente:
- Sección de prueba y puntos de aislamiento;
- Norma y edición de referencia;
- Medio de ensayo;
- Presión y tiempo de mantenimiento requeridos;
- Temperatura de ensayo;
- Criterios de aceptación;
- Requisitos relativos a los testigos y a la presentación de informes.
Las especificaciones de los productos y las normas sobre tuberías tienen finalidades distintas. Las especificaciones de la ASTM o la API suelen regir la fabricación de tuberías y la inspección en fábrica. Normas como la ASME B31.3 o la ASME B31.1 se refieren a los sistemas de tuberías ya instalados dentro de sus respectivos ámbitos de aplicación.
Preparar, presurizar e inspeccionar la sección de ensayo
Una prueba típica sigue estos pasos:
- Aísla los equipos que no puedan soportar la presión de prueba.
- Comprueba las persianas, los soportes, las válvulas, los conductos de ventilación, los desagües y las conexiones.
- Instalar manómetros calibrados con un alcance adecuado.
- Llena la sección y purga el aire atrapado durante la prueba hidráulica.
- Aumenta la presión poco a poco para evitar una carga brusca.
- Mantenga la presión requerida e inspeccione los puntos indicados.
- Anota la presión, la temperatura, la duración y los resultados de la inspección.
- Despresurice, vacíe y seque el sistema según sea necesario.
Las fugas, las pérdidas de presión inexplicables o las deformaciones visibles deben evaluarse. No se deben realizar reparaciones mientras la tubería siga bajo presión. Es posible que el procedimiento correspondiente exija realizar nuevas pruebas tras la reparación.
Pruebas de presión hidrostáticas frente a neumáticas
El método de ensayo adecuado depende de la seguridad, del diseño del sistema y de la compatibilidad del medio de ensayo.
| Factor | Pruebas hidrostáticas | Pruebas neumáticas |
|---|---|---|
| Medio de ensayo | Agua u otro líquido adecuado | Aire o un gas no inflamable adecuado |
| Ventaja principal | Menor energía almacenada | Sin extracción de agua ni secado |
| Principal motivo de preocupación | Corrosión, congelación, contaminación y peso del agua | Mayor energía almacenada y consecuencias más graves en caso de fallo |
| Uso habitual | Pruebas en fábrica y la mayoría de los sistemas de campo | Sistemas en los que no se puede utilizar líquido |
Por lo general, se prefiere realizar ensayos hidrostáticos cuando sea factible. porque los líquidos son mucho menos compresibles que los gases. Esto reduce la energía liberada en caso de fallo de un componente.
¿Cuándo se debe plantearse la realización de pruebas neumáticas?
Se puede considerar la posibilidad de realizar pruebas neumáticas cuando el agua pueda contaminar el proceso, cuando no sea posible vaciar o secar el sistema, o cuando la estructura no pueda soportar el peso del agua.
No se trata simplemente de una alternativa seca y práctica. Una prueba neumática requiere un procedimiento homologado, una presurización por etapas, protección contra la liberación de presión, acceso restringido y una evaluación de riesgos documentada. El nitrógeno no es inflamable, pero puede suponer un riesgo de asfixia en espacios confinados o mal ventilados.
¿Cómo se determina la presión de prueba de las tuberías?
La presión de prueba debe calcularse o seleccionarse de acuerdo con la norma aplicable. Un valor utilizado para una especificación de tubería o un proyecto no debe aplicarse automáticamente a otro sistema.
Factores relacionados con la presión de prueba que los compradores deben comprobar
El ingeniero responsable suele tener en cuenta lo siguiente:
- Presión de diseño y temperatura de diseño;
- Calidad del material y espesor de la pared;
- Temperatura de ensayo;
- Clasificaciones de válvulas, accesorios y bridas;
- Altura estática provocada por las diferencias de cota;
- Norma del producto y pliego de condiciones del proyecto.
En un sistema lleno de líquido, la presión manométrica varía en función de la altitud. La prueba debe alcanzar la presión requerida en el punto de referencia especificado sin que se produzca un exceso de presión en las secciones inferiores ni en los componentes más frágiles.
La norma ASME B31.3 se aplica a las tuberías de proceso en sectores como el de refinería de petróleo, el químico, el farmacéutico, el del hidrógeno y el de procesamiento criogénico. La norma ASME B31.1 se aplica a las tuberías de centrales eléctricas y plantas relacionadas. Estos códigos no deben utilizarse indistintamente.
¿Qué deben incluir los compradores en la solicitud de presupuesto?
Una solicitud de presupuesto clara evita controversias sobre qué significa “sometido a pruebas de presión” y qué datos se incluyen en el presupuesto.
Información sobre tuberías y servicios
Facilita al proveedor:
- Norma, calidad y método de fabricación de las tuberías;
- NPS o diámetro exterior;
- Espesor de la pared o clasificación;
- Cantidad y longitud de las tuberías;
- Servicio previsto;
- Presión y temperatura de diseño;
- Norma de ensayo exigida y edición;
- Puntos de referencia de testigos externos, si procede.
Si en el pliego de condiciones del proyecto ya se definen la presión de prueba, el tiempo de mantenimiento de la presión, el alcance de la inspección o los criterios de aceptación, adjúntalo a la solicitud de información.
Registros de ensayos y trazabilidad de los materiales
Pregunta si el resultado de la prueba aparecerá en el Certificado de ensayo en fábrica (MTC). Si necesitas registros de presión independientes, gráficos de pruebas, certificados de calibración de manómetros o informes de terceros, indícalos tanto en la solicitud de presupuesto como en la orden de compra.
Es posible que estos documentos no se incluyan en un presupuesto estándar. Los registros acordados deben poder relacionarse con el material suministrado mediante números de fusión, números de lote o la identificación individual de las tuberías.
Nuestra Lista de comprobación para la inspección de tubos de acero explica cómo verificar los MTC, las dimensiones, las marcas, los registros de ensayos no destructivos y los documentos de envío antes de autorizar la entrega.
Errores habituales en las pruebas de presión de tuberías
Muchas disputas relacionadas con las pruebas se deben a unas especificaciones de compra incompletas. Entre los errores más comunes se encuentran:
- Confundir la presión de trabajo con la presión de prueba;
- No identificar la norma aplicable;
- No tener en cuenta una válvula, una brida o un instrumento con una capacidad nominal inferior;
- Suponiendo que los ensayos en fábrica abarcan las soldaduras realizadas en obra;
- Utilizar medidores sin calibrar;
- No purgar el aire atrapado;
- Reparar una fuga mientras el sistema está presurizado;
- Dejar la tubería de acero al carbono mojada tras la prueba hidráulica;
- Aceptación de registros sin trazabilidad de los materiales.
Los requisitos de pruebas y documentación deben confirmarse antes de la puesta en producción. Añadirlos después de la fabricación puede acarrear costes adicionales de inspección, retrasos en la entrega o el rechazo del proyecto.
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Preguntas frecuentes:
Preguntas frecuentes de los compradores de tuberías
1. ¿Qué se comprueba con las pruebas de presión en tuberías?
Demuestra que una tubería o un sistema de tuberías mantuvo la presión especificada sin fugas ni deformaciones prohibidas en las condiciones de ensayo registradas.
2. ¿Se somete cada tubería de acero a un ensayo hidrostático?
No. El requisito depende de la norma del producto, el tipo de tubería, el tamaño, la aplicación y la orden de compra. Algunas especificaciones incluyen disposiciones relativas a una prueba eléctrica no destructiva homologada.
3. ¿Cuál es la diferencia entre la presión de trabajo y la presión de prueba?
La presión de trabajo se aplica durante el funcionamiento normal. La presión de prueba es la presión controlada que se utiliza durante la inspección y viene determinada por la norma aplicable o el procedimiento de prueba homologado.
4. ¿Sustituye el ensayo en fábrica a la prueba de presión sobre el terreno?
No. Las pruebas en fábrica comprueban la longitud de cada tubería por separado. Las pruebas sobre el terreno comprueban el sistema montado, incluidas las soldaduras realizadas in situ, los accesorios, las bridas, las válvulas y las conexiones.
5. ¿Son más peligrosas las pruebas neumáticas?
En general, sí. El gas comprimido almacena más energía que el líquido a la misma presión. Por lo tanto, un fallo en una prueba neumática puede liberar una cantidad de energía considerablemente mayor.
6. ¿Se puede utilizar nitrógeno para las pruebas de presión?
Se puede utilizar cuando lo permita el procedimiento aplicable. Aunque el nitrógeno no es inflamable, puede desplazar el oxígeno y suponer un riesgo de asfixia.
7. ¿Sustituyen las pruebas de presión a los ensayos no destructivos (END)?
No. Una prueba de presión evalúa la capacidad de contención de la presión. Los métodos de ensayo no destructivo (END) se utilizan para detectar o caracterizar discontinuidades específicas, tanto superficiales como internas.
8. ¿Qué documentos deben solicitar los compradores?
Empieza por el MTC y los resultados de las pruebas exigidos en las especificaciones del producto. Solicita registros detallados de presión, certificados de calibración, listas de trazabilidad e informes de terceros cuando el proyecto lo requiera.
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