guia de entrenamiento nivel

EQUIPO DE SERVICIOS PETROLEROS GUIA DE ENTRENAMIENTO NIVEL

PARA TECNICOS – EASY2 B-RH6-GE-010

1: INTRODUCCIÓN

La intención de este plan de entrenamiento es guiar al técnico en la información y conocimiento necesario que le permitirá ser evaluado como competente en la ejecución de los procedimientos Standard para el mantenimiento, cálculos para nivel e instalación de transmisores de nivel de las diferentes tecnologías aplicadas en la industria, definidos para los técnicos instrumentistas. El entrenamiento y subsiguiente evaluación incluirá todos los estándares de desempeño aplicables relacionados con las cinco secciones del estándar. 1. Implementación de los Procedimientos y Ajustes de Mantenimiento. 2. Destreza para la Sesión de Preguntas y Detección de Fallas. 3. Sistemas de Inspección y Reparación para Restaurar al Desempeño Requerido 4. Volver a su estado de Servicio mediante el Retiro y la Reposición de Componentes 5. Monitorear y Evaluar el Desempeño y la Condición del Equipo

Cargo:

Instrumentista I & II

Elemento: Nivel

Asesor: Edwin Mendoza

Asesor Alterno: Saúl Sepúlveda, Yimiz Zabala, Rafael Ospino,

Carlos Barón, Wilmar Arroyave.

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2: LIMITES Los límites que abarca este plan son: Incluye ** Transmisores de nivel tipo celda de presión diferencial. ** Transmisores de nivel tipo desplazador. ** Transmisores de nivel tipo capacitivo. ** Transmisores de nivel tipo radar. ** Transmisor de nivel tipo magneto restrictivo. ** Cálculos de nivel para las diferentes aplicaciones. ** Switch de nivel. ** Controladores de nivel

Describir que equipos incluye la guía ** Transmisores de presión diferencial para medición de tanques abiertos y cerrados. (Incluye con capilar). ** Transmisores de desplazador neumáticos y electrónicos, para medición en tanques de líquidos e interfase. ** Transmisores de nivel tipo capacitivo. ** Transmisores de nivel tipo radar. ** Transmisor de nivel magneto restrictivo. ** Cálculos de nivel (Con pierna húmeda, pierna seca, nivel de presión diferencial para tanques cerrados, para esferas, interfase, elevación y elevación) ** Switch de nivel tipo flotador, magnéticos, capacitivos. ** Controladores de nivel Foxboro 43AP

3: PRE-REQUISITOS

Evaluaciones EASY prerrequisito: El técnico debe haber realizado las pruebas de conocimiento EASY en la variable de nivel para acceder a la certificación EASY2. Entrenamientos internos o externos pre-requisito para ser certificado en este elemento.





** El técnico debe realizar auto-entrenamiento y adquirir los conocimientos necesarios para lograr la certificación en este elemento. En caso de dudas en el desarrollo de dicho autoentrenamiento y preparación, será soportado por el asesor de esta guía. ** Entrenamiento en manejo de documentación técnica (Diagramas de causa efecto, Diagramas de lazo, Interpretación de PI&D). ** Entrenamiento en Metrología básica ** Entrenamiento en uniones bridadas Certificaciones en HSE: El técnico debe haber completado las siguientes competencias en HSE, para poder acceder a la certificación EASY2. ** Certificación como Autoridad ejecutante. ** Certificación en Monitoreo de Atmósferas. ** Certificación en trasiego de fluidos. ** Certificación en manejo defensivo. ** Certificación en uniones tubing. ** Certificación en Análisis de riesgo 3: DESCRIPCIÓN

Generalidades del Equipo Max. 2 paginas (Ej. funciones del equipo, su principio de funcionamiento, partes principales.) PRINCIPIO DE OPERACIÓN Principio de medición tipo radar

El sistema de antenas emite y recibe las microondas ultracortas que se reflejan en la superficie





del producto. Las señales se transmiten a la velocidad de la luz, siendo el tiempo entre la emisión

y la recepción de las mismas proporcional al nivel de llenado del recipiente. Gracias al

procedimiento de propagación especialmente desarrollado para tal fin, se pueden medir de forma

fiable y exacta incluso intervalos de tiempo extremadamente cortos. Los sensores de radar

funcionan con poca potencia en las bandas de frecuencia C y K.

Principio de Operación de presión diferencial.

El medidor de presión diferencial consiste en un diafragma en contacto con el líquido del tanque,

que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del tanque. En un tanque abierto, esta

presión es proporcional a la altura del líquido en ese punto y a su peso específico. Es decir, P = H

· · g, en la que P es la presión, H la altura del líquido sobre el instrumento, su densidad y g la

aceleración de la gravedad. El diafragma forma parte de un transmisor neumático, electrónico o

digital de presión diferencial semejante a los transmisores de caudal de diafragma.

En el tipo más utilizado, el diafragma está fijado en una brida que se monta rasante al tanque

para permitir sin dificultades la medida de nivel de fluidos, pudiendo ser incluso de montaje

saliente para que el diafragma no esté en contacto con las paredes interiores del tanque tal

como ocurre en el caso de líquidos extremadamente viscosos el cual se instalan con separadores

para facilitar su mantenimiento y con sistemas de calentamiento alrededor de las cámaras para

evitar errores en la medición por acumulación de sólidos. Hay que señalar que el nivel cero del

líquido se selecciona en un eje a la altura del diafragma. Si el instrumento se calibra en el tanque,

el 0 % del aparato debe comprobarse con el nivel más bajo en el borde inferior del diafragma, ya

que entre el borde inferior y superior del diafragma la señal de salida no está en proporción

directa al nivel. Otro tipo es el manómetro diferencial cuyo funcionamiento equivale al transmisor

de diafragma.

En el caso de que el tanque esté cerrado y bajo presión, el nivel no es un simple reflejo de la

presión hidrostática. La determinación de la presión en un punto del líquido comprende tanto el

peso o presión del líquido como la presión del gas o vapor que queda sobre el líquido del tanque

cerrado. Es importante considerar que se debe corregir la indicación del aparato para la presión

ejercida sobre el líquido, debiendo señalar que la lectura será muy poco precisa, si la presión es

grande. A menudo, suele conectarse un tubo en la parte superior del tanque y medir la diferencia





de presiones entre la toma inferior y la superior, utilizando transmisores de presión diferencial.

Cuando los gases o vapores encima del líquido son condensables, la línea desde la toma

superior se llena gradualmente con el condensado hasta llenar todo el tubo, en cuyo caso la

tubería a la derecha del transmisor de las tendrá mayor presión que la tubería izquierda y, por lo

tanto, habrá que cambiar las conexiones del instrumento ya que este indicará bajo cuando el nivel

sea alto y viceversa. En efecto, según se puede ver en la tenemos que P = (H - h)· ,para h = 0

y p = H.

Principio de Operación de transmisores tipo desplazador.

Este tipo de medidor de nivel consiste en un flotador parcialmente sumergido en el líquido y

conectado mediante un brazo a un tubo de torsión unido rígidamente al tanque. Dentro del tubo y

unido a su extremo libre se encuentra una varilla que transmite el movimiento de giro a un

transmisor exterior al tanque. El tubo de torsión se caracteriza fundamentalmente porque el

ángulo de rotación de su extremo libre es directamente proporcional a la fuerza aplicada, es decir,

al momento ejercido por el flotador. El movimiento angular del extremo libre del tubo de torsión es

muy pequeño, del orden de los 9º. El tubo proporciona además un cierre hermético entre el

flotador y el exterior del tanque donde se dispone el instrumento receptor del par transmitido.

Según el principio de Arquímedes, el flotador sufre un empuje hacia arriba que viene dado por la

fórmula F = S H g, en la que F es el empuje del líquido, S la sección del flotador, H la altura

sumergida del flotador, la densidad del líquido y g, la aceleración de la gravedad. El momento

sobre la barra de torsión está dado por M = (S H g - P) l, donde l es el brazo del tubo de torsión

y P el peso del flotador.

Tal como se puede ver en la expresión anterior, al aumentar el nivel, el líquido ejerce un empuje

sobre el flotador igual al volumen de la parte sumergida multiplicada por la densidad del líquido,

tendiendo a neutralizar su peso propio, así que el esfuerzo medido por el tubo de torsión será muy

pequeño. Por el contrario, al bajar el nivel, una menor parte del flotador queda sumergida, de

modo que la fuerza de empuje hacia arriba disminuye, resultando una mayor torsión.

El instrumento se puede utilizar también en la medida de interfase entre dos líquidos inmiscibles





de distinta densidad, como por ejemplo agua y aceite. En este caso el flotador es de pequeño

diámetro y de gran longitud, y está totalmente sumergido. El peso del volumen desplazado por el

flotador, es decir, el empuje, se compone entonces de dos partes: el líquido más denso en la parte

inferior y el menos denso en la parte superior, con una línea de separación (interfase) de la que

depende el par de torsión proporcionado al transmisor exterior. En efecto, si x es la zona del

flotador inmersa en el líquido de mayor densidad, l es la longitud total del flotador, y 1, 2 son las

densidades de los líquidos, entonces el empuje hacia arriba estará dado por F = Sx * 1 *g +S(l -

x) * 2 *g.

Claramente, este empuje depende del nivel relativo de separación de los dos líquidos y que la

amplitud de medida está determinada por la diferencia entre las dos densidades de los líquidos:

Fmax - Fmin = S l 1 g - S l 1 g= Sl (1 - 2) g. Las dimensiones relativas del flotador, es decir,

longitud y diámetro, dependerán de la amplitud de medida seleccionada.

El movimiento del brazo de torsión puede transmitirse por medio de un eslabón a un transmisor

neumático o electrónico de equilibrio de fuerzas, o digital, permitiendo en la conexión una

compensación mecánica o digital para el peso específico del líquido. Este movimiento lineal,

causa una rotación en el tubo de torsión y el sensor (Transformador diferencial de rotación

variable o transformador diferencial de desplazamiento lineal). Este cambio de rotación o

desplazamiento produce un cambio en una señal eléctrica que es amplificada y rectificada para

producir una señal estándar de nivel.

Principio de Operación de transmisores Capacitivos.

El medidor de capacidad mide la capacidad del condensador formado por el electrodo sumergido

en el líquido y las paredes del tanque. La capacidad del conjunto depende linealmente del nivel

del líquido. En los fluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad total del

sistema se compone de la del líquido, la del gas superior y la de las conexiones superiores. En

fluidos conductores con una conductividad mínima de 100 microhmios/c.c, el electrodo está

aislado usualmente con teflón interviniendo las capacidades adicionales entre el material aislante

y el electrodo en la zona del líquido y del gas.

El circuito electrónico (puente de capacidades) alimenta el electrodo a una frecuencia elevada, lo





cual disminuye la reactancia capacitiva del conjunto y permite aliviar en parte el inconveniente del

posible recubrimiento del electrodo por el producto. El sistema es sencillo y apto para muchas

clases de líquidos. Sin embargo, hay que señalar que en los fluidos conductores, los sólidos o

líquidos conductores que se encuentran en suspensión o emulsión, y las burbujas de aire o de

vapor existentes, aumentan y disminuyen respectivamente la constante dieléctrica del fluido

dando lugar a un error máximo de 3% por cada tanto por ciento de desplazamiento volumétrico.

Por otro lado, al bajar el nivel, la porción aislante del electrodo puede quedar recubierta de líquido

y la capacidad adicional que ello representa da lugar a un error considerable.

Principio de Operación de Switch de Nivel.

El interruptor de nivel opera por el flotador, que con el cambio de nivel, desplaza el imán que

opera el microswitch, cápsula de mercurio o switch neumático; o por uno o varios desplazadores,

mismos que se desplazan a lo largo de la varilla o cable de extensión y al ser elevado de su

posición original por el incremento de nivel del fluido; al llegar a los topes superiores, actúan un

magneto (imán) cuyo campo magnético opera los micro interruptores, cápsula de mercurio o

interruptor eléctrico (micro switch). Al disminuir el nivel del fluido, el flotador tiende a bajar por su

contacto con el fluido y seguirá bajando, hasta que por el peso del mismo opere nuevamente los

micro interruptores, cápsula de mercurio o switch neumático al quedar fuera del campo magnético

del magneto. Lo mismo ocurre con los desplazadores que al desplazarse hacia abajo al ir bajando

el nivel del fluido y llegar a los topes inferiores, operan los micro interruptores, o cápsula de

mercurio.

Las diferenciales a controlar (interruptores con desplazadores) pueden ser ajustables según las necesidades

del proceso, únicamente relocalizando los topes superiores e inferiores del desplazador o desplazadores hasta

obtener el punto o puntos de control deseado dentro de los limites de la longitud de la varilla o cable de

extensión.





5: DOCUMENTACIÓN

Links a los manuales o presentaciones que contienen la información (no incluir procedimientos) Nombre del Documento Link Isolucion /

Ubicación Contenido del documento

Autoentrenamiento en principios para medición de nivel.

EASY2

Cálculos para niveles Isolucion

6: PROCEDIMIENTOS

Relacione los procedimientos que apliquen a cada sección, los formatos de registro que se deben llenar como control de calidad y los AST relacionados al procedimiento 6.1 Mantenimiento y Ajustes

Tarea Link Isolucion ** Procedimiento para mantenimiento preventivo en transmisores de nivel desplazador magnetrol tipo desplazador.

B-OM3-IN-071

** Procedimiento para mantenimiento preventivo en transmisores de nivel desplazador Masoneilan neumáticos.

B-OM3-IN-065

**Procedimiento para mantenimiento preventivo en transmisores de nivel desplazador Fisher neumáticos.

B-OM3-IN-052

** Procedimiento para mantenimiento preventivo de transmisores de nivel presión diferencial.

P-OM3-IN-286

** Procedimiento para mantenimiento preventivo transmisores de nivel presión diferencial con capilar.

B-OM3-IN-045





** Procedimiento para mantenimiento preventivo transmisores de nivel radar magnetrol Orion.

B-OM3-IN-062

** Procedimiento para mantenimiento preventivo de transmisores de nivel magnetorestricitivo.

B-OM3-IN-051

** Procedimiento para mantenimiento preventivo a switches de nivel tipo flotador.

B-OM3-IN-066

** Procedimiento para mantenimiento preventivo de transmisores de nivel KTECK.

B-OM3-IN-048

** Procedimiento para mantenimiento preventivo en transmisores de nivel desplazador drexelbrook tipo capacitivo.

B-OM3-IN-057

** Procedimiento para mantenimiento preventivo a switches de nivel tipo capacitivo.

B-OM3-IN-001

** Procedimiento para mantenimiento preventivo en transmisores de nivel desplazador Fisher electrónicos

B-OM3-IN-058

** Procedimiento para realizar cálculos de nivel. B-OM3-IN-056

6.2 Identificación de fallas

Tarea Link Isolucion

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel magnetrol tipo desplazador.

B-OM3-IN-067

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel Masoneilan neumáticos.

B-OM3-IN-046

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel desplazador Fisher neumáticos.

B-OM3-IN-055

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel presión diferencial.

P-OM3-IN-304

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel presión diferencial con capilar.

B-OM3-IN-044

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel radar magnetrol

B-OM3-IN-061





Orion.

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel magneto restrictivo

B-OM3-IN-050

** Procedimiento para identificación de fallas en switches de nivel tipo flotador.

B-OM3-IN-068

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel KTECK.

B-OM3-IN-054

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel drexelbrook tipo capacitivo.

B-OM3-IN-059

** Procedimiento para identificación de fallas en switches de nivel tipo capacitivo.

B-OM3-IN-069

** Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de nivel desplazador Fischer electrónicos.

B-OM3-IN-060





7: Preguntas de Auto-Evaluación

Implementación de los Procedimientos y Ajustes de Mantenimiento

1. P Como realizar el mantenimiento a un nivel de desplazador que mide interfase, con un rango de 32”, GE = 0.82 y supresión de 10”.

R Procedimiento para mantenimiento de niveles de interface y procedimiento para

cálculos de nivel.

2. P Como se realiza mantenimiento preventivo a un transmisor tipo radar y explique los parámetros que son críticos para asegurar una buena medición.

R Procedimiento para mantenimiento a transmisores tipo radar

3. P Como se calibra un transmisor de presión diferencial que tiene pierna húmeda.

Span de 32”, GE de la pierna húmeda de 1.1 y una supresión de 10”

R Procedimientos para Cálculos para niveles con pierna húmeda.

4. P Se tiene un transmisor de nivel para medir en un tanque cerrado. Se necesita

instalarlo y calibrarlo con una elevación de 10”, un span de 32” y una GE = 0.82. La toma de baja esta propensa a formación de condensados. Que consideración debe tomarse para instalar correctamente si es un transmisor de presión diferencial.

5. P Como se realiza el mantenimiento de un switche de nivel , tipo flotador.

R Procedimiento para mantenimiento de suiches de nivel





7: Preguntas de Auto-Evaluación (cont)

Destreza para la sesión de preguntas y detección de fallas

1. P Se tiene un nivel de desplazador neumático el cual la salida no cambia con las variaciones de nivel. Explique tres fallas potenciales del equipo y la secuencia de revisar dichas fallas.

R Procedimiento para identificación de fallas en nivel tipo desplazador.

2. P Se tiene un nivel tipo radar el cual está presentando variaciones en la medición

de nivel. Explique 2 posibles causas por el cual se esté presentando esta falla.

R Procedimiento para identificación de fallas en niveles tipo radar

3. P En un medidor de nivel de presión diferencial con cámaras de extensión que

mide nivel de crudo, al sacarlo de servicio queda marcando nivel. Determine 2 posibles causas y la forma de corregir esta falla.

R Procedimiento para identificación de fallas en transmisores de presión diferencial

con extensión.





9: Control de Documentos

Historia de Revisión Fecha de Revisión

Revisado/ Revisado por

Aprobado por

Fecha de Aprobación / Revisión

MOC # Descripción del Cambio

Febrero-15-07

Yimis Zabala Edwin Mendoza

Desarrollo Inicial

8: Acciones a Observar o Pedir Documentación



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