ntp 101.003 -muestreo

ESQUEMA DE NORMA PNTP 101.003TÉCNICA PERUANA 2002

Comisión de Reglamentos Técnicos y ComercialesCalle De La Prosa 138, San Borja (Lima 41) Apartado 145 Lima, Perú

GAS NATURAL SECO. Directrices para la toma de muestras

Natural gas. Sampling guidelines

2002-08-071ª Edición

“Este documento se encuentra en etapa de estudio, sujeto a posiblecambio. No debe ser usado como Norma Técnica Peruana” Precio basado en ## páginas

I.C.S:621 ESTA NORMA ES RECOMENDABLEDescriptores: válvulas, inspección de válvulas, mantenimiento, recipientes portátiles para gases licuados.

ÍNDICEÍNDICE........................................................................................................................................ iPREFACIO.................................................................................................................................. iii

INTRODUCCIÓN............................................................................................................. 1OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN........................................................................... 2REFERENCIAS NORMATIVAS...................................................................................... 2DEFINICIONES................................................................................................................. 3PRINCIPIOS DE TOMA DE MUESTRAS....................................................................... 5Procedimiento de toma de muestras.................................................................... 5Frecuencia de toma de muestras.......................................................................... 6PRECAUCIONES DE SEGURIDAD................................................................................ 8Generalidades...................................................................................................... 8Personal............................................................................................................... 9Equipo................................................................................................................. 9Inflamabilidad..................................................................................................... 10Equipos para la protección personal................................................................... 11Transporte........................................................................................................... 11Manipuleo de recipientes de muestreo en el laboratorio...................................... 12CONSIDERACIONES TÉCNICAS.................................................................................. 12Características del flujo....................................................................................... 12Condensación y revaporización........................................................................... 13Adsorción y deserción......................................................................................... 15Fugas y propagación............................................................................................ 15Reacciones y quimioadsorción............................................................................. 15Precauciones en la utilización de recipientes de condensación............................. 15MATERIALES DE TOMA DE MUESTRAS..................................................................... 16Consideraciones generales.................................................................................... 16Corrosión bimetálica............................................................................................ 18PREPARACIÓN GENERAL DEL EQUIPO..................................................................... 18Tratamiento de la superficie................................................................................. 18Limpieza de los sistemas de toma de muestras..................................................... 19Acondicionamiento del equipo de toma de muestras........................................... 19Carga previa......................................................................................................... 20EQUIPO DE TOMA DE MUESTRAS............................................................................... 20Sondas de toma de muestras................................................................................. 20Líneas de toma de muestras y de transferencia..................................................... 23Construcción y derivaciones................................................................................. 24Separadores de aereosoles y/o de polvo............................................................... 24Reductor de presión............................................................................................. 26Dispositivos de calentamiento.............................................................................. 27Recipientes de muestras........................................................................................ 27Línea de transferencia de muestra......................................................................... 28 Equipo de muestreo progresivo............................................................................ 29

TOMA DE MUESTRA PUNTUAL................................................................................... 30 Purgado – Método................................................................................................ 30 Purgado – Método de flujo controlado................................................................. 30 Procedimiento del recipiente al vacío................................................................... 31Método de la presión reducida.............................................................................. 31 Procedimiento de rellenado con helio................................................................... 31Método de desplazamiento por glicol o agua........................................................ 31 Procedimiento del recipiente de pistón flotante.................................................... 31TOMA DE MUESTRAS DIRECTA................................................................................... 31Generalidades....................................................................................................... 31Purga.................................................................................................................... 34Válvula de seguridad............................................................................................ 34

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Calentamiento de la línea de transferencia............................................................ 34Línea de alimentación de transferencia................................................................. 34Seguridad de la cámara del analizador.................................................................. 34 TOMA DE MUESTRAS PROGRESIVA........................................................................... 35Generalidades....................................................................................................... 35Intervalos.............................................................................................................. 35Consideraciones sobre el sistema.......................................................................... 35Control del proceso de llenado............................................................................. 36Seguimiento a los recipientes................................................................................ 36ANTECEDENTES.............................................................................................................. 36ANEXO A (Informativo) – UTILIZACIÓN DE UNA VÁLVULA DE CORTE PARA TOMA DE MUESTRAS DIRECTA........................................................................................ 37ANEXO B (Informativo) – LIMPIEZA DE LOS RECIPIENTES METÁLICOS DE TOMA DE MUESTRAS........................................................................................................... 40ANEXO C (Informativo) – PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE MUESTRAS A BAJA PRESIÓN EN RECIPIENTES DE VIDRIO............................................................... 41ANEXO D (Informativo) – TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DE LLENADO Y VACIADO................................................................................................... 44ANEXO E (Informativo) – TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DE FLUJO CONTROLADO.................................................................................................... 46ANEXO F (Informativo) – TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DEL RECIPIENTE AL VACÍO................................................................................................ 49ANEXO G (Informativo) – TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DEL PRESION REDUCIDA................................................................................................... 51ANEXO H (Informativo) – TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DE PRELLENADO CON HELIO........................................................................................... 52ANEXO I (Informativo) – TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DE DESPLAZAMIENTO POR GLICOL O AGUA................................................................. 53ANEXO J (Informativo) – TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DE CILINDRO CON PISTON FLOTANTE............................................................................ 54ANEXO K (Informativo) – DIRECTRICES PARA EL CÁLCULO DEL TIEMPO DE RESIDENCIA..................................................................................................... 58ANEXO L (Informativo) – TABLA DEL COEFICIENTE T DE STUDENT.......................... 62ANEXO M (Informativo) – GRADOS DE TOXICIDAD DEL SULFURO DE HIDROGENO..................................................................................................................... 63PREFACIO

RESEÑA HISTÓRICAA.1 El presente Proyecto de Norma Técnica Peruana ha sido elaborado por el Comité Técnico de Normalización de Gas Natural Seco, mediante el Sistema 2 u Ordinario, durante los meses de julio del 2002 a diciembre del 2002, siendo aprobado como Proyecto de Norma Técnica Peruana, el 9 de diciembre del 2002.A.2 El Comité Técnico de Normalización de Gas Natural Seco, presentará a la Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales –CRT-, con fecha año-mes-día, el PNTP 111.003:2002 GAS NATURAL SECO. Directrices para la toma de muestras, para su revisión y aprobación, previa a la etapa de discusión pública.A.3 El presente Proyecto de Norma Técnica Peruana ha sido estructurado de acuerdo a las guías peruanas GP 001:1995 y GP 002:1995.INSTITUCIONES QUE PARTICIPARON EN LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO DE NORMA TECNICA PERUANASecretaría Instituto de Petróleo y GasPresidente Wilfredo Salinas Ruiz-ConejoVicepresidente Aldo Espinoza Secretario César Luján Ruiz ENTIDAD REPRESENTANTEAGUAYTIA ENERGY DEL PERU SRL Ernesto Bacigalupo

Alexander Llanos CasasEMPRESA ELECTRICA DE PIURA – EEPSA Alberto Trujillo Pereda

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PETRO-TECH PERUANA S.A. Félix RuizPLUSPETROL PERU CORPORATION S.A. Aldo Espinoza

Antonio TellaCERÁMICA LIMA – CELIMA Rolando Alguiar Q.(Corporación Cerámica)DOE RUN PERU SRL – Huver Huanqui GuerraLA OROYA DIVISIÓNMINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS- DGH Luis Zavaleta Vargas(Dirección General de Hidrocarburos) Pablo Maldonado

PETROPERU S.A. OPERACIONES TALARA Daniel Díaz del AguilaSUDAMERICANA DE FIBRAS S.A. Ricardo TolentinoCERTIPETRO – Edgard Argumé ChavezFACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Beatriz Adaniya H.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAINSTROMET PERU S.A.C. Julio Rodríguez VadaSGS DEL PERU S.A.C. Fernando CorreaUNIGAS-FIM Santiago Paredes JaramilloUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAMEGATOTAL INGENIERIA SAC. Harold Robillard

Jorge Besio QUÍMICA SUIZA S.A. Juan Díaz Camargo

Milan Pejnovic KapaPROCOBRE PERU S.A. Ernesto UlloaGAS NATURAL DE LIMA Y CALLAO Gilles Vaes CONSULTOR Máximo Uriburú Sosa

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ESQUEMA DE NORMA PNTP 101.003TÉCNICA PERUANA 1 de 63

GAS NATURAL SECO. Directrices para la toma de muestras

INTRODUCCIÓNEsta norma contiene las directrices referentes a todos los aspectos relativos a la toma de muestras de gases naturales tratados, denominado en este texto también gas natural seco. Salvo indicaciones en contra, todas las presiones desde 0 MPa hasta 15 MPa de esta norma se indican como presiones relativas.La determinación de la composición y de las propiedades de los gases, depende considerablemente de la precisión de la técnica de toma de muestras. El diseño, el montaje, la instalación y el mantenimiento del sistema de toma de muestras, así como las condiciones de transferencia y de transporte de las muestras, son igualmente de gran importancia.Estas directrices tratan de la operación de toma de muestras, e incluyen detalles sobre los procedimientos de toma de muestras, selección el procedimiento y equipo de toma de muestras.Esta norma está destinada a utilizarse cuando la toma de muestras no está descrita como una parte del procedimiento analítico.Este documento trata en particular de los procedimientos y de los sistemas apropiados de toma de muestras. Los análisis realizados a partir de las muestras tomadas según estos procedimientos y estos sistemas, pueden utilizarse de diferentes formas, incluyendo los cálculos que permiten determinar el poder calorífico del caudal de gas, la identificación de los contaminantes contenidos en el gas, y las informaciones sobre la composición que permite conocer si el caudal de gas cumple las especificaciones contractuales.ADVERTENCIA.- La utilización de esta norma puede implicar productos, operaciones y equipamientos peligrosos. Esta norma no tiene intención de tratar todos los problemas de seguridad relativos a su uso. Es responsabilidad del usuario consultar y establecer las reglas de seguridad y de higiene apropiadas y determinar la aplicación de restricciones reglamentarias antes de su utilización.Todas las actividades de toma de muestras deben cumplir las reglamentaciones locales de seguridad en vigor.OBJETO Y CAMPO DE APLICACIONEste Esquema de Norma Técnica Peruana establece las directrices precisas para la recogida, el acondicionamiento y la manipulación, de muestras representativas del gas natural seco. Contiene, igualmente, los criterios en cuanto a la operación de toma de muestras, el emplazamiento de la sonda así como la manipulación y el diseño de los equipos de toma de muestras.Esta norma trata de los sistemas de toma de muestras puntual, compuesto (progresivo) y contínuo.Igualmente examina determinados componentes del gas tales como oxígeno, sulfuro de hidrógeno, aire, nitrógeno y dióxido de carbono.Este documento no incluye la toma de muestras de caudales de líquido o caudales con flujo multifásico.Llegado el caso, cualquier resto de líquido, tal como glicol y aceite proveniente de compresor, se considera perjudicial y no como una parte del gas a muestrear. Estos restos deberían eliminarse para proteger el equipo de toma de muestras y de análisis, de cualquier contaminación.Esta norma puede utilizarse para los sistemas de medida de suministro y de distribución.REFERENCIAS NORMATIVASLas siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto, constituyen requisitos de este Esquema de Norma Técnica Peruana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el momento de esta publicación. ASTM D5287-97 Standard practice for automatic sampling of gaseous fuels ISO 6568 Natural Gas – Simple analysis by gas chromatography ISO 10723 Natural Gas – Performance Evaluation for on line analytical systems. DEFINICIONESPara los propósitos de este Esquema de Norma Técnica Peruana se aplican las siguientes definiciones:Canalización: conducto o tubería por cuyo interior circula el gas.


Condensación retrógrada: Comportamiento regresivo correspondiente a las propiedades de los hidrocarburos de las mezclas de gas en fase no ideal, tales como el gas natural. La condensación retrógrada es la producción de una fase líquida de hidrocarburos pesados a una presión y temperatura específicas, donde, a esa misma temperatura, el gas permanece en una sola fase para una presión tanto alta como baja.NOTA. - En esta norma, la presión máxima es igual a 15 MPa.Equipo de muestreo progresivo: Dispositivo de toma de muestras que acumula muestras puntuales, en una muestra compuesta.Equipo de muestreo progresivo de caudal proporcional: Dispositivo de toma de muestras que recoge el gas natural seco durante un tiempo determinado, a una velocidad proporcional al caudal de la canalización muestreada.Gas natural seco: Gas natural que carece o tiene pequeñas cantidades de hidrocarburos, comercialmente recuperables como productos líquidos.Gas natural seco a alta presión: Gas natural seco cuya presión es superior a 0,2 MPa.Gas natural seco a baja presión: Gas natural seco cuya presión está comprendida entre 0 MPa y 0,2 MPa.Línea de toma de muestras: Línea destinada a transferir la muestra de gas natural seco hacia el punto de toma de muestras. Puede incorporar dispositivos, necesarios para la preparación de la muestra, para su transporte y análisis.Línea de transferencia: Línea destinada a transportar la muestra a analizar desde el punto de toma de muestras, hasta el equipo analítico.Muestra puntual: Muestra de un flujo de gas natural seco, de un volumen específico, tomada en un emplazamiento determinado, en un momento dado.Muestra representativa: Muestra que tiene la misma composición que el gas natural seco muestreado cuando éste último se considera totalmente homogéneo.Punto de rocío del agua: A una presión determinada, temperatura a la que comienza a condensarse el vapor de agua.Punto de rocío de los hidrocarburos: A una presión determinada, temperatura a la que comienza a condensarse el vapor de hidrocarburo.NOTA. - Véase igualmente el apartado 7.2.Punto de toma de muestras: Punto del flujo del gas natural seco, donde puede tomarse una muestra representativa.Recipiente de muestras: Recipiente que permite recoger la muestra de gas natural seco cuando se requiere una toma de muestras indirecta.Recipiente de pistón flotante: Contenedor provisto de un pistón móvil separando la muestras de un gas compensador. Las presiones se equilibran a ambos lados del pistón.Separador de liquido: Dispositivo destinado a recoger líquidos en una línea de toma de muestras.Sonda de toma de muestras: Dispositivo insertado en la conducción del gas natural seco a muestrear y conectado a una línea de toma de muestras.Tiempo de purga: Intervalo de tiempo necesario para que una muestra purgue una pieza del equipo.Tiempo de transporte de la muestra: Intervalo de tiempo necesario para que una muestra pase a través de una pieza del equipo.Toma de muestras directa: Toma de muestras en las situaciones donde existe una conexión directa entre el gas natural seco a muestrear y el equipo analítico.Toma de muestras indirecta: Toma de muestras en las situaciones donde no existe una conexión directa entre el gas natural seco a muestrear y el equipo analítico.


PRINCIPIOS DE TOMA DE MUESTRAS 5.1 Procedimientos de toma de muestras: La función principal de la toma de muestras consiste en recoger una muestra adecuada, representativa del gas.Se distinguen los procedimientos de toma de muestras directo e indirecto.Para la toma de muestras directa, la muestra se recoge en un flujo de gas natural seco y se transfiere directamente hacia el equipo analítico.Para la toma de muestras indirecta, la muestra se almacena antes de transferirse hacia el equipo analítico.La toma de muestras indirecta se divide en toma de muestras puntual y toma de muestras progresiva.

Las informaciones necesarias para el análisis del gas natural seco, pueden clasificarse en dos categorías básicas: valores medios y valores límites.5.1.1 Valores medios. Un ejemplo tipo de valor medio es el poder calorífico. El sistema de suministro necesita un poder calorífico medio en términos de tiempo y de caudal. El período y el procedimiento de cálculo de la media se determinan por acuerdos comerciales.5.1.2 Valores límites. La mayoría de los contratos sobre el suministro, contienen especificaciones límites sobre la composición y las propiedades de los gases. Puede aplicarse un sistema de toma de muestras directo, aunque frecuentemente los requisitos son tales que es necesario proceder igualmente a una toma de muestras indirecta.5.2 Frecuencia de toma de muestras. Este apartado determina las directrices para establecer la frecuencia de toma de muestras. Generalmente, la frecuencia de la toma de muestras es una cuestión de sentido común. Esta frecuencia se determina a partir de las informaciones sobre las propiedades de la corriente de gas natural seco, observadas anteriormente y sobre las futuras modificaciones (sistemáticas).Generalmente, la composición del gas de la canalización presentará variaciones diarias, semanales, mensuales, semestrales y estacionales. Estas variaciones en la composición pueden producirse también por modificaciones del equipo de tratamiento de gas y del recipiente. Todas estas consideraciones medioambientales y operacionales se tendrán en cuenta para la elección de la frecuencia de toma de muestras.


En este apartado, el método estadístico está únicamente previsto para apoyar el enfoque del sentido común.En este contexto, la frecuencia de toma de muestras requerida, corresponde al número de muestras que deben tomarse en un determinado período de tiempo, para obtener resultados significativos.La fórmula que permite calcular este número de muestras es:

n1/2 = t x s/d

donded margen de error requerido;n número de muestras;s desviación típica;t coeficiente de Student (véase tabla H.l en el anexo L).Esta ecuación se resolverá por iteración: se estima un valor inicial de t, y se utiliza para calcular un valor revisado de n, que se utiliza, en sí mismo, para obtener un nuevo valor de t. El margen de error, el número de muestras y la desviación típica se obtendrán sobre el mismo período de tiempo.5.2.1 Margen de error. Existen dos casos diferentes de margen de error. Uno de estos casos depende de la determinación de los valores medios. En la mayoría de los contratos de suministro, estos valores se aportan como indicación de la exactitud.La otra situación depende de la determinación de los valores límites. Los contratos de suministro especifican frecuentemente los valores límites, pero raramente aportan la indicación de la exactitud. En estos casos, el margen de error es la diferencia entre el último valor medido, o la última media anual, y el valor límite.5.2.2 Número de muestras. Este valor corresponde al número de muestras que deben tomarse durante un período determinado. Este valor es equivalente al número de muestras parciales durante una toma de muestras progresiva.5.2.3 Coeficiente t de Student. El coeficiente t de Student, tiene en cuenta el tamaño finito de la muestra, y está indicado en las tablas estadísticas normalizadas. Este valor depende del grado de incertidumbre exigido (generalmente 95%) y del "grado de libertad", que aquí corresponde al número de medidas menos uno (n-l).EJEMPLO 1Determinación del poder calorífico medio mensuald = 0,4 % (margen de error requerido por el contrato de suministro para un valor medio mensual)s = 0,6 % (variación estimada en un período de un mes)Primera estimación, tomando n = 7:t = 2,45 para 6 grados de libertad y una incertidumbre de 0,975 unilateral (lo que equivale a 0,95 bilateral)n 1/2 = 2,45 x 0,6/0,4n = 14Primera iteración, tomando n = 14realizando nuevamente el cálculo para:t = 2,16 para 13 grados de libertad y una incertidumbre de 0,975 unilateral (lo que equivale a 0,95 bilateral)n1/2 = 2,16 x 0,6/0,4n = 11Segunda iteración, tomando n = 11realizando nuevamente el cálculo para:t = 2,23 para l0 grados de libertad y una incertidumbre de 0,975 unilateral (lo que equivale a 0,95 bilateral)n1/2 = 2,23 x 0,6/0.4n = 11EJEMPLO 2Determinación del contenido de azufre totalLa última concentración medida es de 20 mg/m3 y el valor límite del contrato es de 50 mg/m3.


d = 30 mg/m3 (diferencia entre el valor límite del contrato de suministro y el último valor medido)s = 10 mg/m3 [desviación típica de los resultados de las muestras puntuales (en el último año)]t = 4,30 para n-l igual a 2, con incertidumbre 95%n1/2 = 4,3 x 10/30n=2Tres muestras son suficientes. El nuevo cálculo indica que dos muestras son insuficientes.6 PRECAUCIONES DE SEGURIDAD6.1 GeneralidadesLa toma de muestras y la manipulación de las mismas, debe efectuarse cumpliendo todas las normas de seguridad aplicables, tanto en el ámbito nacional como dentro de la propia empresa.En caso de que estos reglamentos no sean apropiados, las personas responsables de la toma de muestras establecerán procedimientos detallados. Se establecerán también exigencias aplicables a los equipos.El personal involucrado recibirá una formación adecuada que le permita adquirir las responsabilidades necesarias.6.2 PersonalLa persona responsable de la sección o departamento encargado de realizar la toma de muestras, se asegurará que esta operación puede realizarse cumpliendo la reglamentación de seguridad pertinente.El personal encargado de la toma de muestras y de la instalación del equipo, tendrá la formación necesaria que le permita evaluar, en general, los riesgos potenciales de seguridad.Este personal tendrá autoridad para evitar la toma de muestras y la instalación de equipos que puedan resultar inadecuados o peligrosos.6.3 EquipoEl equipo utilizado para la toma de muestras del gas natural seco a alta presión, se verificará y certificará, si es necesario, de forma regular. La documentación estará disponible y actualizada. Este equipo estará diseñado para cumplir las condiciones apropiadas de la toma de muestras, como por ejemplo presión, temperatura, corrosividad, caudal, compatibilidad química, vibraciones, dilatación y/o contracciones térmicas.Los recipientes de vidrio no se someterán a presión.Si está previsto su cierre, se instalarán tapones para el transporte y el almacenamiento.Los recipientes estarán marcados de forma indeleble y permanente, indicando el volumen, la presión de servicio y la presión de ensayo.La presión de ensayo de los recipientes debe ser igual o superior a 1,5 veces la presión de servicio.Los recipientes estarán protegidos contra cualquier deterioro durante el transporte y el almacenamiento. Para el transporte se dispondrá de cajas o cartones diseñados para cada tipo de recipiente.Los recipientes estarán acompañados de etiquetas y de documentos de trabajo, conteniendo las informaciones útiles, que quedarán protegidos contra los deterioros.Periódicamente se verificarán los recipientes y todos sus accesorios, y se realizarán ensayos de estanqueidad.Las líneas de transferencia y toma de muestras deben estar protegidas adecuadamente y dispondrán de todas las seguridades requeridas. Se facilitará el acceso a las conexiones frágiles, para proceder a los ensayos de estanqueidad que permitan verificar la existencia de pérdidas. Los orificios de salida estarán provistos de válvulas dobles de purga y corte. Cuando los recipientes no se utilicen, se instalarán tapones.Se limitará la utilización de tubos flexibles de alta presión y se cumplirán estrictamente las instrucciones del fabricante para su segura utilización. Las líneas de transferencia pueden obstruirse por contaminantes líquidos o sólidos. Es fundamental tomar precauciones especiales para reabrir estas líneas. Esta operación únicamente puede realizada el personal calificado. .Las líneas de transferencia estarán provistas de válvulas de corte situadas lo más cerca posible de la entrada. La sonda de toma de muestras estará provista de una válvula de corte.El equipo eléctrico estará aprobado para la aplicación de muestreo correspondiente.


Se evitará la utilización de equipos que puedan producir electricidad estática.Se evitará igualmente la utilización de equipos o herramientas que puedan producir chispas.6.4 InflamabilidadPara evitar cualquier incendio o explosión, en las zonas donde exista una determinada concentración de gas inflamable (entre 5% y 15% para gas natural seco), se cumplirán las siguientes restricciones:- Ausencia de fuego vivo- Prohibición de fumar- Prohibición de utilizar equipos o herramientas que puedan producir chispas.- Prohibición de utilizar equipos que funcionen a temperaturas superiores a la de auto-inflamación de las mezclas gaseosas, generalmente superiores a 400 °C (para el gas natural seco).- Prohibición de utilizar productos químicos que puedan reaccionar enérgicamente con el gas.- Prohibición de utilizar motores de encendido por chispa.- Para evitar la formación de atmósferas inflamables, el local dispondrá de la ventilación suficiente.- La purga de las líneas de transferencia se dirigirá hacia "zonas seguras" (por ejemplo, antorchas). En el lugar de toma de muestras, el escape de gas natural seco durante la toma de muestras manual (puntual) se limitará al mínimo posible.- Se utilizarán detectores de gas en puntos estratégicos, de los lugares donde se toman las muestras.- Existirá un equipo contraincendios manual y/o automático fácilmente accesible.- El personal encargado de la toma de muestras recibirá una formación adecuada que le permita reaccionar de forma apropiada en caso de incendio.6.5 Equipo para la protección individualSe dispondrá de los equipos de protección personal requeridos. La necesidad de un equipo de protección, variará según el emplazamiento de la toma de muestras. No obstante, se examinará los siguientes factores:- La presencia de componentes tóxicos o irritantes en el gas natural seco (H2S, radón, Hg, sustancias aromáticas, etc) pueden requerir la utilización de mascarillas, suministro de aire puro, guantes y aparatos de control de componentes tóxicos.NOTA: el sulfuro de hidrógeno es un gas tóxico. En el ANEXO M se informan sus grados de toxicidad.- La toma de muestras de gas natural seco a alta presión, puede requerir la utilización de gafas o pantallas protectoras. Se utilizarán indicadores de presión (manómetros) para mostrar la presión del sistema. Para verificar la hermeticidad del sistema, se utilizará un pulverizador de detección de fugas o un detector de fugas portátil.- Para la protección contraincendios, el personal dispondrá de indumentaria ignífuga (delantales, mamelucos, batas de laboratorio), estarán también disponibles mascarillas personales contra el humo.TransporteLos recipientes de muestras que contengan gas natural seco a presión, se transportarán de acuerdo con la reglamentación vigente en el país.Los recipientes a presión constante deben siempre protegerse en contenedores apropiados. En caso contrario, los recipientes y/o válvulas, las sondas, etc, podrían sufrir deterioros.Durante el transporte, los recipientes quedarán también protegidos contra determinadas condiciones de temperatura que podrían originar sobrepresiones o condensaciones en la muestra.El contenedor quedará rotulado de forma apropiada, de acuerdo con la reglamentación en vigor.Manipuleo de recipientes de muestreo en el laboratorioLos recipientes de muestreo deben almacenarse en anaqueles.Si un recipiente de muestreo ha perdido, se debe obtener otra muestra. Si esto es imposible debe hacerse una nota en el análisis.Los recipientes de muestreo deben estar calefaccionados hasta al menos la temperatura de la fuente de la muestra. Para los análisis cromatográficos, se recomienda calentar los recipientes de muestreo a 10ºC por encima de la temperatura de la fuente de muestreo.


Luego de la obtención de los resultados de análisis aceptables, los recipientes deben ser vaciados mediante un venteo apropiado. 7 CONSIDERACIONES TÉCNICAS7.1 Características del flujoEl flujo de una canalización puede ser de tipo laminar o turbulento. No obstante, en el sistema de toma de muestras, se evitará el flujo laminar. Puede ser de tipo monofásico o multifásico. La mayoría de los flujos gaseosos funcionan con un caudal monofásico turbulento. En las líneas de gas en las que el fluido está en condiciones próximas a la saturación, puede igualmente aparecer un caudal bifásico turbulento.Por ejemplo, el caudal procedente de un separador gas/líquido, estará a una temperatura próxima al punto de rocío del gas, y una reducción de la temperatura de la línea originaría una cierta condensación, coexistiendo dos fases líquida/gaseosa.Después de una estación de mezcla, puede ocurrir, igualmente, que los gases combinados no estén totalmente mezclados en la canalización.Si la composición no es totalmente homogénea, un mezclador estático mejorará su homogeneidad.7.1.1 Flujo laminar. Normalmente no aparecerá ningún flujo laminar en una tubería de gas natural seco debido a la baja viscosidad del gas, ya que las velocidades del flujo son suficientemente elevadas para garantizar que esto no ocurra. No obstante, el sistema de toma de muestras estará diseñado de forma que se evite el flujo laminar.7.1.2 Flujo turbulento. En general, se recomienda el flujo turbulento para los sistemas de toma de muestras y para la tubería de gas natural seco a muestrear, ya que las turbulencias facilitan la homogeneidad del fluido.7.1.3 Flujo bifásico. La toma de muestras de mezclas con dos fases (gas/líquido) no es objeto de esta norma.7.2 Condensación y revaporizaciónEl comportamiento de la condensación del gas natural es complejo. En la figura 2 se incluye un ejemplo de un diagrama de fase en función de la presión y de la temperatura, para el gas natural. La forma de la curva depende de la composición del gas.Como se representa en la figura 2, el límite de fase es una función compleja que depende del punto crítico y de las condiciones normales de funcionamiento. Puede aparecer una condensación retrógrada cuando el límite de fase se alcanza de forma imprevista durante el reglaje de la presión o la temperatura del gas.Antes de comenzar el análisis, la muestra se calentará al menos hasta 10 ºC por encima de la temperatura de la fuente. Si se desconoce este valor, la muestra se calentará al menos hasta 100 ºC. Para garantizar la revaporización, el calentamiento tendrá una duración de 2 horas o superior si es necesario.


7.2.1 Ejemplo de problema de condensación. En la figura 2 se representa un ejemplo de cómo puede aparecer este tipo de problema. La tubería contiene gas a la presión Po. Si la temperatura inicial es -10 °C y el gas está expandido (por ejemplo, si se ha reducido la presión) de forma isotérmica, la presión seguirá una línea vertical hasta aproximarse a la presión P1, a la que puede analizarse e! gas, A la presión Po, el gas es estable y sólo presenta una fase, permaneciendo así hasta la presión P2 que constituye el límite entre las dos fases.Entre la presión P2 y la presión baja P3, coexisten las dos fases gaseosa y líquida condensada. En esta zona, las cantidades relativas de gas y de líquido, y sus composiciones, varían de forma continua. A presiones inferiores a P3 y hasta la presión de análisis P1, existe nuevamente una sola fase.Recíprocamente, un recipiente en el que la presión inicial es P1, lleno de forma isotérmica hasta la presión Po, presentará dos fases, cuando la presión pase a P3. En teoría, existirá nuevamente una sola fase a la presión P2, pero este proceso es lento y todo el gas tomado en este recipiente mientras coexisten las dos fases, no será representativo. Además su extracción podría alterar la composición del gas contenido en el recipiente.Estos problemas pueden evitarse utilizando recipientes de pistón presurizados, que conserven la muestra en un estado en el que no pueda originarse ninguna caída de presión.De hecho, durante la dilatación del gas, su temperatura desciende debido al efecto Joule- Thompson. El gas cuyo comportamiento se representa en la figura 2, que al comienzo presenta una temperatura de 25 °C y una presión de 10 MPa, se enfriará por debajo de -10 °C a la presión P3 y, por lo tanto, se condensará. Para poder alcanzar la presión P1 sin que aparezcan dos fases, la temperatura inicial será de 35 °C.7.2.2 Condensación después de recoger la muestra. Es posible observar una condensación parcial de la muestra de gas natural seco en el recipiente, durante el transporte o el almacenamiento, antes del análisis en el laboratorio.Los recipientes de muestras de gas natural seco a alta presión, y las líneas del equipo analítico, se calentarán siempre antes del análisis (excepto para un gas que no pase a través de límites de fase). Los tiempos y las temperaturas de calentamiento serán suficientes para garantizar que los hidrocarburos condensados se revaporicen antes del comienzo del análisis.7.2.3 Pérdidas de la sonda de toma de muestras. Los hidrocarburos líquidos pesados o los condensados de la línea de toma de muestras que retornan a la corriente principal, pueden reducir el poder calorífico medido del gas natural seco. Esto se manifiesta en el diagrama de registro mediante una


curva sinusoidal, entre el día y la noche, siendo más elevado el poder calorífico registrado durante el día que durante la noche.7.2.4 Calentamiento y aislamiento. Para evitar condensaciones, la temperatura del equipo de manipulación de la muestra se mantendrá por encima del punto de rocío del gas natural seco, cualquiera que sea la presión del sistema de toma de muestras. El gas natural seco puede también precalentarse como se indica en la figura 2.Adsorción y deserción. La adsorción es un proceso por el cual algunos componentes del gas son retenidos en la superficie de un sólido. El fenómeno inverso se denomina desorción. La fuerza de atracción entre ciertos componentes gaseosos y los sólidos, es puramente física y es función de la naturaleza de los materiales en contacto.Los gases naturales pueden contener algunos componentes que presentan efectos importantes de sorción. Se pondrá una atención especial a estos efectos en el caso de detectar indicios de hidrocarburos pesados o impurezas.Fugas y propagación. Se procederá a una verificación regular de la hermeticidad de las líneas y de los dispositivos, para detectar cualquier fuga eventual. En el caso de aparecer indicios de ciertos elementos, cualquier fuga pequeña o propagación podría influir en la composición del gas natural seco (el agua o el oxígeno atmosférico pueden propagarse en la línea o en el recipiente, incluso a presiones elevadas: la diferencia de presión parcial del componente determinará la dirección de su propagación). Se pondrá especial atención a la presencia de hidrógeno.Pueden detectarse las fugas mediante soluciones de detergente, por presurización de la línea de toma de muestras, o con ayuda de medios más sofisticados, tales como equipos portátiles (por ejemplo, espectrómetros de masa).Reacciones y quimioadsorción. Los componentes reactivos pueden combinarse químicamente con los materiales del equipo de toma de muestras (por ejemplo, oxidación) o presentar un efecto de quimioadsorción. Además, los materiales utilizados en el equipo de toma de muestras pueden catalizar reacciones en las muestras (por ejemplo, en las mezclas que presentan restos de ácido sulfhídrico, agua y sulfuro de carbonilo).Precauciones en la utilización de recipientes de condensación. Los recipientes de condensación o los separadores gas/líquido de las líneas de toma de muestras están destinados a eliminar cualquier intrusión perjudicial de líquidos. Su aplicación se evaluará con precaución (véase el apartado 10.4). Los recipientes de condensación pueden acumular líquidos estancados y vaporizar continuamente el interior de la muestra en circulación. Su utilización puede tener el inconveniente de modificar la composición de la muestra de gas. Durante el purgado del líquido, puede alterarse la concentración de componentes con equilibrio entre las fases líquida y gaseosa. La línea de toma de muestras debe subir desde el punto de recogida, sin puntos bajos que puedan acumular líquidos.8 MATERIALES DE TOMA DE MUESTRAS8.1 Consideraciones generalesLos materiales de los sistemas de tomas de muestras pueden ser apropiados o no en función del gas natural seco a muestrear. Generalmente, se recomienda utilizar acero inoxidable para todas las superficies en contacto con el gas natural seco (no obstante, véase el apartado 8.1.1). Los asientos de las válvulas y los obturadores de los pistones, estarán realizados con materiales (elásticos) apropiados para su uso. La toma de muestras de gases húmedos o a temperatura elevada, o de gases que contengan ácido sulfhídrico o dióxido de carbono, tienen problemas complementarios al nivel de los materiales. Estos tipos de gases pueden requerir materiales y revestimientos especiales para el sistema de toma de muestras. Los recipientes utilizados para la toma de muestras de gases corrosivos estarán recubiertos de una capa de politetrafluoroetileno (PTFE) o de resina epoxi. Cuando sea posible, los componentes reactivos, como ácido sulfhídrico o mercurio, se analizarán in situ utilizando procedimientos directos de toma de muestras, ya que los recipientes, incluso revestidos, pueden no eliminar la absorción de estos elementos.


Cuando existen riesgos de corrosión o de fatiga de los metales, se evitará la utilización de metales blandos, como latón, cobre o aluminio. No obstante, en algunas aplicaciones en las que la reactividad de los recipientes es crítica, puede utilizarse aluminio para los recipientes de las muestras.Generalmente, los materiales en contacto con las muestras o los gases patrones tendrán las siguientes características:- deben ser impermeables a todos los gases;- tendrán una sorción mínima;- deben ser químicamente inertes frente a los componentes que deban transferirse.En función de la posible existencia de una pequeña cantidad de componentes sulfurados, de mercurio, de dióxido de carbono, etc, en el gas natural seco, todos los dispositivos y las conexiones estarán realizadas preferentemente con acero inoxidable o, para los gases a baja presión, con vidrio. No obstante, en la tabla 1 se incluyen otros materiales apropiados.8.1.1 Acero al carbono. No deben utilizarse en los sistemas de toma de muestras, acero al carbono y otros materiales relativamente porosos, que pueden retener componentes más densos y sustancias contaminantes, tales como dióxido de carbono y ácido sulfhídrico, dentro de la corriente de gas natural seco.Si bien el acero inoxidable resulta generalmente un material adecuado para el equipo de toma de muestras, se recomienda al usuario consultar a expertos en corrosión antes de su utilización.Generalmente el acero inoxidable no es adecuado para las mezclas gaseosas que contengan agua. No obstante, resultan apropiados ciertos materiales de acero inoxidable, 4 CrNi 18 10 y 4 CrMo 17 12 2.Tabla 1Compatibilidad de los materiales de toma de muestras con los componentes gaseosos

Material

Compatibilidad (1) con los componentes gaseosos

CnHmCOSCO2

CH3OHO2

H2SRSHTHT

H2O He HgH2

CO

Acero inoxidable a a a b b a b a

Vidrio (2) a a a a a a a a

PTFE (3) b b b a c c c b

Poliamida a a b a c a c a

Aluminio a a a b b a c a

Titanio a a a a a a a a

a = apropiado b = con restricciones c = no apropiadoEl vidrio es un material muy inerte, pero sujeto a roturas, y considerado, por tanto, como peligroso para la toma de muestras a presiones superiores a la atmosférica.El PTFE es inerte pero puede ser absorbente. Por ejemplo, es permeable al agua, He y Hg. Los revestimientos de PTFE pueden tener imperfecciones y por ello, parte de la superficie interior puede no estar protegido.


8.1.2 Resina epoxi. Los revestimientos con resina epoxi (o fenólica) reducen o eliminan la adsorción de los componentes de azufre y de otros componentes menores. Resulta difícil aplicar un revestimiento en las conexiones pequeñas, las válvulas y otras zonas de superficie reducida. Sin embargo, las pérdidas de componentes gaseosos a través de estas zonas no protegidas pueden detectarse y medir si las concentraciones son del orden de ppb o ppm (véase también el apartado 9.2).8.1.3 Otros polímeros. La utilización de polímeros se limitará a los dispositivos de conexión que están poco, o no están, en contacto directo con la muestra. Se pondrá especial atención en el caso de análisis de agua o de componentes sulfurados. No obstante, pueden obtenerse resultados correctos si se utilizan materiales de poliamida en tubos de corta longitud.En ciertos casos, especialmente para bajas presiones, se puede emplear PVC.Antes de utilizar cualquier polímero nuevo para un sistema de toma de muestras, se ensayará con mezclas gaseosas certificadas y con las concentraciones previstas, de forma que se verifique que no se origina ninguna modificación de la composición de la muestra.8.1.4 Cauchos. Se desaconseja la utilización de tubos o conexiones de caucho, incluso a baja presión, debido a su elevado nivel de reactividad y permeabilidad.Los cauchos a base de silicona son conocidos por su elevado poder de absorción y permeabilidad frente a muchos componentes.8.2 Corrosión bimetálicaEn un sistema de toma de muestras, la utilización de metales no similares en contacto los unos con los otros, puede aumentar la corrosión, originar errores de toma de muestra y/o problemas de seguridad.9 PREPARACIÓN GENERAL DEL EQUIPO9.1 Tratamiento de la superficieLos efectos de sorción observados en ciertos materiales, pueden modificarse y, con frecuencia, reducirse, mediante el tratamiento de su superficie. Todas las superficies limpias y exentas de grasa, tienen un poder de adsorción menos elevado. Las superficies en bruto pueden formar núcleos que favorezcan la adsorción y la acumulación del gas.Pueden utilizarse las técnicas de pulido actualmente disponibles, para minimizar los efectos debidos a la adsorción y reducir el tiempo requerido para el acondicionamiento, llegando a un equilibrio del equipo de toma de muestras.Otros procedimientos existentes permiten igualmente disminuir los efectos debidos a la sorción. Ciertos materiales pueden recubrirse por galvanizado con un material inerte, como el níquel, que permite reducir la adsorción.Para impedir la adsorción, puede utilizarse la neutralización del aluminio mediante técnicas apropiadas.Limpieza de los sistemas de toma de muestrasTodas las partes de las líneas de toma de muestras y de transferencia, en contacto con el gas, estarán exentas de grasa, aceite, moho, y cualquier otro producto contaminante. Antes de tomar las muestras, los recipientes estarán limpios y purgados, salvo que se utilicen recipientes especialmente neutralizados para las muestras de gases con componentes altamente reactivos (véase también el anexo B). Estos recipientes se limpiarán cuidadosamente, por ejemplo, con un disolvente volátil, y se secarán para evitar cualquier fenómeno de adsorción, especialmente los originados por los componentes sulfurados y los hidrocarburos pesados. Para eliminar los contaminantes de fracción pesada, se admiten generalmente los disolventes, como la acetona, que no dejan ningún residuo después de secos, aunque en ciertos casos puedan aparecer riesgos, como inflamabilidad y toxicidad. Se admite la limpieza con vapor, únicamente si el vapor es estéril y no contiene ningún inhibidor de corrosión, producto químico para el tratamiento del agua de la caldera, ni ninguna otra sustancia que pudiera contaminar el recipiente de la muestra.Se tomarán precauciones especiales en la limpieza de los recipientes que tienen depósitos.Se prohíbe utilizar vapor para limpiar los recipientes de acero inoxidable, cuando está previsto realizar un análisis de compuestos de azufre. Los recipientes absorberán rápidamente los elementos sulfurados y los análisis no apreciarán los niveles de azufre.


Cuando se requiera analizar los contenidos de azufre de las muestras, estas se recogerán en recipientes recubiertos interiormente y neutralizados, diseñados especialmente con esta finalidad. Es importante resaltar que toda la superficie mojada del contenedor de muestras y de sus elementos secundarios estarán recubiertas con una capa de protección. El revestimiento de los recipientes, a excepción de las válvulas, las conexiones, los dispositivos de purga, etc., puede resultar una protección insuficiente. En ciertos casos, por ejemplo para los gases que contienen H2S, se recomienda un revestimiento de PTFE.Acondicionamiento del equipo de toma de muestrasEsta operación puede realizarse purgando el equipo de toma de muestras con el gas muestreado hasta que los gases tomados secuencialmente, evidencien una consistencia analítica. Puede reducirse el tiempo de acondicionamiento vaciando previamente el equipo antes de realizar la purga con la muestra. Puede resultar ventajoso realizar vaciados y purgas sucesivas para reducir el tiempo de acondicionamiento y alcanzar el equilibrio.Analizando una muestra conocida se puede determinar inicialmente si se ha logrado el equilibrio y si el equipo de muestreo ha sido acondicionado.Carga previaEl nitrógeno, el helio, el argón y el aire seco, constituyen ejemplos perfectos de gases que pueden utilizarse para secar o purgar los recipientes exentos de depósitos y de contaminantes pesados. Para evitar cualquier interferencia, los gases de secado y de purga utilizados no contendrán ningún componente que deba ser analizado. Algunos laboratorios dejan una protección de gas, como nitrógeno, helio o cualquier otro gas, para proteger los recipientes de toma de muestras del aire contaminado. Los gases de protección y los gases utilizados para recargar o para aplicar una contrapresión, se seleccionarán cuidadosamente de forma que si aparece una fuga en el recipiente, o si la muestra está contaminada por estos gases, el equipo analítico no interprete esta contaminación como parte de la muestra analizada. Por ejemplo, utilizando helio como gas portador, la cromatografía no detectará el helio dejado en el recipiente de cavidad individual, o las fugas de helio después del pistón en un recipiente de pistón flotante.10 EQUIPO DE TOMA DE MUESTRAS10.1 Sondas de toma de muestrasDurante el diseño de la sonda de toma de muestras se tendrá en cuenta la posible aparición de vibraciones de resonancia debidas a las altas velocidades del flujo en la tubería. Es posible proceder a una toma de muestras con cualquier tipo de sonda, en las conducciones con caudales de gas exentos de líquidos arrastrados y con temperaturas muy superiores a las del punto de rocío. No obstante, las tuberías que funcionan en condiciones correspondientes, o próximas, al punto de rocío del caudal de gas, necesitan una sonda de toma de gas especialmente diseñada para resolver los problemas de condensación y de arrastres de las partículas líquidas en el gas.10.1.1 Sonda de tubo recto. El diseño más básico de una sonda de toma de muestras es la sonda de tubo recto, representada en la figura 3. Su extremo puede ser plano o biselado.


10.1.2 Sonda regulada. El otro tipo de sonda de toma de muestras más habitualmente utilizado en la industria del gas es la sonda regulada. Estos dispositivos se utilizan generalmente con sistemas analíticos continuos y están diseñados para suministrar el gas natural seco al sistema, a una presión reducida. El diafragma y el muelle de regulación se montan externamente en la pared de la conducción, y están conectados mediante un vástago interno en el punto donde aparece la reducción de presión, que corresponde con el extremo inferior de la sonda insertada en el flujo de gas. Este extremo está normalmente aleteado, de forma que la caída de temperatura, debida a la dilatación, se compense por la masa térmica del flujo de gas. En la figura 4 se representa una sonda regulada tipo.


10.1.3 Emplazamiento e instalación. La sonda de gas se situará directamente en la corriente de gas natural seco para evitar cualquier problema debido a los aerosoles y al polvo.


La sonda de gas se situará aguas abajo de cualquier elemento que distorsione el flujo, como codos, colectores, válvulas y conexiones en T y a una distancia mínima de por lo menos 5 veces el diámetro de la canalización.La sonda de gas se situará en la parte superior de un tramo horizontal de la tubería, estará instalado para extraer el gas natural seco en un punto situado, en relación al centro, a una distancia igual a un tercio del diámetro de la canalización.La sonda de gas estará provista exteriormente de válvulas apropiadas para desconectar la línea de toma de muestras de la línea de proceso. La sonda puede ser de tipo fijo o desmontable, según las condiciones del emplazamiento y funcionamiento.Líneas de toma de muestras y de transferenciaGeneralmente, las líneas de toma de muestras serán lo más cortas posibles, y del menor diámetro posible no inferior a 3 mm, para disminuir el tiempo de transporte de la muestra.Se debe minimizar el venteo a la atmósfera de las líneas de toma de muestras. Además, importantes caídas de presión pueden originar un enfriamiento o condensación, que podría modificar la representatividad de la muestra.El tiempo de purga de las muestras puntuales será superior o igual a 10 veces el tiempo de transporte de la muestra. El anexo G incluye las indicaciones para calcular el tiempo transporte de la muestra.Estarán previstas todas las conexiones entre los puntos de toma de muestras y el recipiente para evitar cualquier contaminación de la muestra. Cuando se requieran y permitan las conexiones roscadas, éstas se realizarán con banda de PTFE. Se prohíbe utilizar compuestos sellantes en los tubos roscados. Estos tipos de dispositivos pueden contaminar la muestra y/o adsorber ciertos componentes de la misma, obteniéndose resultados erróneos en el análisis.10.2.1 Caída de presión en la línea de toma de muestras. Con el fin de que la línea de toma de muestras funcione correctamente, es necesario aplicar una diferencia de presión entre el punto de recogida y el punto de descarga.Esta caída de presión puede originarse mediante una placa con orificio, un dispositivo de regulación o cualquier otro dispositivo situado en la línea de flujo de gas natural seco.10.2.2 Dimensiones de las líneas de toma de muestras. Para garantizar un tiempo de respuesta rápida, se seleccionará el caudal hacia la línea de toma de muestras. No obstante, se considerará cada aplicación en función de sus calidades específicas.10.3 Construcción de derivacionesCuando se utiliza una derivación, es preferible recurrir a bucles cerrados para evitar problemas medioambientales y de seguridad.10.3.1 Bucle de derivación. El bucle de derivación, también conocido como "bucle rápido" o "bucle caliente" será cerrado y desembocará en la línea de proceso.Pueden utilizarse tubos de acero inoxidable de 3 mm a 10 mm de diámetro. Este bucle requerirá una presión diferencial, desde el punto de recogida hasta el punto de descarga, para garantizar que el caudal a través del equipo de toma de muestras situado en el bucle, es constante y estable.10.3.2 Línea de derivación. Cuando resulte difícil aplicar una presión diferencial suficiente, es posible prever una línea de derivación abierta cuyo extremo desemboque al aire libre o en una antorcha.Será necesario controlar el caudal y la caída de presión de una línea abierta, para limitar cualquier enfriamiento o condensación, que pueda tener efectos negativos en la integridad de las muestras.10.4 Separadores de aerosoles y/o de polvo10.4.1 Generalidades. A veces resulta necesario controlar determinadas características del gas a la salida de las unidades de proceso (por ejemplo, contenidos de agua después de la deshidratación, contenido de ácido sulfhídrico después de la desulfuración, punto de rocío después de la compresión). Determinadas unidades, en función de la naturaleza del proceso, pueden desprender contaminantes en forma de líquidos, aerosoles o espumas (glicoles, aminas, aceites, etc). En estos casos, es necesario proteger el sistema de reducción de presión, así como los equipos analíticos, contra el contacto con líquidos que puedan tomarse al mismo tiempo que el gas. Si la sonda de gas no puede instalarse aguas


abajo del separador gas/líquido, los dispositivos representados en las figuras 5 y 6, pueden utilizarse para detener los materiales no gaseosos.10.4.2 Separadores. No se aconsejan los separadores (o recipientes de condensación) en los sistemas de toma de muestras. No obstante, pueden utilizarse para garantizar que ningún líquido libre, que pueda haber sido recogido por la sonda de toma de muestras, se introduzca en el analizador o en el recipiente de la muestra. La utilización de estos equipos, puede dar lugar a notables imprecisiones, si no se toma ninguna precaución para que la muestra se recoja a la misma temperatura que la línea de toma de muestras. Teóricamente, un separador resultaría inútil para las canalizaciones de una sola línea. Se pondrá una especial atención siempre que se instale un separador. Para eliminar la condensación en las tuberías no provistas de separadores o de recipientes de condensación, puede resultar útil tracearlo con calor o prever su aislamiento. Si la temperatura ambiente es inferior a la del flujo gaseoso muestreado, y la de éste se encuentra cerca del punto de rocío, puede ser necesario aislar la totalidad del sistema de toma de muestras, para garantizar la representatividad de las mismas. Si es posible, no se permitirá ningún dispositivo mecánico, filtro o materiales absorbentes que favorezcan la condensación o la absorción.


10.5 Reductor de presiónPara alimentar la unidad analítica con el gas natural seco muestreado a la presión apropiada, se requiere frecuentemente un dispositivo de reducción de presión.Según la presión de la tubería y la caída de presión a lo largo de la línea de transferencia, puede ser más apropiado no reducir la presión, o reducirla al comienzo de la línea, o en su extremo.Los reductores de presión serán preferentemente de acero inoxidable o de PTFE.Los reguladores de presión admitirán una presión superior a la presión máxima prevista en el sistema de toma de muestras de gas natural seco.En función del efecto Joule-Thompson, la temperatura descenderá aproximadamente 0,5 °C/0,l MPa durante la reducción de presión, y por tanto, existe riesgo de condensación de hidrocarburos pesados.Si este fenómeno aparece, la muestra no es representativa, y deberá, por tanto, rechazarse. La mejor forma de impedir este efecto es calentar para compensar la caída de temperatura. Este calor se aplica aguas arriba del dispositivo de reducción de presión. El sistema (véase como ejemplo, la figura 7) estará diseñado para que no aparezca ninguna condensación. La cantidad de energía térmica requerida dependerá de la composición del gas natural seco, de la reducción de presión, de la temperatura, y de la presión, del caudal, etc.


10.6 Dispositivos de calentamientoLos elementos de calentamiento se sitúan sobre la sonda y las líneas de toma de muestras de gas natural seco. En ciertos casos, es necesario igualmente calentar el recipiente de la muestra.Los elementos eléctricos de calentamiento serán del tipo auto-regulado. Responderán igualmente a las exigencias de los reglamentos eléctricos aplicables en las zonas donde se utilicen. Estas exigencias son necesarias para evitar el sobrecalentamiento de los elementos eléctricos en caso de fallo de uno de sus componentes.10.7 Recipientes de muestras10.7.1 Generalidades. El recipiente de toma de muestras no alterará en ningún caso la composición del gas natural seco, ni tendrá efectos desfavorables en la recogida de la muestra de gas. Considerando la función a la que están destinado, se especificarán los materiales, las válvulas, las juntas y otros componentes del recipiente.Los recipientes de toma de muestras se construirán generalmente de vidrio (para muy bajas presiones, inferiores a 0,2 MPa), de acero inoxidable, de aleaciones de titanio o de aluminio. Los contenedores metálicos estarán recubiertos internamente con un recubrimiento especial que asegure una reactividad mínima con los componentes sulfurados. Se especificarán las características del revestimiento interno. Salvo que estos contenedores estén precintados al vacío, estarán provistos de al menos dos válvulas que permitan purgar el gas muestreado. La superficie del recipiente en contacto con el gas natural seco, estará exenta de grasas, aceites o productos contaminantes. Se limpiarán cuidadosamente para evitar cualquier fenómeno de absorción. En el anexo B se describe un procedimiento de limpieza.Son aconsejables las válvulas provistas de asientos flexibles, en lugar de las provistas de asientos metálicos.


10.7.2 Recipientes de pistón flotante. Los recipientes requeridos para este procedimiento, estarán constituidos por tubos de metal cuya superficie interna esté esmerilada y pulida. Los recipientes serán preferentemente cerrados y provistos de tapones desmontables que faciliten el acceso para la eventual retirada o reparación del pistón móvil. Los tapones estarán perforados y roscados, para las válvulas, los calibres y las válvulas de seguridad. En la figura 8 se representa un ejemplo de recipiente de toma de muestras de pistón flotante.

10.8 Línea de transferencia de muestraSe requiere una línea de transferencia de acero inoxidable, cobre o manguera de acero inoxidable flexible que no reaccione con la muestra.Se prefieren líneas de acero inoxidable para presiones superiores a 6900 kPa o para gases que contengan sulfuro de hidrógeno. La línea más apropiada es aquella equipada con dos válvulas sobre el extremo del recipiente (ver figura 9): una válvula de control A y una válvula de venteo B.

La línea de transferencia debe tener un diámetro mínimo de 6,35 mm y ser tan corta como sea posible.


Figura 9 - Esquema típico para muestreo de gases

10.9 Equipo de muestreo progresivo

Comercialmente, existen dos clases de equipos de muestreo progresivos.10.9.1 Equipos de muestreo por regulación. Durante el período de toma de muestras, todos los dispositivos de regulación de presión, especialmente diseñados para este fin, aumentan la presión de la muestra recogida en el recipiente, desde cero hasta el valor máximo de la presión de la línea. Estos dispositivos no son aconsejables para las canalizaciones a baja presión o cuando el caudal varía considerablemente.10.9.2 Equipos de muestreo por desplazamiento. Durante el período de toma de muestras, la carga previa de gas en un recipiente de pistón flotante, se desplaza en el sentido del paso, mediante el bombeo de la muestra, en el interior del recipiente, a una presión constante correspondiente a la de la línea.11 TOMA DE MUESTRAS PUNTUAL PARA GAS NATURAL SECOEste capítulo específica un procedimiento de toma de muestras indirecto, mediante el cual un recipiente adecuado se llena con la muestra. Esta se transporta a continuación hacia el lugar donde se realizará el análisis.El anexo C, referente a toma de muestras a baja presión, describe un procedimiento que permite obtener muestras puntuales a partir del sistema de distribución de gas natural seco a baja presión, con ayuda de un recipiente de vidrio.Los procedimientos adecuados para la toma de muestras puntual, a baja y a alta presión, son:Purgado – Método de llenado y vaciado;Purgado – método de flujo controlado;Método del recipiente al vacío;Método de la presión reducidaMétodo de prellenado con helio;Método de desplazamiento de aguaMétodo de desplazamiento de glicolMétodo del recipiente de pistón flotante.

11.1 Purgado - Método de llenado y vaciado:


Este procedimiento es aplicable cuando la temperatura del recipiente de la muestra es igual o superior a la temperatura de la fuente. La presión de la fuente será superior a la presión atmosférica. Un ejemplo detallado del procedimiento a seguir, se indica en el anexo D.11.2 Purgado – Método del flujo controlado: Este procedimiento es aplicable cuando la temperatura del recipiente de la muestra es superior o igual a la temperatura de la fuente. La presión de la fuente será superior a la presión atmosférica. Un ejemplo detallado del procedimiento a seguir, se indica en el anexo E.Procedimiento del recipiente al vacío:Para este procedimiento se utiliza un recipiente en el que previamente se ha realizado el vacío, para recoger la muestra.Este procedimiento es aplicable cuando la presión de la fuente es superior o inferior a la presión atmosférica y la temperatura de la fuente es superior o inferior a la del recipiente de la muestra.Las válvulas y las conexiones del recipiente estarán en buen estado y no se observará ninguna fuga. Un ejemplo detallado del procedimiento a seguir, se indica en el anexo F.Método de la presión reducida: En el anexo G, se detalla el procedimiento de muestreo.11.5 Procedimiento de prellenado con helio:Este procedimiento es similar al del recipiente al vacío salvo que se procede a un llenado previo con helio, para evitar cualquier entrada de aire en el recipiente antes de la toma de muestras. Este procedimiento se utiliza cuando no se mide el helio y, preferentemente, cuando puede ignorarse, por ejemplo en el caso de análisis por cromatografía en fase gaseosa con helio como gas portador. En el anexo H se detalla el procedimiento de muestreo.11.6 Método de desplazamiento por glicol o agua: En el anexo I, se detalla el procedimiento de muestreo11.7 Procedimiento del recipiente de pistón flotante:Está generalmente acordado que con una muestra conducida en un recipiente de pistón flotante, a la presión de la tubería, y con las líneas de toma de muestras traceadas térmicamente, se obtiene, llegado el caso, resultados analíticos próximos a los obtenidos durante un análisis directo. En el anexo J, se describen los procedimientos de muestreo.12 TOMA DE MUESTRAS DIRECTA12.1 GeneralidadesEn la figura 9 se representa un ejemplo de sistema directo de toma de muestras de acuerdo con las descripciones de esta norma.12.1.1 Drenaje automático. El drenaje automático está, generalmente, prohibido ya que podría modificar la muestra.12.1.2 Reducción de la presión. Durante el análisis del gas, determinadas mediciones se realizan a la presión de la línea (por ejemplo, medición de condensados potenciales o de punto de rocío) y otras mediciones se realizan a una presión inferior. Cuando resulta necesario disminuir la presión, se instala un reductor de presión. Este dispositivo está, algunas veces, provisto de una válvula en cada extremo.12.1.3 Purga con gas inerte. Aguas abajo del reductor de presión, se tomarán medidas para la purga con un gas inerte.12.1.4 Línea de transferencia. En el caso dé análisis de indicios de componentes o de la medida del punto de rocío, la línea de toma de muestras se calentará hasta una temperatura igual o superior a la temperatura de la fuente. La línea de toma de muestras estará provista, aguas arriba del analizador, de un indicador que permita detectar la temperatura. En ambientes fríos puede instalarse un drenaje para detectar una eventual condensación.


Fig. 10 – Toma de muestras continua utilizando un reductor de presiónPurga

El sistema estará provisto de medíos para poder proceder a una purga con gas inerte. La purga del sistema de toma de muestras puede requerirse sí, por la razón que sea, aparece condensación. Esta


operación puede permitir igualmente eliminar el aire (oxígeno) del sistema, antes de introducir gas en el analizador, para evitar cualquier condición peligrosa.Válvula de seguridadSe instalará una válvula de seguridad, aguas abajo del reductor de presión, para proteger el analizador de cualquier aumento de presión no controlado, en caso de fallo del reductor.Calentamiento de la línea de transferenciaComo se describe en el apartado 10.6, la línea de transferencia se calentará en caso de formación de líquidos o de adsorción de compuestos. La línea de transferencia se calentará siempre a una temperatura al menos 10 °C superior a la temperatura de condensación.Línea de alimentación de transferenciaLa línea de transferencia hacia el equipo analítico, estará provista de una válvula de bola para realizar los trabajos de mantenimiento. Normalmente, se coloca un filtro para polvo fino aguas abajo de esta válvula. Se pondrá una atención especial para asegurarse de que este filtro no modifique la composición del gas natural seco. El gas patrón se introduce aguas abajo de este filtro (ver figura 9). Para la toma de muestras y/o el análisis a presión reducida, se instala una válvula de aguja provista de un caudalímetro, aguas arriba del analizador, así como en la línea de alimentación del gas patrón.En el caso de toma de muestras y/o el análisis a la presión de la línea, el dispositivo de regulación de caudal se instalará aguas abajo del equipo analítico. Para controlar la presión aguas arriba y evitar el escape de gas a alta presión, se instalará un reductor de presión, con regulación de la presión de salida, en el conducto de purga del equipo analítico. Seguridad de la cámara del analizadorNOTA.– Como ejemplo, pueden tomarse las siguientes medidas: Se instalará un detector del límite inferior de explosividad en la cámara del analizador. En el caso de fugas de gas, el detector enviará una señal para el cierre de la válvula de seguridad, situada antes de la cámara, y para la interrupción de la alimentación eléctrica de la cámara del analizador. Este detector debe ser regulado al 20% del valor del límite inferior de explosividad.Otra medida de seguridad consiste en prever un cortafuegos a la salida del equipo analítico, para evitar cualquier explosión en el exterior de la cámara del analizador. Existe un riesgo de explosión si se introduce, por error, aire en el gas.El diseño de la cámara del analizador y de su equipamiento, cumplirá con todas las reglamentaciones de seguridad.Otras normas aplicables en el muestreo directoAdicionalmente, se pueden aplicar las siguientes normas técnicas: “ASTM D5287-97 Standard practice for automatic sampling of gaseous fuels”, “ISO 6568 Natural Gas – Simple analysis by gas chromatography”, “ISO 10723 Natural Gas – Performance Evaluation for on line analytical systems”.

13 TOMA DE MUESTRAS PROGRESIVA13.1 GeneralidadesUn sistema de toma de muestras debe suministrar una muestra representativa del gas natural seco que fluye dentro de la tubería. Los caudales y las composiciones, pueden variar con el tiempo, por lo que, el intervalo entre las diferentes adiciones de la toma de muestras se definirá cuidadosamente, con el fin de que la muestra recogida refleje estas modificaciones.

Intervalos

Si es posible, para los sistemas de tomas de muestras progresivas, se utilizará una toma de muestras proporcional al caudal, especialmente si existen variaciones en el caudal y en la composición. Por ejemplo, si se interrumpe el caudal y el sistema continúa tomando una muestra, una parte del gas natural seco de la muestra compuesta habrá sido tomada sin caudal.


Si la composición durante este período es diferente de la composición media, esta muestra no será representativa.Puede utilizarse una toma de muestras proporcional al tiempo, que será representativa únicamente si el caudal o la composición es estable durante el intervalo de la toma de muestras.Existen en el mercado diferentes sistemas de tomas de muestras progresivas. Estas unidades se controlarán mediante un cronómetro, o una señal proporcional al caudal procedente del medidor.

Consideraciones sobre el sistemaEl equipo de muestreo recomendado es el que actúa por desplazamiento, con una bomba que aspira la muestra de la línea en un recipiente de pistón flotante, a presión constante.La línea de toma de muestras, entre el dispositivo de toma de muestras y el recipiente de recogida de la muestra, tendrá la mínima longitud. Excepto para los gases especialmente secos, la línea de toma de muestras y el equipo de muestreo, estarán traceados térmicamente y aislados, de forma que se evite cualquier condensación.Los equipos de muestreo estarán diseñados para permitir un caudal continuo e ininterrumpido de gas, y bombear de esta manera, una muestra progresiva representativa en el recipiente.Control del proceso de llenadoEl proceso de llenado se controlará diariamente.Seguimiento de los recipientesTodas las informaciones esenciales para el laboratorio estarán indicadas en una etiqueta sobre los recipientes de muestreo. Estas etiquetas estarán sólidamente fijadas en los recipientes de las muestras, pero no entorpecerán su utilización.Las informaciones indicadas incluirán preferentemente: El número del recipiente;El tipo de recipiente;El lugar de toma de la muestra;Todas las informaciones necesarias para la identificación de la canalización muestreada;La fecha y la hora, o el periodo de toma de muestras;El procedimiento de toma de muestras; El destino real del recipiente;Cualquier mantenimiento necesario, en cuanto al recipiente (por ejemplo, fugas); Cualquier información útil para el laboratorio de análisis, referente a la muestra;La presión de la muestra, si el recipiente de toma de muestras no incorpora un manómetro; La presión estática de la línea;La temperatura del flujo gaseoso; La presión diferencial;Todas las consideraciones del terreno.

14. ANTECEDENTESNTP 100.001:2002 GAS NATURAL SECO. Terminología básica.ENTP 100.002:2002 CALIDAD DEL GAS NATURAL SECO. RequisitosGPA 2166-88 Obtaining Natural Gas Samples for Analysis by Gas Chromatography ISO 10715 GAS NATURAL. Directrices para la toma de muestras IRAM-IAPG A 6858 GAS NATURAL. Lineamientos para el muestreo

ANEXO A (Normativo)

UTILIZACIÓN DE UNA VÁLVULA DE CORTE PARA TOMA DE MUESTRAS DIRECTA


Una de las dificultades de la toma de muestras reside en la instalación de colectores de gas patrón en la línea de toma de muestras. Se deben evitar las conexiones con una única válvula, ya que es imposible detectar una fuga de la misma cuando ésta se encuentra en posición cerrada, y no puede admitirse una fuga de gas patrón en la muestra, o viceversa.Este problema se resuelve colocando en cada línea de gas patrón, y en la misma línea de toma de muestras, una doble válvula de corte con válvula de purga hacia la atmósfera entre ambas. Esta precaución impide cualquier contaminación cruzada entre el gas patrón y la muestra. Este procedimiento se conoce generalmente con el término de sistema “doble bloqueo y purga (DBB)”. En la figura A.l se indica un ejemplo de la aplicación de este principio para un único gas patrón.Cuando las válvulas A y B están cerradas, y C está abierta, cualquier fuga de gas a través de A pasará por C, para evacuarse por la purga.La figura A.2 representa un ejemplo referente a un único gas patrón, y un colector, para una muestra única. La figura A.3 representa un colector multigas.Todas las válvulas se instalan directamente en las conexiones en T de forma que se evite cualquier volumen muerto complementario en las derivaciones no utilizadas de la pieza en T. En un dispositivo de este tipo, se evitarán longitudes complementarias de tubo, que sólo pueden purgarse por difusión.Se aconseja utilizar válvulas de mariposa, para las que existen actuadores neumáticos estándar, para que el colector pueda automatizarse fácilmente.Con una elección apropiada de actuadores “normalmente abiertos” o “normalmente cerrados”, es posible conseguir un circuito lógico para la transmisión del gas hacia los analizadores, que permita una protección completa contra los fallos.En la línea de toma de muestras, después de la última conexión del gas patrón y antes del analizador, se instalará una válvula de seguridad de sobrepresión, sin venteo y accionada por resorte.Este dispositivo de seguridad protege al analizador de cualquier mal funcionamiento de los reductores de presión de los recipientes de gas patrón a alta presión.


ANEXO B (Normativo)

LIMPIEZA DE LOS RECIPIENTES METÁLICOS DE TOMA DE MUESTRASLos solventes deben ser elegidos de tal manera que ofrezcan los siguientes requerimientos.Disolver todos los constituyentes de la corriente de gas.Tener un bajo punto de ebullición adecuado para vaporizarse, de manera que no deje residuos medibles (medibles por los medios usados para analizar muestras de gas natural).No reaccionar con los sellos de hermeticidad de las válvulas o el recipiente tipo pistón flotante.Dar un pico característico cromatográfico que no interfiera con los picos de los hidrocarburos de interés.A continuación se describe como referencia, un ejemplo de un procedimiento completo utilizando acetona pudiendo existir otros métodos también aceptables:Evacuar todo el gas de muestra residual.Evacuar o purgar con nitrógeno.Llenar el recipiente con un producto de limpieza, por ejemplo, acetona.Agitar durante 2 horas con un dispositivo que produzca sacudidas.Transferir la acetona a un recipiente adecuado.Llenar nuevamente el recipiente con acetona, y agitar durante 2 horas en el agitador mecánico.Eliminar la acetona, secando con nitrógeno o aire seco.Secar el recipiente en una estufa con aire caliente a una temperatura constante de 90 ºC. Si el recipiente tiene una única válvula, vaciarle durante el secado. Si dispone de dos válvulas, purgarle con nitrógeno durante el secado. La operación de secado tiene una duración aproximada de 12 horas.Después de enfriadas, llenar y vaciar el recipiente con nitrógeno, tres veces consecutivas.Seguidamente, llenar el recipiente con nitrógeno hasta la presión de 1000 kPa.Esperar 2 horas y verificar, por cromatografía, la posible existencia de acetona u otras impurezas.Conservar el cromatograma obtenido con los documentos referentes al recipiente.ATENCIÓN.- La acetona es un líquido altamente inflamable, y por tanto, debe manipularse con cuidado. El control de los volúmenes utilizados estarán de acuerdo a la reglamentación nacional vigenteNOTA.– La magnitud de la verificación por cromatografía puede reducirse utilizando un método estadístico.

ANEXO C (Normativo)

PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE MUESTRAS A BAJA PRESIÓN EN RECIPIENTES DE VIDRIOC.1 Precauciones relativas a la seguridadVerificar que el recipiente de toma de muestras no tiene ninguna fisura (véase figura C.I). Se recomienda colocar una camisa flexible alrededor del recipiente. Normalmente, esto no es necesario cuando la presión de la canalización está comprendida entre 0,5 kPa y 10 kPa, pero existe siempre el riesgo de que la presión en la línea pueda ser ligeramente superior a 10 kPa.Utilizar gafas de seguridad durante la toma de muestras.


C.2 Preparación del recipiente de vidrioLubricar las válvulas de corte del recipiente de muestras con grasa a base de silicona.Limpiar los recipientes de muestras mediante una solución jabonosa a base de hidróxido de potasio.Seguidamente se enjuaga con agua destilada.Secar el recipiente con aire caliente (exento de agua y aceite).Cuando sea necesario analizar el sulfuro de hidrógeno presente en la muestra, enjuagar el recipiente con una solución de H2SO4 de 0,01 mol/l.C.3 Toma de muestrasLa figura C.2 representa un montaje tipo para la toma de muestras. En la figura C.3 se representa una disposición para la toma de muestras en canalizaciones con presión inferior a la presión atmosférica.Medir la presión en el punto de toma de muestras. Asegurarse de que la presión en la línea de transferencia de la muestra sea inferior a 200 kPa.Conectar la línea de transferencia al recipiente.Conectar el orificio de entrada del recipiente, lo más cerca posible del punto de toma de muestras, utilizando una línea de transferencia de la muestra.Conectar el orificio de salida del recipiente a la entrada de un caudalímetro.Conectar la salida del caudalímetro a un conducto de purga o antorcha.Abrir las dos válvulas del recipiente en el sentido del flujo de gas.Regular el caudal en el recipiente mediante un caudalímetro.Evacuar el gas.Observar la presencia de condensados líquidos durante la purga.Rechazar la muestra en el caso de observar presencia de líquidos.Después de 30 minutos de purga, cerrar el recipiente, accionando las válvulas de corte en el sentido inverso al flujo de gas, para permitir el aumento de presión.Desconectar el recipiente.Asegurar las dos válvulas de corte con sus bloqueos, para que sea imposible su apertura accidental, y verificar la ausencia de fugas.C.4 Preparación para el transporteUtilizar una caja adecuada para el transporte de los recipientes de las muestras.Observar si el flujo gaseoso ha arrastrado grasas, condensados de hidrocarburos, partículas de polvo o de oxido, y/o gotas de agua.


ANEXO D (Normativo)

TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DE LLENADO Y VACIADOEn la figura D.1 se muestra el esquema del equipo. Es necesario conectar una extensión de tubo (de 0,60 m a 1,20 m de longitud) con una válvula en el extremo de salida del recipiente. Esto elimina la posibilidad de condensación de hidrocarburos pesados en la válvula de salida del cilindro


Figura D.1 Muestreo de gas – Método del llenado y vaciado

El procedimiento de toma de muestras es el siguiente:Instalar la sonda de toma de muestras de gas.Se abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea cualquier material acumulado. Se cierra la válvula.Se instala el recipiente de toma de muestra como se indica en la figura D.1. El recipiente debe estar en posición vertical. Con todas las válvulas cerradas, se abre la válvula de muestreo hasta la posición totalmente abierta.Se purga la línea lentamente para desplazar el aire (las válvulas 1, 2 y 3 deben estar totalmente abiertas y la válvula 4 cerrada).Se cierra la válvula de la línea de extensión (válvula 4) y se permite que la presión alcance rápidamente la presión de la línea. Se cierra la válvula de entrada (válvula2) y se ventea lentamente el recipiente a través de la válvula del tubo de extensión (válvula 4) hasta casi la presión atmosférica. Se cierra la válvula 4 completamente. Se abre la válvula de entrada (válvula 2).Se repiten los pasos ( c ) y (f) para cumplir con la tabla (ciclo de purgas) la cual da el mínimo número de ciclos requeridos para purgar efectivamente el recipiente de gas.Se observa la presencia de líquidos en la descarga de la válvula del tubo de extensión (válvula 4). Si aparece líquido consistente en la válvula 4, se descarta la muestra y se la recolecta por alguno de los procedimientos establecidos en ( c ) hasta (g).Se cierran las válvulas de muestreo en el siguiente orden: válvula de extensión (válvula 4), válvula de salida (válvula 3), válvula de entrada (válvula 2), válvula de muestreo (válvula 1) y válvula de muestreo de la fuente.Se abre la válvula de muestreo (válvula 1) y se abre lentamente la válvula de fondo del separador para evitar la presión en la línea de muestra y el separador.Se remueve el recipiente de la muestra y se verifican las pérdidas por inmersión de las válvulas en agua o por el uso de una solución comercial de detección de pérdidas. Se taponan las válvulas (si son hembras) o se ponen casquetes (si son macho).

Tabla D-1Presión final del recipiente (kPa) Número de ciclos de purga

100 a 200 13200 a 400 08400 a 600 06600 a l000 05 1000 a 3500 04 > 3500 03

ANEXO E (Normativo)

TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DE FLUJO CONTROLADOEl esquema del equipo se muestra en la fig.E.1. En la figura E.2 se muestra un detalle del tapón del tubo de flujo. El procedimiento de muestras por este método es el siguiente:a) Se abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea cualquier material acumulado. Se cierra la válvula.b) Se instala el cilindro como se muestra en la figura E.1. El recipiente debe estar en posición vertical.


Figura E.1 Muestreo de gas - Método de flujo controlado

Se instala un tubo de cobre de 0,91 m de largo u otro tubo apropiado y la válvula 4 como se indica. Con todas las válvulas cerradas, se abre la válvula en el punto de muestreo hasta la posición totalmente abierta.Se abre lentamente la válvula de muestreo (válvula 1) totalmenteSe abre lentamente la válvula de entrada del cilindro (válvula 2)Se abre lentamente la válvula de salida del cilindro (válvula 3).Se abre lentamente la válvula del tubo de extensión (válvula 4)Se permite fluir el gas de esta manera durante el tiempo especificado en la tabla E.1 del ciclo de purgasSe cierran las válvulas de muestreo en el siguiente orden: válvula de extensión (válvula 4), válvula de salida (válvula 3), válvula de entrada (válvula 2), válvula muestreadora (válvula 1) y válvula de muestreo fuente.Se abre la válvula muestreadora (válvula 1) y se abre lentamente la válvula de fondo del separador en la línea de muestreo para aliviar la presión en la línea de muestra y separador.Se retira el recipiente de muestra y se verifican las pérdidas por inmersión de las válvulas en agua o por el uso de una solución comercial de detección de pérdidas. Se taponan las válvulas (si son hembras) o se ponen casquetes (si son macho).Nota: Se debe tener las precauciones siguientes cuando se muestrea por este método:La presión de la fuente debe ser suficiente para producir condiciones de flujo crítico en el tubo de flujo, presión de 103,4 kPa o mayor y flujo contra presión atmosférica.Las válvulas y el tubo del aparato deben ser diseñados con tamaño suficiente que no restrinja el flujo aguas arriba del tubo de flujo. Para un tubo de 5,3 mm de diámetro, el tamaño de la válvula debe ser más grande que 6,35 mm. Se deben usar casquetes a rosca en la línea para la reducción desde la válvula hasta el enchufe de 6,35 mm del tubo de flujo.Las curvas de flujo pueden tener desviaciones cuando la densidad relativa del gas sea distinta a 0,600 y cuando la temperatura del flujo no sea 15.5 ºC. Las variaciones del flujo son menores al 10%.


ANEXO F (Normativo)

TOMA DE MUESTRAS POR EL PROCEDIMIENTO DEL RECIPIENTE AL VACÍO


El sistema de toma de muestras se representa en la figura F.l.

SALIDAFigura F.1 - Muestreo de gas para los métodos: recipiente al vacío, presión reducida, prellenado con helio, desplazamiento de agua y desplazamiento de glicol

El procedimiento de toma de muestras es el siguiente:Se evacua el cilindro hasta una presión de 1 mm de Hg o menos. (Se usan recipientes que hayan sido previamente evacuados y verificados para mantener vacío). Estos métodos requieren que se añada en forma permanente un manómetro de vacío para detectar cualquier pérdida. Debido a que los manómetros de vacío comunes pueden leer sólo con el 5 % de precisión, se recomienda que las muestras recogidas por este método se analicen en una columna de tamiz molecular de manera de determinar correctamente el nitrógeno libre.Se abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea cualquier material acumulado. Se cierra la válvula.Se instala el recipiente como se muestra en la Figura F.1 dejando la conexión de la válvula de entrada (válvula 3) semiabierta para permitir la purga de la línea hacia la válvula de entrada del recipiente. El recipiente debe estar en posición vertical. Se abre la válvula en el punto de muestreo hasta la apertura total.Se purga lentamente la línea de muestra con gas para desplazar el aire mediante la apertura parcial de las válvulas de venteo (válvula 2) y muestreadora (válvula 1) hasta que el gas esté fluyendo lentamente fuera de la conexión de pérdida en la válvula de entrada del cilindro y de la válvula de venteo (válvula 2). Se ajusta la conexión de la válvula de entrada al recipiente de muestreo y luego se cierra la válvula muestreadora (válvula 1), permitiendo que la línea de muestra se ventee hasta casi la presión atmosférica y luego se cierra la válvula de venteo (válvula 2).Se abre la válvula muestreadora (válvula 1) hasta la apertura total y se abre lentamente la válvula de entrada del recipiente de muestreo (válvula 3) permitiendo que la presión se incremente hasta la presión


de la fuente. En algunos casos puede eliminarse la condensación mediante el muestreo a presión menor que la presión de la fuente. (Ver método de presión reducida).Se cierra la válvula de entrada del cilindro (válvula 3) y la válvula de muestreo (válvula 1). Se abre la válvula de venteo (válvula 2) para aliviar la presión en la línea de muestra. Se cierra la válvula del separador para aliviar la presión.Nota: Si la presión final está por debajo de 103,4 kPa, la presión de la muestra debe incrementarse en 34,5 kPa en el laboratorio mediante presurización con un gas que no interfiera con el análisis. Si la muestra es presurizada con otro gas, las presiones existentes se deben registrar inmediatamente antes y después de la presurización.Se retira el cilindro y se verifican las pérdidas de las válvulas mediante inmersión en agua o en alguna solución comercial de detección de pérdidas. Esto es aplicable sólo en el caso de presiones superiores a 103,4 kPa. Se taponan las válvulas (si son hembra) o se encapuchan (si son macho).

ANEXO G (Normativo)

TOMA DE MUESTRAS POR EL METODO DE PRESION REDUCIDAEl esquema del equipo se muestra en la figura F.1. El procedimiento de muestreo es el siguiente:Se evacua el recipiente hasta una presión de 1 mm de Hg o menos (se usa un recipiente que haya sido previamente evacuado y verificado para mantener este vacío). Los métodos de evacuación requieren que se instale un manómetro de vacío al reipiente para detectar cualquier pérdida entre el recipiente y el muestreo real en el campo.Se abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea cualquier material acumulado. Se cierra la válvula.Se instala el recipiente como se muestra en la figura F.1 dejando la conexión de la válvula de entrada (válvula 3) semiabierta para permitir la purga de la línea de muestra a la válvula de entrada al recipiente. El mismo debe estar en posición vertical. Se abre la válvula en el punto de muestreo hasta la posición de apertura total.Se purga lentamente la línea con gas para desplazar el aire mediante la apertura parcial de la válvula de venteo (válvula 2) y de la válvula muestreadora (válvula 1) hasta que el gas fluya lentamente fuera de la conexión de entrada del recipiente y de la válvula de venteo. Se ajusta la conexión de la válvula de entrada del recipiente y luego se cierra la válvula muestreadora (válvula 1), permitiéndole a la línea ventear hasta casi la presión atmosférica y luego se cierra la válvula de ventea (válvula 2)Se abre la válvula de entrada (válvula 1) hasta la apertura total y se abre lentamente la válvula de entrada del cilindro (válvula 3), permitiendo que la presión del cilindro se incremente hasta la presión deseada de muestreo.Se cierra la válvula de entrada del recipiente (válvula 3) y la válvula muestreadora (válvula 1). Se abre la válvula de venteo (válvula 2) para aliviar la presión en la línea. Se cierra la válvula de fuente de muestra. Se abre lentamente la válvula del fondo del separador de línea para aliviar la presión.Se retira el recipiente y se verifican pérdidas mediante la inmersión de las válvulas en agua o alguna solución comercial. Se taponan las válvulas (si son hembra) o se encapuchan (si son macho).Nota: No se recomienda que se tomen muestras de presión reducida cuando la presión de la línea está por debajo de los 689,8 kPa.

ANEXO H (Normativo)

TOMA DE MUESTRAS POR EL METODO DE PRELLENADO CON HELIOEl esquema del equipo se muestra en la figura F.1. El procedimiento de muestreo es el siguiente:Se evacua el recipiente hasta una presión de 0,13 kPa (1 mm de Hg) o menos. (Se usa un recipiente que haya sido previamente evacuado y verificado para mantener vacío).


Se conecta en forma floja el cilindro a una fuente de helio que fluye fuera de la conexión para purgar la válvula del recipiente. Se ajusta la conexión de la válvula de entrada del recipiente. Se abre la válvula de entrada del recipiente y se permite que el helio fluya dentro del recipiente hasta que se alcance una presión de aproximadamente de 34,5 kPa. Se cierra la válvula del recipiente. Se cierra la válvula de la fuente de helio. Se retira el cilindro de la fuente de helio.Se abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea completamente cualquier material acumulado. Se cierra la válvula en el punto de muestreo.Se instala el recipiente como se muestra en la figura F.1 dejando la conexión de la válvula de entrada (válvula 3) semiabierta para permitir la purga de la línea de muestra hacía la válvula de entrada del recipiente. El recipiente debe estar en posición vertical. Se abre la válvula en el punto de muestreo hasta la apertura total.Se purga lentamente la línea con gas para desplazar el aire mediante la apertura parcial de la válvula de venteo (válvula 2) y de la válvula muestreadora (válvula 1) hasta que el gas fluya lentamente fuera de la conexión de entrada del recipiente de muestreo y de la válvula de venteo. Se ajusta la conexión de la válvula de entrada del recipiente y luego se cierra la válvula muestreadora (válvula 1) permitiéndole a la línea ventear hasta la presión atmosférica y luego se cierra la válvula de venteo (válvula 2).Se abre la válvula de muestra (válvula 1) hasta la posición de apertura total y se abre lentamente la válvula de entrada al recipiente (válvula 3), permitiendo que la presión del recipiente incremente hasta la presión de la fuente. En algunos casos la condensación se puede eliminar mediante el muestreo a una presión menor que la presión de la fuente. (ver método de presión reducida)Se cierra la válvula de entrada del recipiente (válvula 3) y la válvula muestreadora (válvula 1). Se abre la válvula de venteo (válvula 2) para aliviar la presión de la línea de muestra. Se cierra la válvula de la fuente. Se abre lentamente la válvula del fondo del separador para aliviar la presión en el separador.Se retira el recipiente y se verifican pérdidas mediante la inmersión de las válvulas en agua o alguna solución comercial. Se taponan las válvulas (si son hembra) o se encapuchan (si son macho).

Nota: Este método requiere la determinación separada del helio para calcular el contenido energético correcto.

ANEXO I (Normativo)

TOMA DE MUESTRAS METODO DE DESPLAZAMIENTO POR GLICOL O AGUAPara este método se requiere un cilindro que contenga glicol limpio o agua deionizada o destilada y un recipiente para medir el líquido desplazado. El agua debe tener un pH entre 5 y 7. El agua con pH mayor a 7 debe ser acidificada para llevarla al pH apropiado. (Se puede usar una solución de ácido 0,1 N). Todo el glicol o agua debe ser desplazado por la fuente de gas durante el muestreo.Se abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea completamente cualquier material acumulado. Se cierra la válvula en el punto de muestreo.Se instala el cilindro como se muestra en la figura F.1 dejando la conexión de la válvula de entrada (válvula 3) semiabierta para permitir la purga de la línea de muestra hacia la válvula de entrada al cilindro. El recipiente debe estar en posición vertical. Se abre la válvula en el punto de muestreo hasta apertura total.Se purga lentamente la línea con gas para desplazar el aire mediante la apertura parcial de la válvula de venteo (válvula 2) y de la válvula muestreadora (válvula 1) hasta que el gas fluya lentamente fuera de la conexión de entrada del cilindro y de la válvula de venteo. Se ajusta la conexión de la válvula de entrada del cilindro y luego se cierra la válvula muestreadora (válvula 1), permitiéndole a la línea ventear hasta casi la presión atmosférica y luego se cierra la válvula de venteo (válvula 2).Se abre lentamente la válvula muestreadora (válvula 1) hasta apertura total y se abre lentamente la válvula de entrada del cilindro (válvula 3) hasta apertura total.


Se abre lentamente la válvula de salida (válvula 4) para permitir la descarga lenta del glicol o agua al recipiente medidor hasta que se perciba el primer signo de gas. Se cierra inmediatamente la válvula de salida (válvula 4).Se cierra la válvula de entrada del cilindro (válvula 3) y la válvula muestreadora (válvula 1). Se abre la válvula de venteo (válvula 2) para aliviar la presión en la línea de muestra. Se cierra la válvula de la fuente. Se abre lentamente la válvula del fondo del separador para aliviar su presión.Se retira el recipiente y se verifican pérdidas mediante la inmersión de las válvulas en agua o alguna solución comercial. Se taponan las válvulas (si son hembra) o se encapuchan (si son macho).Nota: Todos los líquidos de desplazamiento DEBEN ser retirados de los recipientes durante el muestreo para prevenir cambios apreciables en la composición del gas.

ANEXO J (Normativo)

TOMA DE MUESTRA POR EL METODO DEL CILINDROCON PISTON FLOTANTE

Es preferible usar una carga de gas inerte para el cilindro de pistón que no esté presente en la muestra, de modo que una pérdida en el cilindro en sí pueda ser fácilmente detectada durante el análisis. Puede utilizarse gas natural de la fuente, excepcionalmente. Se carga el lado de gas inerte del cilindro (válvula 4) con presión ligeramente superior a la presión de línea. (ver figura J.1).J.1 Muestreo con recipiente de pistón con indicador visualSe abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea completamente cualquier material acumulado. Se cierra la válvula en el punto de muestreo.Se instala el recipiente como se muestra en la figura J.1 dejando la conexión de la válvula de entrada (válvula 3) semiabierta para permitir la purga de la línea de muestra hacia la válvula de entrada al recipiente. Se abre la válvula en el punto de muestreo y la válvula superior del separador hasta la posición de apertura total.Se purga lentamente la línea con gas para desplazar el aire mediante la apertura parcial de la válvula de entrada de venteo (válvula 2) y de la válvula muestreadora (válvula 1) hasta que el gas fluya lentamente fuera de la conexión de entrada del cilindro y de la válvula de venteo. Se ajusta la conexión de la válvula de entrada del cilindro y luego se cierra la válvula muestreadora (válvula 1), permitiéndole a la línea ventear hasta casi la presión atmosférica. Se cierra la válvula de venteo (válvula 2).Se abre lentamente la válvula muestreadora (válvula 1) hasta la posición de apertura total y se observa la presión en el manómetro L.Se ajusta la presión en el manómetro N hasta igualar la presión en el manómetro L descargando el adecuado gas inerte a través de la válvula de descarga (válvula 4).Con la válvula de descarga de gas inerte cerrada (válvula 4), se abre en forma total y lentamente la válvula de entrada (válvula 3). No debería haber cambio de presión en el manómetro M. Las presiones en los manómetros L, M y N deben ser todas iguales.Se abre parcialmente la válvula de descarga de gas inerte (válvula 4) para permitir que el gas inerte ventee lentamente a la atmósfera. No debe permitirse que la presión en el manómetro M caiga por debajo de la presión de muestreo. Se continúa la operación hasta que el indicador indique que el cilindro está lleno.Se cierra la válvula de descarga de gas inerte (válvula 4), la válvula de entrada del cilindro (válvula 3), la válvula muestreadora (válvula 1) y la válvula en el punto de muestreo.Se alivia la presión en la línea de transferencia usando la válvula de venteo (válvula 2). Se abre lentamente la válvula del fondo del separador de línea para aliviar su presión.Se retira el cilindro y se verifican las pérdidas en las válvulas de entrada de muestra y de descarga de gas inerte (válvulas 3 y 4). Se taponan las válvulas (si son hembra) o se encapuchan (si son macho).


Nota: Se requiere de suficiente presión para mover el pistón dentro de estos cilindros. Por lo tanto, este método puede no ser apropiado en el muestreo de gases de muy baja presión.

Figura J.1 - Sistema de muestreo con indicador visual

J.2 Muestreo con recipiente de pistón sin indicador visualSe abre la válvula en el punto de muestreo y se ventea completamente cualquier material acumulado. Se cierra la válvula en el punto de muestreo.Se instala el cilindro como se muestra en la figura J.2 dejando la conexión de la válvula de entrada (válvula 3) semiabierta para permitir la purga de la línea de muestra hacía la válvula de entrada del cilindro. Se abre la válvula en el punto de muestreo y la válvula superior del separador hasta la posición de apertura total.Se purga lentamente la línea con gas para desplazar el aire mediante la apertura parcial de la válvula de venteo (válvula 2) y de la válvula muestreadora (válvula 1) hasta que el gas fluya lentamente fuera de la conexión de entrada del cilindro y de la válvula de venteo. Se ajusta la conexión de la válvula de entrada del cilindro y luego se cierra la válvula muestreadora (válvula 1), permitiéndole a la línea ventear hasta casi la presión atmosférica. Se cierra la válvula de venteo (válvula 2).Con la válvula de venteo (válvula 2) y la válvula de entrada del cilindro de pistón (válvula 3) cerradas, se abre lentamente la válvula de la fuente de la muestra (válvula 1) hasta la apertura total. Se observa la presión de la fuente de la muestra en el manómetro L.


Si la presión en el manómetro N es mayor que la presión el L, se ajusta la presión en N mediante la purga en forma lenta del gas inerte a través de la válvula 4.Se abre lentamente la válvula de entrada del recipiente (válvula 3) hasta apertura total. El manómetro N no debería indicar ningún cambio de presión. Las presiones en los manómetros L, M y N deben ser iguales.Se abre parcialmente la válvula de descarga de gas inerte (válvula 4) para permitir que el gas inerte ventee lentamente a la atmósfera. No debe permitirse que la presión en el manómetro M caiga por debajo de la presión de muestreo. Se continúa la operación hasta que el indicador indique que el cilindro está lleno.Se cierra la válvula de descarga de gas inerte (válvula 4), la válvula de entrada del cilindro (válvula 3), la válvula muestreadora (válvula 1) y la válvula en el punto de muestreo, en ese orden.Se alivia la presión en la línea de transferencia usando la válvula de venteo (válvula 2). Se abre lentamente la válvula del fondo del separador de línea para aliviar su presión.Se retira el recipiente y se verifican las pérdidas en las válvulas de entrada de muestra y de descarga de gas inerte (válvula 3 y 4). Se taponan las válvulas (si son hembra) o se encapuchan (si son macho).Nota: Se requiere de suficiente presión para mover el pistón dentro de estos cilindros. Por lo tanto, este método puede no ser apropiado en el muestreo de gases de muy baja presión.

Figura J2 – Sistema de muestreo sin indicador visual


ANEXO K (Informativo)DIRECTRICES PARA EL CÁLCULO DEL TIEMPO DE TRANSPORTE DE LA MUESTRA

En la hipótesis de una canalización horizontal, sin codos, ni restricciones, con flujo turbulento, el caudal de gas en la línea puede calcularse con la siguiente ecuación (véase anexo J, referencia [3]):

[m/A]2xln(ρi - ρf) + (ρi - ρf)ρmedia + 4[τ /(ρl2)]media x [L/D]x[m/A] = 0

Obteniéndose un tiempo de residencia de:ttrans= 1,5708 x D2 x pi x L/Vf x (pi + pf)

donde:A Superficie de la sección transversal de la canalización, en metros cuadrados (m2);ρ Densidad del gas, en kilogramos por metro cúbico (kg/m3);D Diámetro de la canalización, en metros (m);1 Velocidad del gas, en metros por segundo (mis);L Longitud de la canalización, en metros (m);m Caudal másico del gas, en kilogramos por segundo (kg/s);p Presión absoluta, en pascales (Pa);τ Tensión de cizallamiento en la superficie de la canalización, en newton por metro cuadrado (N/m2);ttrans Tiempo de transporte de la muestra, en segundos (s);V Caudal volumétrico del gas, en metros cúbicos por segundos (m3/s);i subíndice correspondiente a la entrada;f subíndice correspondiente a la salida.Para un caudal de salida de 0 °C y 100 kPa, en las figuras G.1 a G.6 se obtienen gráficamente los resultados de las ecuaciones anteriores.EJEMPLO:Diámetro: 4 mm = 0,004 mCaudal volumétrico: 8 l/min = 13,3 x 10-5 m3/sLongitud: 100 mPresión de entrada: 1,8 x 10-5 Pa (patrón) Presión de salida: atmosférica = 1,1 x 105 Pa Se obtiene como resultado: ttrans = 12,18 s


ANEXO M (Informativo)

GRADO DE TOXICIDAD DEL SULFURO DE HIDROGENO


Concentración (cm3/m3) Reacción Humana Fuente

0,1 a 0,01 Nivel umbral

0,9 Límite de detección (OSHA ID 141) OSHA

1Olor característico a “huevo podrido” claramente detectable

10

Nivel de Exposición Permisible (Permisible Exposure Level, PEL), promedio ponderado en función del tiempo de exposición (Time Weighted Average, TWA) de un trabajador, expuesto durante una jornada de 8 horas diarias en una semana de trabajo de 40 horas

OSHA

15

Límite de exposición a tiempos cortos (Short Term Expossure Limit, STEL), exposición, (TWA) durante 15 minutos

OSHA

100 – 150Pérdida de la capacidad olfativa de 2 min. a 15 min.

NSC

150 – 200

Pérdida del sentido de olfato de 2 a 15 min.Hemorragia y muerte luego de 8 horas a 48 horas

NSC

500 – 600Tos, pérdida del conocimiento dentro de los 2 min.

NSC

600 – 1500 Pérdida del conocimiento y muerte en 2 min. NSC

NSC National Safety Council (1982) Industrial Safety Data, Hoja 284, Sulfuro de Hidrógeno, Chicago IL 60611.OSHA Occupation Safety an Health Administration (1990), General Industry Standards and Interpretation, Vol 1 OHSA 20777, Change 53, Washington DC, (March 9).

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ntp 101.003 -muestreo

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