Una Tubería con Precedentes
REVISTA DEDICADA AL NÍQUEL Y A SUS APLICACIONES
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STAINLESS STEEL PIPE positioned along the route of an 11-kilometre-long waterline in Mesa Verde National
Park, Colorado, U.S.A.
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CONFINED SET-UP for equipment to directionally drilling a hole, two metres below surface for
the water pipeline.
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DRILL RIG used to drill and ream the hole to its final diameter and to pull the strings of stainless
steel pipe into the hole.
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THE DRILL BIT is the only part of the drill string that rotates during directional drilling.
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STAINLESS STEEL PIPE, 168 millimetres (mm) in diameter and 7 mm in wall thickness (6-inch
Schedule 40) was supplied in 16-metre lengths.
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SOME OF THE HARDWARE needed to complete the 11-kilometre-long waterline.
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DEDICATED WELDING STATION where pipe was joined by welding into strings up to 500 metres in
length.
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ALL WELDING was manual GTAW.
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DISTURBANCE OF THE NATURAL environment was minimized by reducing the size and number
of trenches needed to join long strings of pipe.
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El acero inoxidable con contenido de níquel ha sido utilizado por primera vez para construir una
tubería subterránea de agua potable en los Estados Unidos.
By Steve Lamb
Nickel magazine, October, 2003 -- El Servicio Nacional de Parques en los Estados
Unidos recientemente se enfrentó con un reto en el Parque Nacional Mesa Verde ¿Cómo transportar la nieve
derretida en agua de manera segura desde la magnificente cabecera de la falda de la montaña del sudoeste de
Colorado a una planta de tratamiento de agua dentro de los límites del parque sin alterar la belleza natural
del área?
El Parque Mesa Verde es la primera herencia mundial de los Estados Unidos, y ha sido sede de cientos de villas de piedra de 700 años, las cuales están acomodadas por encima de salientes acantilados. Dado que es considerado una maravilla arqueológica, el cavar una zanja de 11 kilómetros de largo para una tubería de agua a través del área estaba fuera de lugar. Un método para perforar de manera horizontal fue entonces pensado para el plan.
El perforar direccionalmente involucra el operar un taladro de manera horizontal. Las barras del taladro no giran; en cambio, simplemente empujan un taladro giratorio a través del suelo del terreno. En este caso, el paso inicial era hacer una perforación de 8 centímetros de ancho por debajo de la superficie. Entonces se utilizó una cabeza de taladro más grande y se empujó por la perforación. Al llenarlo con el lodo del agujero y con arcilla de bentonita, una capa dura se formaría alrededor de la tubería cuando ésta se secara. Dependiendo del terreno y de las condiciones del suelo, una sección de tubería de 500 metros puede ser instalada utilizando ésta técnica en un lapso de 96 horas a una semana. Se necesita más tiempo para perforar a través del adoquín, el cual tiene un contenido mayor de piedras y de rocas. Esto puede resultar en perforaciones inestables o derrumbes.
Además de esta técnica de perforación, los ingenieros del proyecto, Ingenieros RTW, especificaron un material que es nuevo en esta aplicación en Estados Unidos acero inoxidable S31600, con contenido de níquel en un 12%. El acero inoxidable fue abastecido en longitudes de 16 metros en comparación con las longitudes de 6 metros de otros materiales, y soldado al final de cada longitud, resultando con esto muy pocas uniones. También, la línea completamente soldada ofrecía menos oportunidad a que el agua goteara. El Polietileno de Alta Densidad (HDPE, por sus siglas en inglés) no podía soportar las altas presiones involucradas. Con una diferencia de elevación de 760 metros, las presiones fueron en un orden de 1.3 megapascales. Un dúctil acero fundido era muy voluminoso y pesado para ser utilizado en combinación con la perforación con cierta dirección. Otras ventajas del acero inoxidable en este proyecto incluían lo siguiente:
- La tubería de acero inoxidable podría ser soldada en el mismo lugar en longitudes de hasta 500
metros.
- Podía ser unida por si misma a bombas y válvulas usando una amplia variedad de técnicas de unión,
incluyendo soldadura mecánica y por flama.
- Las llaves, acoplamientos y prensas de sujeción también están disponibles en acero inoxidable (Standard
AWWA C223 y C606).
- Su ductilidad y flexibilidad permiten que resista el movimiento del suelo.
- No se rompe o cuartea con un clima frío.
- Mantiene la calidad del agua (según el Instituto Nacional Standard Nacional de América / Fundación
Nacional de Higiene 61 standard de agua potable), así que no se requiere otro tratamiento de agua que el de
clorhidración.
- Se espera que tenga un largo ciclo de vida con muy poco mantenimiento. No fue necesario recubrir la superficie externa del inoxidable, a pesar de que instalaron ánodos para asegurar la larga vida en los diferentes tipos de suelo.
La tubería de acero inoxidable de 150 milímetros (mm) de diámetro y 8 mm de espesor en sus paredes (6 pulgadas, clasificación 40) fue suministrada por Marcigaglia USA con las puntas cubiertas. Estas longitudes fueron completamente soldadas (4 capas soldadas) dentro de longitudes de 150 a 500 metros, listas para la inserción a la perforación con cierta dirección. Las secciones de la tubería fueron unidas por el uso de acoplamientos de acero inoxidable S30403 y tiras soldadas al diámetro externo (OD, por sus siglas en inglés) de la tubería o de las válvulas. Toda la soldadura fue manual GTSW y todas las soldaduras fueron completamente radiografiadas (solamente dos soldaduras fueron rechazadas en los 11 kilómetros de la soldadura). La equivocación de estas actividades fue proporcionada por PBS&J.
Los accesorios fueron soldados en el área y por debajo utilizando una cobertura de gas argón. Las conexiones fueron unidas por soldadura al diámetro externo de la tubería. Los gases de argón fueron utilizados para proteger el diámetro interno (ID, por sus siglas en inglés) y diámetro externo de la tubería durante la soldadura. Las regiones soldadas del diámetro interno fueron revisadas utilizando cámaras ID. Dos estaciones de soldadura fueron utilizadas para completar la bobina de la tubería; la primera estación hizo el paso de raíz y el paso de vista, mientras que la segunda estación completó la soldadura con dos pasos adicionales (no hubo protección de gas en el diámetro interior). La inspección radiográfica se llevó a cabo a una distancia considerable del campo de soldadura.
Las celdas de trabajo y las pantallas, suministradas por Jonson Screens, serán destinadas para derretir el agua congelada de la zona occidental Río Mancos hacia la tubería.
Junto con la tecnología de perforado direccional, la tubería de acero inoxidable ha probado ser la solución ideal a los retos ambientales que enfrenta el Servicio Nacional de Parques en Colorado.
Steve Lamb is a consultant to the Nickel Development Institute.
PHOTOS: by Tom Skudra for NiDI
 National Park Service RTW Engineering Post Buckley Schuh & Jerneig (PBS&J) |
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