NaturaGas
EPA POLLUTION PREVENTER
Lecciones
Aprendidas
De los participantes de Natural Gas STAR
USD DE HOT TAPS PARA LAS CONEXIONES DE TUBERfAS EN
SERVICIO (Using Hot Taps for In Service Pipeline Connections)
Resumen gerencial
Las companies de transmision y distribucion de gas natural necesitan hacer conexiones a las tuberias muchas veces al
ano para expandir o modificar sus sistemas existentes. Historicamente, esto ha requerido sacar de servicio una porcion
del sistema y purgar el gas a la atmosfera para garantizar la seguridad al momento de hacer la conexion. Este procedimiento,
llamado interrupcion e interconexion, causa emisiones de metano, perdida de producto y ventas, molestias ocasionales a
los consumidores y el costo de la evacuacion del sistema de la tuberia existente.
Existe un procedimiento alternative llamado "hot tapping" el cual realiza la conexion nueva de tuberia mientras la tuberia
permanece en servicio, con flujo de gas natural bajo presion. El procedimiento "hot tapping" consiste en adherir una conexion
derivada y una valvula a la parte externa de una tuberia en funcionamiento, y despues se corta la pared de la tuberia dentro
de la derivacion y se quita la seccion de pared a traves de la valvula. El uso de "hot taps" evita la perdida de producto, las
emisiones de metano y la interrupcion del servicio a los consumidores.
Aunque esta tecnica no es una practica nueva, el mejoramiento reciente de diseno ha reducido las complicaciones y la
incertidumbre que los operadores experimentaban en el pasado. Varies participantes de transmision y distribucion de Natural
Gas STAR informan que usan los procedimientos de hot tapping rutinariamente, los trabajos pequenos se realizan casi diaria-
mente mientras que los mas grandes (mas de 12 pulgadas) se realizan dos o tres veces al ano.
Al realizar hot taps, los participantes de Natural Gas STAR han logrado reducciones de emisiones de metano y han aumentado
los ingresos. Los ahorros de gas generalmente son suficiente razon para justificar el hacer todas las conexiones nuevas a las
lineas en operacion mediante "hot taps". El plazo de recuperacion de la inversion al usar hot taps con frecuencia es inmediato.
Metodo
para reducir
la perdida
degas
Conexion
mediante hot tap1
Volumen
de ahorros
de gas natural
(Mcf/ano)
24,400
Valor de
los ahorros
de gas natural
($/ano)
73,320 2
Otros
ahorros
($)
6,8403
Costo de
capital
($)
36,200
Otros
costos 4
($/ano)
43,000
Plazo de
recuperacion
de la inversion
(meses)
12
1 Los ahorros y costos anuales se basan en un promedio de 320 hot taps (de varios tamanos) al ano.
2 Supone un precio de gas natural de $3.00/Mcf.
3 Otros ahorros mostrados son por gas inerte.
4 Otros costos incluyen los de operacion y mantenimiento y el costo de los servicios de contrato.
Esta publicacion es una de la serie de resumenes de Lecciones Aprendidas preparados por EPA en colaboracion con la industria
de gas natural que tratan acerca de las aplicaciones superiores del Programa de Mejores Practicas Administrativas (BMP, por sus
siglas en ingles) de Natural Gas STAR y Oportunidades Identificadas por los participantes (PRO, por sus siglas en ingles).
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Antecedentes
tecnologicos
En los sistemas de transmision y distribucion de gas natural, con frecuencia es
necesario volver a colocar o expandir tuberias existentes, instalar valvulas nuevas o
reparar las viejas, instalar laterales nuevas, realizar el mantenimiento o tener acceso
a lineas durante emergencias. Historicamente, ha sido una practica comun sacar de
servicio una porcion del sistema durante la reparacion, ventilar el gas que contiene
el segmento aislado y purgar la tuberia con gas inerte para garantizar la seguridad
durante la conexion.
Este procedimiento para realizar la interrupcion e interconexion difiere levemente
dependiendo de la presion del sistema. En sistemas de alta presion, las valvulas
que los rodean se cierran para aislar el segmento de tuberia y se colocan bloqueadores
adicionales (tapones insertados) junto a las valvulas para evitar las fugas de gas
natural y mejorar las condiciones de seguridad en el lugar de la interconexion. En
un sistema de baja presion, la longitud de la tuberia que se sacara de servicio por
lo general es mucho mas corta. En lugar de cerrar las valvulas que se encuentran
alrededor, los tapones se usan para aislar la porcion de la tuberia que esta directa-
mente en el area de la derivacion. En ambos casos, el gas en el segmento aislado
de la tuberia se ventila y la linea se purga.
Los efectos relacionados con la interrupcion de la interconexion son tanto economicos
como al medio ambiente. El gas ventilado del segmento de tuberia representa una
perdida de producto y un aumento de emisiones de metano. Ademas, sacar de
servicio un segmento de tuberia puede en ocasiones causar interrupciones graves
al servicio a los consumidores. Por ejemplo, una conexion paralizada en una linea
de acero puede requerir de tres o mas dias con la tuberia fuera de servicio y la
posible interrupcion de los embarques de gas natural ademas de la liberacion
de metano a la atmosfera.
La tecnica de hot tapping es una alternativa que permite que se haga la conexion
sin tener que sacar de servicio el sistema ni ventilar gas a la atmosfera. La tecnica
de hot tapping tambien se conoce como intervencion de la linea, intervencion de
la presion, corte de presion y corte lateral. El proceso implica adherir conexiones
derivadas y cortar agujeros en la tuberia en funcionamiento sin interrumpir el flujo
del gas, y sin liberar ni perder producto. Los hot taps permiten nuevas derivaciones
en los sistemas existentes, la insercion de dispositivos en la corriente del flujo,
desviaciones permanentes o temporales y es la fase preparatoria para el bloqueo
de la linea con tapones de globo temporales inflables (tapones).
El equipo para realizar hot taps esta disponible para casi cualquier tamano de
tuberia, materiales de tuberias y tasas de presion en los sistemas de transmision
y distribucion. El equipo principal para la aplicacion de hot taps tipicos incluye una
maquina para taladrar, un accesorio de derivacion y una valvula. El equipo de hot
taps se describe mas adelante y se muestra en el Cuadro 1.
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Maquina para taladrar. La maquina para taladrar generalmente consiste en
una barra giratoria o fija telescopica accionada mecanicamente que controla
la herramienta de cortado. La herramienta de cortado se usa para producir un
agujero piloto en la pared de la tuberia para poder centrar una sierra perforadora
que corta el "cupon" o la seccion curva de la pared de la tuberia.
Accesorio. La conexion a la tuberia existente se hace dentro de un accesorio,
el cual puede ser un simple tubo corto soldado para una conexion pequena
(por ejemplo, una pulgada) a una tuberia mas grande, o una T de manga
dividida de envoltura completa para brindar apoyo adicional cuando la
derivacion sea del mismo tamano que la tuberia principal. La T se envuelve
completamente alrededor de la tuberia, y cuando se suelda, ofrece el refuerzo
mecanico de la derivacion a la tuberia portadora.
Valvula. La valvula de la conexion hot tap puede ser una valvula de bloqueo o
una valvula de control para una nueva conexion, y debe ser capaz de permitir que
el cupon (la seccion de la pared de tuberia cortada con una sierra perforadora)
pueda quitarse despues de la operacion de cortado. Algunas valvulas adecuadas
incluyen las valvulas de globo o compuerta, pero no los tapones ni las valvulas
de mariposa.
Cuadro 1: Esquema de una maquina para hacer hot taps con el perfil
Maquina para hacer hot tap
Sello
Valvula
Barra giratoria
Cortador
Taladro piloto
Cupon
Accesorio de
envoltura completa
Fuente: IPSCO
3
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El Cuadro 2 ofrece un esquema general de un procedimiento de hot tap. Los pasos
basicos para realizar un hot tap son:
1. Conectar el accesorio a la tuberia existente con soldadura (acero), pernos
(hierro fundido) o adhesiones (plasticas) e instalar la valvula.
2. Instalar la maquina de hot taps a traves de la valvula permanente.
3. Llevar a cabo el hot tap cortando el cupon de la tuberia a traves de la
valvula abierta. Un dispositivo especial sostiene el "cupon" para quitarlo
despues de la operacion del hot tap. Sacar el cupon a traves de la valvula
y cerrar la valvula.
4. Quitar la maquina de hot tap y afiadir la tuberia derivada. Purgar el oxigeno,
abrir la valvula y la conexion nueva estara en servicio.
Cuadro 2: Esquema del procedimiento del hot tap
I I
Montaje de un hot tap
Trabajo terminado de
una derivacion lateral
El taladrado del agujero
piloto conserva el cupon
Fuente: T.D. Williams, Inc.
Los hot taps pueden ser verticales, horizontales o en cualquier angulo alrededor de
la tuberia siempre que exista espacio suficiente para instalar la valvula, el accesorio
y la maquina para hacer el hot tap. La tecnologia actual permite que las derivaciones
se hagan en todo tipo de tuberia, a todas las presiones, los diametros y las
composiciones, incluso en tuberias viejas que se fusionan a una nueva. Ahora se
encuentran disponibles maquinas para realizar hot taps nuevas de peso ligero que
permiten realizar el trabajo con un solo operador, sin bloqueo ni reforzamiento
adicional.
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Beneficios
economicos y
para el medio
ambiente
Proceso de
decision
Los manuales de seguridad y las directrices de procedimiento estan disponibles
a traves del American Petroleum Institute (API), American Society of Mechanical
Engineers (ASME) y otras organizaciones para el soldado en tuberias en servicio
de todos tamanos, tasas de flujo y ubicaciones. Esos manuales ofrecen informacion
sobre que considerar cuando se suelda, incluyendo la prevencion de aberturas por
quemadura, el flujo en las lineas, el grosor del metal, los accesorios, el tratamiento
de calor posterior al soldado, la temperatura del metal, la conexion hot tap y el
diseno de la soldadura, y el contenido de la tuberia y el equipo.
Los catalogos de equipo y los manuales del vendedor tambien son buenas fuentes
para determinar que tamano y tipo de equipo es el mas apropiado. Varies vendedores
han publicado directrices globales y guias para realizar los procedimientos hot tap,
incluyendo la informacion para la derivacion en varies materiales, la evaluacion y la
preparacion del lugar de trabajo, la seleccion y la instalacion de accesorios y otro
equipo, y las precauciones de seguridad. Lo mas importante, debido a que este
procedimiento es peligroso, cada hot tap potencial debe evaluarse individualmente
y debe prepararse o revisarse un procedimiento detallado y por escrito antes de
comenzar cada trabajo para garantizar que se sigan todos los pasos correctamente
y de manera segura.
Los beneficios clave economicos y al medio ambiente al emplear los procedimientos
de hot taps en lugar de conexiones con tuberia fuera de servicio incluyen:
* La operacion continua del sistema - se evita sacar de servicio la tuberia y las
interrupciones.
* No se libera gas a la atmosfera.
* Se evitan los cortes, la realineacion y volver a soldar las secciones de tuberia.
* La reduccion del costo relacionado con la planificacion y la coordinacion,
reuniones, programas, documentacion, produccion perdida y mano de
obra directa.
* Seguridad mejorada para los trabajadores.
* Eliminacion de la obligacion de notificar a los consumidores de gas sobre las
interrupciones de servicio.
Al garantizar que se sigan las mejores practicas cuando se realiza un hot tap, se
reduce el tiempo necesario para realizar el procedimiento asi como el potencial
de que falle.
Los operadores pueden evaluar los aspectos economicos de realizar el hot tap
como alternativa a la conexion con la suspension del servicio siguiendo los cinco
pasos siguientes:
Paso 1: Determinar las condiciones ffsicas de la Ifnea existente. En preparacion
para realizar un proyecto de hot tap, los operadores necesitaran determinar la
presion maxima de operacion (durante la realizacion del hot tap), el tipo de material
de la tuberia (acero, hierro fundido, plastico) y la condicion de la tuberia principal
(corrosion interna y externa, grosor de la pared) para garantizar la seguridad del
proyecto. Una conexion de hot tap puede hacerse en una tuberia solamente cuando
el material de la tuberia principal este en buenas condiciones. Otras condiciones
que deben evaluarse incluyen la ubicacion de valvulas cercanas de aislamiento de
emergencia para casos en los que ocurra un accidente, el diametro deseado de la
-------
Cinco pasos para evaluar los aspectos
economicos de un hot tap:
I. Determinar las condiciones fisicas de la
linea existente.
2. Calcular el costo de realizar la interruption
e interconexion.
3. Calcular el costo de realizar un hot tap.
4. Evaluar los beneficios de ahorro de gas
de hacer un hot tap.
5. Comparar las opciones y determinar los
aspectos economicos de hacer hot taps.
derivacion, el espacio de trabajo alrededor de la conexion, la ubicacion de otras
soldaduras de la tuberia y las imperfecciones u obstrucciones. Los operadores
tambien deben determinar si la linea esta "en circuito", ya que muchas companias
de transmision prefieren evitar perturbaciones de funcionamiento cambiando la
carga a una linea paralela. Se recomienda que se prepare y siga un plan por
escrito para garantizar la evaluacion completa y adecuada de una conexion futura.
Paso 2: Calcular el costo de realizar la interrupcion e interconexion. El costo
de un proyecto real incluira los costos directos como los materiales y el equipo,
los requisites de soldadura, el control de calidad, los costos de purgado, la mano
de obra y los gastos de programacion. Algunos gastos indirectos adicionales o cos-
tos "ocultos" pueden incluir el costo de las valvulas de cerrado, la publicidad
de que servicio se interrumpira, reencendido del servicio de los consumidores, y
las excavaciones y los tapones y las conexiones de purga. Se recomienda a los
operadores que consulten los datos historicos para determinar estos costos.
Para fines del alcance de este analisis, los costos de materiales y mano de obra
para cortar la seccion de la linea y soldarla en una conexion en T con el metodo
de sacado de servicio de la tuberia se suponen que son comparables al costo de
soldar el accesorio y realizar un hot tap cuando la conexion de derivacion sea del
mismo tamano que la tuberia. Sin embargo, el costo de la perdida de gas mediante
la ventilacion y el purgado del gas inerte son unices para el metodo de interrupcion
e interconexion.
Las formulas usadas para determinar el costo del metodo de interrupcion e
interconexion se muestran en el Cuadro 3. Para estos calculos, la presion baja
se define como menor de 2 psig.
Para fines comparatives, el calculo del costo del metodo de interrupcion e inter-
conexion debe tomar en cuenta un panorama con multiples proyectos. Esta
perspectiva de proyectos multiples permite un analisis comparative mas complete
dados los costos de capital iniciales de ser propietario y operar una maquina de
hot taps y la necesidad de realizar varias interconexiones durante un ano dado. El
Cuadro 4 muestra como los calculos de costo del Cuadro 3 pueden aplicarse a un
panorama de conexiones multiples. La situacion hipotetica presentada incluye varies
proyectos en tuberias de varies tamanos y presiones. Sin embargo, los calculos de
costo, solamente se ofrecen en el caso de una tuberia de 4 pulgadas y solo cubre
los costos directos.
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Cuadro 3: Calculo del costo del metodo de interruption e interconexion
Dada la siguiente informacion:
D = diametro de la tuberia (pulgadas)
T = diametro del orificio de colada (pulgadas) - para una interrupcion a presion baja con orificios
de colada como tapones
L = longitud de la tuberia entre los orificios de colada (pies) - para una interrupcion a alta presion
P = presion de la Imea (psia para presion baja, psig para presion alta)
Ppgas = precio actual del gas purgado en el mercado ($/Mcf) - se supone $4/Mcf
Po = precio actual del gas purgado en el mercado ($/Mcf) - se supone $3/Mcf
Ce = costo de excavacion adicional, use los registros de la companfa ($)
Cp = costo de las conexiones de purgado y la excavacion
Cs = costo de los gastos ocultos de la interrupcion, vea el Apendice ($)
C, = costo de los accesorios, vea el Apendice ($)
El orificio de colada esta abierto a tiempo = de experiencias previas (minutos)
Costos directos calculates:
1. Calculo de A = area de la tuberia (pies2) =
3.14*D2
4*144
pies'
2. Calculo de VD = volumen de tuberia (Mcf) = —
p 1000
pulg:
Mcf
183
pies'
3. Calculo de Vpgas = volumen de gas purgado = Vp *2.2 (interrupcion + restablecimiento +
20% desperdiciado)
4. Calculo de Cpgas = costo de nitrogeno del gas purgado = Vpqas *P
5. Calculo de Vg = volumen de gas perdido en
pgas I pgas
D2*P*
los sistemas de alta presion: Vg (Mcf) =
1000
*0.372
1000
Vg = volumen de gas perdido en los sistemas de baja presion: Vg (Mcf)
_ T2 *P *l\lo. de orificios de colada *Tiempo en que el orificio de colada esta abierto
60
6. Calculo de Cg = costo del gas perdido ($) = Vg *Pg
Costos indirectos calculados:
1. Calculo de Ce = costo de la excavacion adicional para la conexion
2. Calculo de Cp = costo de las conexiones de purgado ($)
3. Calculo de Cs = costo de los gastos ocultos de la interrupcion ($)
4. Calculo de Cf = costo de los accesorios ($)
5. Calculo de C, = costos indirectos ($) = Ce + Cp + Cs + C,
Costos totales calculados:
Calculo de Ctota|es = costo total ($) = Cg + Cpgas + C,
Fuente: Pipeline Rules of Thumb Handbook, p. 270 y p. 278
hr
min
-------
Cuadro 4: Panorama hipotetico y calculo de ejemplo de gas perdido y costo
de gas de purgado para el metodo de interruption e interconexion
Dada la siguiente informacion:
Una companfa de tuberfas requiere numerosas interrupciones o conexiones de hot tap como
se indicaa continuation:
Diametros de las tuberfas, pulgadas 4 8 10 18
Presiones de las tuberfas, psig 350 100 1,000 200
Longitudes de las tuberfas1, millas2 2132
Hot taps anuales3, numero 250 30 25 15
(1) Calcule: Vo = Volumen de gas natural perdido
\ipwj
Va (Met) = :
9 V ' 1 ,000
*p *| -±—\ *0.372
4 -*350*| |*0.372
1,000
Vg -22 Mcf
(2) Calcule: Vpgas = Volumen del gas purgado'
•i o--i
(Mcf) -
\/ I 183
"pgas
.
1.000
Vpgas = 2 Mcf
(3) Calcule: Valor de la perdida de gas por los metodos de interrupcion e interconexion
(incluyendo el gas purgado)
Costo = c g + cpga, = vg *pg + vpgas *ppgas
CoStO = ( 22 Mcf *|3/Mcf ) +( 2 Mcf *|4/Mcf )
Costo = $74 por cada uno de los metodos de interrupcion e interconexion de tuberfas de
4 pulgadas
1 Longitud del aislamiento entre las valvulas de bloqueo o tapones
2 La formula requiere la longitud en pies. 1 milla = 5,280 pies
3 El panorama se basa en la informacion de los participantes y los vendedores
4 El gas inerte se supone que es nitrogeno
-------
Una vez mas, los operadores individuales necesitaran consultar los registros de la
compania para determinar los procedimientos exactos y los factores a usar cuando
se realicen las interrupciones e interconexiones. Los procedimientos descritos
anteriormente son directrices generales para la evaluacion preliminar de los aspectos
economicos y pueden diferir entre companias. Algunos factores adicionales que
son especificos a la compania incluyen fugas de gas despues de las valvulas de la
tuberia en ambos extremes de la seccion fuera de servicio, el numero de tapones,
los orificios de colada para ventilacion y purgado, y el tipo de gas que se purga.
Las fugas son particularmente importantes ya que las valvulas de bloqueo de las
tuberias grandes pueden fugar volumenes significativos de gas porque se usan
con poca frecuencia y la silla de la valvula puede acumular desechos que inhiben el
sellado hermetico. El volumen de fugas es altamente variable, dependiendo del tipo
de valvula, la edad, la presion y el servicio de la tuberia (el gas seco causa mucho
menos corrosion y acumulacion de desechos que el gas humedo). Si la evaluacion
individual de un participante despues de los resultados de esta leccion aprendida
causa una justificacion marginal economica, entonces la experiencia de la compania
sobre la fuga de la valvula de la tuberia debera tomarse en cuenta para mejorar el
aspecto economico.
Paso 3: Calcular el costo de realizar un hot tap. Cuando se comparan con los
costos iniciales de hacer hot taps con el metodo de interrupcion e interconexion,
la unica diferencia significativa es el costo del equipo para hacer el hot tap. El
accesorio en T o la manga de envoltura completa, y la valvula tienen casi el mismo
costo para cualquiera de los metodos cuando la derivacion es esencialmente del
mismo tamano que la tuberia (la informacion de los tipos de accesorios y los costos
se muestran en el Apendice). El costo de soldar una manga de envoltura completa
es casi el mismo costo que soldar un accesorio T en una linea. El costo de mano
de obra por cortar en frio la tuberia y cortar el cupon de un hot tap es lo suficiente-
mente cercano para este tipo de evaluacion de viabilidad. Los costos de manteni-
miento se aplican solamente al equipo para hot taps, como el afilado del taladro
y la atencion y el reemplazo de otro equipo.
Las maquinas para hacer hot taps vienen en varies tamanos, y una maquina sola
puede realizar hot taps de 3 a 12 pulgadas. Pueden comprarse maquinas menos
caras para realizar hot taps mas pequenas (por ejemplo, 1 a 3 pulgadas). En general,
los costos de capital para comprar maquinas de hot taps que tipicamente usan las
companias de gas para las conexiones de los tamanos mas comunes fluctuan de
$13,200 a $23,000.
El costo de equipo normalmente es un gasto de capital hecho una sola vez y puede
depreciarse a lo largo de la vida util del equipo, generalmente 15 a 20 afios. Sin
embargo, cada compania debe calcular la depreciacion de la misma manera que
se usa para otras compras de equipo (por ejemplo, amortizada, sobre un periodo
fijo de tiempo). Esto debe considerarse en conjunto con la frecuencia con que la
maquina se usara en el future. Para tomar una determinacion, los operadores deben
consultar los registros de la compania para determinar el numero de veces que se
han realizado conexiones similares.
-------
Generalmente, una compania que realiza varies hot taps al ano encontrara que
es economico comprar el equipo, especialmente en tamanos hasta 12 pulgadas,
y mantener al personal adiestrado para realizar el servicio. Estos trabajos general-
mente son mas sencillos y requieren menos adiestramiento especializado que los
trabajos de hot taps mas grandes. Para los hot taps mas grandes y menos frecuentes
una compania podria considerar que es mas economico contratar a un contratista
que provea el equipo y el personal adiestrado. La mayoria de los vendedores de hot
taps proveeran todo el equipo necesario, incluyendo la maquina para taladrar, los
accesorios, las valvulas, los cortadores y los servicios de reparacion. La mayoria de
los vendedores tambien ofrecen servicios de contrato para trabajos mas grandes y
poco frecuentes, o alquilan el equipo de hot taps. Suministrando servicios auxiliares,
como excavacion, soldadura y gruas, puede reducirse el costo de usar un
contratista externo.
Otros factores, como el material y el grosor de la linea, la presion del sistema y
la temperatura tambien deben tomarse en cuenta cuando se determinan las alter-
natives de comprar el equipo para hacer hot taps o contratar contratistas. Una
compania debe evaluar con que frecuencia se usara el equipo de hot taps y si
lograran ahorros al comprar y dar mantenimiento al equipo y adiestrar a los
operadores.
El Cuadro 5 presenta variedades de costos de hacer hot taps al comprar el equipo
y al contratar los servicios. Las variaciones de costo mostradas incluyen todos los
materiales; los gastos adicionales seran en gastos de mano de obra y de manteni-
miento, segun se indica anteriormente. Los vendedores dicen que los costos de
operacion y mantenimiento pueden variar mucho, dependiendo del numero de
hot taps que se realicen y el cuidado al equipo y a los procedimientos.
10
-------
Tamano de
la conexion
Cuadro 5: Gastos de los hot taps
Costo de capital ($)
Maquina
Material
Costo de
servicio de
contratacion (!
Costos de operacion
y mantenimiento
del equipo ($/ano)
Hot taps
pequenos
13,200-
23,000
500-5,000
Hot taps
grandes
100,000-
200,0002
2,000-9,1202
1,000-4,000
1 Las maquinas de hot taps pueden durar de 5 a 40 anos. La compania puede realizar hasta
400 hot taps pequenos al ano.
2 La mayoria de las companies encontraran mas economico contratar por fuera los trabajos
mas grandes, y por lo tanto no incurrirfan en estos costos.
Nota: La information de costos fue proporcionada por los fabricantes y contratistas de hot taps.
Los precios se proporcionan solamente para las opciones mas economicas.
El Cuadro 6 muestra el costo del equipo, la operacion y el mantenimiento y los
servicios de contratista para realizar 320 hot taps al ano en un panorama hipotetico
descrito anteriormente en el Cuadro 4. La suposicion que se hizo fue que los hot
taps de 4", 8" y 10" (un total de 305 hot taps) los realizara la compania. Debido a
que solo se realizan unos cuantos hot taps de 18 pulgadas o mas grandes cada
ano, estos hot taps (un total de 15) se contrataran con vendedores. El costo de
equipo incluye el precio de compra de dos maquinas de hot taps pequenos (<12").
Para fines de esta leccion aprendida, el valor promedio de la compra, la operacion y
el mantenimiento y los servicios de contratacion indicados en el Cuadro 5 se usan
para completar el analisis de costo para el panorama hipotetico. De acuerdo con
estas suposiciones el costo total del equipo se calcula que sera $36,200, el costo
de operacion y mantenimiento $5,500 y los servicios de contratacion seran de
$37,500.
11
-------
Cuadro 6: Calculo del costo anual de los hot taps en el panorama hipotetico
Dada la siguiente informacion:
Costo de equipo por maquina = $18,1001
Costo de operation y mantenimiento por maquina = $2,7501
Costo de los servicios contratados por cada hot tap = $2,5001
Numero de maquinas de hot taps = 2
Numero de hot taps contratados = 15 (todos los hot taps de 12 pulgadasy mas grandes)
Calcule:
Costo total del equipo = $18,100* 2 = $36,200
Costo total de operation y mantenimiento = $2,750* 2 = $5,500
Costo de servicios de contratacion = $2,500 * 15 = $37,500
Costo promedio de las variaciones del Cuadro 5
Paso 4: Evaluar los beneficios de ahorro de gas de hacer un hot tap. El Cuadro
7 presenta los ahorros de gas natural y gas purgado relacionados con la colocacion
de hot taps en tuberias de alta presion de diametro chico y grande en el panorama
hipotetico de 320 hot taps al ano. Los valores se calculan usando las ecuaciones
del cuadro 3, multiplicadas por el numero de conexiones anuales. Las perdidas de
gas relacionadas con el metodo de interrupcion e interconexion son los ahorros
principales cuando estas conexiones se hacen mediante hot taps.
Cuadro 7: Ca
Panorama 1 de hot tap
Tuberias
Tuberia de 4", 350 psig,
2 millas de Imea
Tuberia de 8", 100 psig,
1 milla de Imea
Tuberia de 10", 1,000
psig, 3 millas de Imea
Tuberia de 18", 200
psig, 2 millas de Imea
Anual total
Iculo de ah
Numero
de hot
taps al
ano
250
30
25
15
320
orros anuales de gas
Ahorros de gas natural
Mcf por
hot tap
22
13
589
255
Mcf anuales
5,500
390
14,725
3,825
24,440
en el panorama hipotc
Ahorros de gas purgado 2
Mcf por
hot tap
2
4
19
41
Mcf anuales
500
120
475
615
1,710
•tico
Ahorro total
de gas3
$
18,500
1,650
46,075
13,935
80,160
1 Los tamanos y el numero de hot taps del panorama presentado en el Cuadro 4.
2 Ejemplo de tuberia de 4 pulg. interconectada mostrada en el Cuadro 4.
3 Valor del gas natural a $3 por Met, gas inerte (nitrogeno) con valor de $4 por Met.
12
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Paso 5: Comparar las opciones y determinar los aspectos economicos
de hacer hot taps. El analisis economico mostrado en el Cuadro 8 compara el
costo significativo y las diferencias de beneficios entre el metodo de hot tap y el
de interrupcion e interconexion en el panorama hipotetico de 320 hot taps al ano.
El costo significativo de la compra, la operacion y el mantenimiento del equipo de
hot taps y/o contratar los servicios para realizarlos. En este panorama, ambos
costos se incluyen: la compra de dos maquinas de hot taps por $36,200 por
tamanos mas pequenos y servicios contratados de 15 hot taps mas grandes a
$37,500 al ano. Las maquinas de hot taps compradas se operan y mantienen
con $5,500 al ano. Todos estos costos se calculan en el Cuadro 6. Muchos gastos,
incluyendo el costo de los accesorios, las valvulas y la mano de obra basica, se
supone que son similares en ambos procedimientos, el metodo de hot taps y de
interrupcion, y por lo tanto pueden excluirse del analisis comparativo. Un analisis
mas completo puede realizarse evaluando e incluyendo los costos "ocultos"
especificos de la compania de acuerdo al Cuadro 3.
Las diferencias significativas de los beneficios son la reduccion de perdida de gas
natural eliminando la ventilacion y el gas inerte de purgado en el procedimiento de
interrupcion e interconexion. Como se resume en el Cuadro 7, los ahorros anuales
de gas natural son un total de 24,440 Mcf en el panorama hipotetico de hot taps,
con un valor de $73,320 al ano a $3 por Mcf de precio del gas. Los ahorros anuales
de gas inerte de 1,710 Mcf tienen un valor de $6,840 al ano a $4 por Mcf de nitro-
geno, lo que da un beneficio total anual de $80,160. Los beneficios adicionales de
evitar las fugas de gas a traves de las valvulas de bloqueo de las tuberias durante
el procedimiento de interrupcion e interconexion mejorara aun mas los beneficios
economicos del metodo de hot tap.
Cuadro 8: Comparacion del analisis economico de los
hot taps con la interrupcion
Costo de capital, $
Costo de servicio
de contrato, $
Costo de operacion
y mantenimiento, $
Costo total, $
Ahorros de gas natural, ($)
Ahorros de gas inerte, ($)
Beneficios netos $
Plazo de recuperacion
de la inversion (meses))
IRR
NPV1
AnoO
(36,200)
0
0
(36,200)
(36,200)
Ano 1
0
(37,500)
(5,500)
(43,000)
73,320
6,840
37,160
Ano 2
0
(37,500)
(5,500)
(43,000)
73,320
6,840
37,160
Ano 3
0
(37,500)
(5,500)
(43,000)
73,320
6,840
37,160
Ano 4
0
(37,500)
(5,500)
(43,000)
73,320
6,840
37,160
Ano 5
0
(37,500)
(5,500)
(43,000)
73,320
6,840
37,160
12
113%
$104,665
1 Valor neto presente (NPV) basado en una tasa de descuento de 10% por 5 anos.
13
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En conclusion, se ha descubierto que hacer hot taps es mas economico que
el metodo de interrupcion e interconexion. Incluso cuando el sistema tiene que
sacarse de servicio, el metodo de hot taps presenta oportunidades para ahorrar
tanto tiempo como dinero. Aunque el metodo de hot tap es una practica que las
companias han realizado historicamente por razones que no son los ahorros de gas,
la consideracion de los beneficios de la reduccion de metano con frecuencia pueden
servir para justificar el metodo de hot tap en lugar del procedimiento de interrupcion
e interconexion en una variedad de circunstancias.
Experiencia de un vendedor
Un vendedor informa que, para un cliente de transmision de gas, un dia de servicio
de gas en una tuberia de gas natural de 36" funcionando a 1,000 psig tiene un valor
de $365,000 en ingreso bruto. Tardaria aproximadamente 4 dias realizar la conexion
de interrupcion a un costo de $1.5 millones, sin incluir el costo de la ventilacion del
contenido de la tuberia para poder desempenar la conexion con interrupcion. Una
conexion hot tap eliminaria esta perdida de ingreso al permitir tener servicio sin
interrupcion.
Lecciones
aprendidas
Las tuberias generalmente pasan por varias transformaciones cada ano. Realizar
hot taps para hacer estas conexiones e instalaciones puede reducir las emisiones
de metano de las tuberias y aumentar los ahorros y la eficiencia. Las siguientes son
varias lecciones aprendidas con frecuencia por los participantes y los vendedores
de hot taps:
* El metodo de hot tap lo han realizado companias de transmision y distribucion
durante decadas. Al evaluar los ahorros de gas relacionados con esta practica,
el metodo hot tap puede usarse en muchas situaciones en donde ordinaria-
mente no se habria usado.
* El lugar para la soldadura de la derivacion debe estar libre de corrosion general,
fracturas de corrosion de estres y laminaciones.
* Los hot taps no deben realizarse junto a la parte superior de equipo giratorio o
las valvulas automaticas de control, a menos que dicho equipo este
protegido de los cortes mediante filtros o trampas.
* Para los hot taps en las tuberias de acero, los accesorios generalmente
consisten en una conexion de derivacion soldada. Sin embargo, cuando se
hace un hot tap en hierro fundido, cemento de asbesto o concrete, el accesorio
no puede soldarse al cabezal existente. Deben emplearse tecnicas alternativas
de adhesion de accesorios, como una manga dividida de compresion de hierro
fundido o una silla mecanica de union.
* Para los sistemas de plastico, el operador debe garantizar que los accesorios
de hot tap sean compatibles con el tipo de tuberia de plastico en el sistema
y deben usarse los metodos adecuados de union. Los vendedores pueden
suministrar accesorios adecuados y herramientas para casi cualquier tipo
de sistema de plastico.
* Si no se ha realizado un hot tap en el pasado, el procedimiento debe
prepararse y adiestrarse al personal. Asegurese de incluir instrucciones rela-
cionadas con posibles aberturas o fracturas de hidrogeno durante el soldado.
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-------
Todo el equipo debe cumplir con las normas minimas federales y de la industria
para los requisites de presion, temperatura y operacion.
Si las condiciones de temperatura, presion, composicion de la tuberia o el
diametro del hot tap se descubren que son inusuales para su sistema,
asegurese de consultar al fabricante del equipo de hot taps o los accesorios.
Los codigos industriales y federales y las normas deben consultarse para
encontrar especificaciones mas precisas (por ejemplo, ASME B31.8, API 2201,
API 1104, API D12750, 49 CFR 192).
Registre las reducciones de emisiones relacionadas con el uso de hot taps
y presenters con su Informe Anual de Natural Gas STAR.
Nota: La informacion de costo provista en este documento se basa en calculos
para Estados Unidos. Los costos de equipo, mano de obra y el valor del gas
variaran dependiendo del lugar, y podrian ser mayores o menores que en los
Estados Unidos. La informacion sobre costo presentada en este documento
solamente debe usarse como guia al determinar si las tecnologias y las
practicas son convenientes economicamente para sus operaciones.
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American Petroleum Institute. Procedures for Welding or Hot Tapping on Equipment
in Service. API Recommended Practice 2201, terceray cuarta edicion, octubre de
1985 y septiembre de 1995.
American Petroleum Institute. Welding of Pipelines and Related Facilities, Publicacion
No. 1104, 19a edicion, septiembre de 1999.
American Society of Mechanical Engineers (ASME). ASME Code for Pressure Piping,
B3I, ASME B31.8-Edicion 1995.
Bruce, William A. Edison Welding Institute. Contacto personal.
Burns, David. TransCanada Hot Taps. Contacto personal.
Chaput, James. Michigan Gas. Contacto personal.
Chila, Vern. International Piping Services Company. Contacto personal.
Davaney, Tom. Con Edison. Contacto personal.
Doig, Deanna. TransCanada Alberta System, TransCanada Pipelines. Contacto
personal.
Hranicka, Anthony. Con Edison. Contacto personal.
Hydra-Stop, Inc. A Pressure Installation Primer: Basic Information and Procedures for
Line Tapping and Linestopping.
LaShoto, Paul. Bay State Gas. Contacto personal.
McAllister, E.W. Editor. Pipeline Rules of Thumb Handbook. Cuarta edicion, Gulf
Publishing Company.
McElligott, John A., John Delanty, y Burke Delanty, "Use of Hot Taps for Gas
Pipelines Can be Expanded," Oil and Gas Journal, 11/30/98.
McMicken, Mike and Brian Boucher. Team Industrial Services, Inc. Contacto
personal.
Petolick, Don and Gary Vanderhye. Hydra-Stop, Inc. Contacto personal.
Rodgers, Erick. Topaz Inc. Contacto personal.
Smith, Sharlye. Mueller Co. Contacto personal.
Vandervort, Dal and T.D. Williamson. Inc. Contacto personal.
Venugopal, Shrikanth. TransCanada Transmission. Contacto personal.
Tingley, Kevin. Programa Natural Gas STAR de EPA. Contacto personal.
Codigo de Reglamentos Federales de Estados Unidos. Titulo 49, Parte 192 (49 CFR
192), Subparte D, "Transportation of Natural and Other Gas by Pipeline: Minimum
Federal Safety Standards; Design of Pipeline Components".
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Apendice:
Informacion
complementaria
Valvulas. Las valvulas usadas en hot taps generalmente son valvulas de globo de
abertura completa o de compuerta de curia. Los proveedores de tuberias pueden
usualmente proporcionar los precios de las valvulas y los accesorios, si se ofrece la
informacion del panorama incluyendo el tamano de la tuberia, el tamano de la salida
y el contenido de la linea, la presion y el material.
Tes/accesorios. Existen varies tipos diferentes de accesorios mecanicos y soldados
que corresponden al metodo de hot tap incluyendo niple soldado, niple roscado,
niple ensamblado, tes roscada o silla de envoltura completa. Los accesorios de hot
tap mas comunes son las mangas divididas de acero hierro fundido. Los accesorios
por lo general varian de precio por su tamano, clasificacion de brida (ANSI/presion)
y cualquier caracteristica especial. Los costos de los accesorios con los vendedores
tipicos se presentan a continuacion.
TD Williamson - Costo de una T dividida completa ($)
Tamano (tuberia x salida)
16"x16"
18"x18"
20"x20"
24"x24"
30"x30"
40"x16"
60"x16"
$2,000
$3,000
$5,000
$6,000
$9,000
$2,500
$2,500
Los calculos de precio son para una clasificacion de 300#.
Los accesorios tambien estan disponibles para clasificaciones de bridas 150#, 400#, 600#,
900# y 1 ,500# y tamanos de 1 " x 1 " a 96" x 96".
Topaz - Costos de T de hot taps ($)
Tamano
(tuberia x salida)
2"x2"
4"x4"
12"x12"
20"x20"
12"x4"
20"x8"
150# clasificacion
de brida
$386
$407
$1,394
$3,645
$1,248
$1,428
300# clasificacion
de brida
$399
$428
$1 ,484
$3,857
$1,251
$1 ,468
600# clasificacion
de brida
$443
$481
$1,624
$4,290
$1,347
$1,521
Hay accesorios disponibles para otros tamanos.
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Topaz - Costo de silla de envoltura completa ($)
Tamano (tuberia x salida)
2"x2"
4"x4"
12"x12"
20"x20"
12"x4"
20"x8"
40"x16"
Partel
$227
$227
$645
N/A
$594
$1 ,303
N/A
Parte2
$189
$189
$539
$1,306
$495
$1,076
$3,493
Hay accesorios disponibles para otros tamanos.
Uno de los posibles costos ocultos en la conexion de interrupcion, si no puede
suministrarse gas de fuentes alternativas, puede ser el costo de reencendido de
los consumidores. Este proceso requerira dos visitas, una para cerrar el gas y la
segunda para volver a encender el piloto. Por lo general, una visita a un consumidor
residencial puede tardar 15 a 30 minutos, y una visita a un consumidor comercial
o industrial tardaria aproximadamente 1 hora. De acuerdo con la Oficina de
Estadisticas de Trabajo, un empleado recibiria un pago de aproximadamente
$9.75 por hora por este trabajo.
Costo de volver a encender el piloto = [(No. de consumidores residenciales) *
(0.38 horas)] + [(No. de consumidores comerciales e industriales) * (1 hora)] *
$9.75/hora
Podria no ser posible realizar la conexion de interrupcion durante las horas optimas.
La programacion y la planificacion adicional podria tener que estar completa para
programar la construccion y la excavacion adicional necesaria para sacar de servicio
la linea, pagar horas adicionales a los empleados y publicar la interrupcion del servi-
cio a los consumidores. Estos costos son variables y dependeran de la compania y
los factores internes.
Existen otros costos adicionales, como la programacion, la mano de obra, las horas
adicionales de trabajo y la publicidad, pero son especificas para cada compania y
estan fuera del alcance de este estudio. Estos costos pueden calcularse de acuerdo
a experiencias con interrupciones pasadas. El operador debe examinar los registros
pasados para determinar que costos, si corresponde, se evitaran al realizar un hot
tap en lugar de una conexion sacando de servicio la linea.
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dEPA
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