¡Descarga ASTM D-4057. Método estándar para el muestreo manual de petróleo y productos de petroleo. y más Resúmenes en PDF de Ingeniería del Petróleo solo en Docsity!
Designación: D4057 – 19
Manual de Normas de Medición de Petróleo (SMP), capítulo 8.
Método estándar para el
Muestreo Manual de petróleo y productos de petróleo^1
Esta norma ha sido publicada bajo la designación fija D4057; el número inmediatamente después de la designación indica el año de adopción original o, en el caso de revisión, el año de la última revisión. Un número entre paréntesis indica el año de la última aprobación. Una épsilon superíndice (ε) indica un cambio editorial desde la última revisión o re-aprobación.
Esta norma ha sido aprobada para su uso por agencias del Departamento de Defensa de los EE.UU.
INTRODUCCIÓN
La versión anterior de la práctica de muestreo manual describe los diversos métodos y aparatos de muestreo, con mucho énfasis en los crudos y semisólidos y sólidos. Además, las versiones anteriores no abordaron de manera significativa el muestreo cerrado o restringido, que son cada vez más frecuentes. Esta versión ofrecerá orientación sobre la terminología manual de muestreo, conceptos, equipos, recipientes, procedimientos, y proporcionará una orientación específica relacionada con los productos y pruebas particulares. El tipo y tamaño de la muestra obtenida, y el método de tratamiento, dependerán de la finalidad para la que fue tomada. Consulte el método de ensayo para los requisitos específicos de muestreo y manipulación hasta el punto de prueba. Sigue siendo responsabilidad del subcomité para el método de prueba pertinente proporcionar orientación, o advertencias, respecto a la selección del recipiente de la muestra; preparación; limpieza; calor, presión, o la luz; requisitos de tamaño de la muestra para la prueba y la retención; y cualesquiera otros requisitos especiales de manejo necesarios para asegurar que una muestra representativa se pone a prueba. Además del método de ensayo individual, para la orientación en el envase, tamaño, mezcla y manejo especial, orientación adicional puede ser proporcionada en la Práctica D5854 (API MPMS Capítulo 8.3), Práctica D5842 (API MPMS Capítulo 8.4), y la Práctica D4306. Si bien esta práctica proporcionará una orientación general en relación con la cadena de custodia de la muestra, la Guía D4840 también debe ser consultada. Este documento ha sido desarrollado conjuntamente entre el Instituto Americano del Petróleo (API) y ASTM International.
1. Alcance*
1.1 Esta práctica cubre los procedimientos y equipos para obtener manualmente muestras de petróleo líquido y sus derivados, aceites crudos y productos intermedios desde el punto de muestra en el recipiente primario son descritos. Los procedimientos también se incluyen para la toma de muestras de agua libre y otros componentes pesados asociados con el petróleo y sus derivados.
1.2 Esta práctica también se refiere a la toma de muestras de semilíquidos o productos derivados del petróleo de estado sólido. Para el muestreo del coque verde de petróleo, véase la práctica D8145. Para el muestreo de coque de petróleo calcinado, véase la práctica D6970.
1.3 Esta práctica proporciona información específica sobre la selección del contenedor de la muestra, preparación y manipulación de las muestras.
1 Esta práctica está bajo la jurisdicción del Comité ASTM D02 sobre Petróleo Productos, Combustibles Líquidos y Lubricantes y el Comité API sobre Medición del Petróleo y es responsabilidad directa del Subcomité D02.02 / COMQ sobre Medición de Hidrocarburos para Transferencia de Custodia (Joint ASTM-API). Esta práctica ha sido aprobado por los comités patrocinadores y aceptado por el Comité Sociedades de acuerdo con los procedimientos establecidos. Esta práctica se publicó como Estándar ASTM-API en 1981. Edición actual aprobada el 1 de julio de 2019. Publicado en agosto de 2019. Originalmente aprobado en 1981. La última edición anterior aprobada en 2018 como D4057 - 12 (2018). DOI: 10.1520/D4057-19. *La sección Resumen de cambios aparece al final de esa norma.
1.4 Esta práctica no cubre el muestreo de los aceites aislantes eléctricos y fluidos hidráulicos. Si el muestreo es para la determinación precisa de la volatilidad, utilice la Práctica D5842 (API MPMS Capítulo 8.4), en conjunto con esta práctica. Para la mezcla y manipulación de muestras, refiérase a la Práctica D5854 (API MPMS Capítulo 8.3).
1.5 Los procedimientos descritos en esta práctica también pueden ser aplicables en el muestreo de la mayoría de los productos químicos industriales líquidos no corrosivos, siempre que se cumplan todas las precauciones de seguridad específicas a estos productos químicos. Asimismo, consulte la Práctica E300. Los procedimientos descritos en esta práctica también son aplicables al muestreo de gases licuados del petróleo y productos químicos. También se refieren a las Prácticas D1265 y D37 00. El procedimiento para el muestreo de materiales bituminosos se describe en la Práctica D140. La Práctica D4306 proporciona orientaciones sobre los contenedores de muestras y preparación de muestreo de combustible de aviación.
1.6 Unidades- Los valores establecidos en el Sistema Internacional de Unidades han sido considerados en esta norma. Las unidades USC están reflejadas en paréntesis.
1.7 Esta norma no pretende abordar todas las consideraciones de seguridad, si las hay, relacionadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.
2. Documentos de referencia
2.1 Normas ASTM:^2
D86 Método de prueba para la Destilación de Productos de Petróleo a Presión Atmosférica
D97 Método de prueba para Punto de fluidez de los productos de petróleo
D140 Práctica para el muestreo de Materiales Bituminosos
D217 Métodos de prueba para Cono de Penetración de grasa lubricante
D244 Métodos de prueba y prácticas para Asfaltos emulsionaods Guía D268 de muestreo y ensayo disolventes volátiles y productos intermedios químicos destinados a la Pintura y revestimientos relacionados y materiales
D287 Método de prueba para la gravedad API del petróleo crudo y productos derivados del petróleo (Método del Hidrómetro)
D323 Método de ensayo para la Presión de Vapor de Productos de Petróleo (Método Reid)
D346 Práctica para la recolección y preparación de muestras para análisis de laboratorio de Coca-Cola
D445 Método de ensayo para viscosidad cinemática de líquidos transparentes y opacos (y Cálculo de la viscosidad dinámica)
D473 Método de prueba de sedimentos en los aceites y los combustibles de crudo por el método de extracción (API MPMS Capítulo 10.1)
D664 Método de prueba para el Número de Ácido de productos derivados del petróleo mediante valoración potenciométrica.
D977 Especificación de asfalto emulsionado
2 Para conocer las normas ASTM, visite el sitio web de ASTM, www.astm.org, o Comuníquese con el Servicio de Atención al Cliente de ASTM a service@astm.org. Para el Libro Anual de ASTM Consulte la página Resumen de documentos de la norma en la página del sitio web de ASTM.
D5842 Práctica para la toma de muestras y manipulación de combustibles para la medición de la volatilidad (API Capítulo MPMS 8.4)
D5853 Método de prueba para Punto de fluidez de crudos
D5854 Práctica para la mezcla y manipulación de muestras líquidas de petróleo y productos derivados del petróleo (API MPMS Capítulo 8.3)
D5863 Métodos de Ensayo para la determinación de níquel, vanadio, hierro y sodio en aceites crudo y combustibles residuales por espectrometría de absorción atómica de llama
D6299 Práctica para la aplicación de técnicas estadísticas de garantía de calidad y control de la creación de gráficos para evaluar el rendimiento analítico del Sistema de Medición
D6377 Método de prueba para la determinación de la presión de vapor de petróleo crudo: VPCRx (Método de Expansión)
D6378 Método de prueba para la determinación de la presión de vapor (VPX) de productos derivados del petróleo, hidrocarburos y mezclas de hidrocarburos-oxigenados (método de triple expansión)
D6470 Método de prueba para la sal en aceites crudos (Método potenciométrico)
D6560 Método de prueba para la determinación de los asfaltenos (Insolubles de heptano) en crudo petróleo y sus derivados
D6822 Método de prueba para determinar la densidad, densidad relativa y la gravedad API del petróleo crudo y productos derivados del petróleo líquidos por el Método de Termohidrómetro (API MPMS Capítulo 9.3)
D6849 Práctica para el almacenamiento y el empleo de gases licuados del petróleo (GLP) en botellas de muestra para el Métodos de prueba de GLP
D6970 Práctica para la recolección de muestras de coque de petróleo calcinado para análisis
D7169 Método de prueba para la Distribución del Punto de ebullición de muestras con residuos tales como aceites crudos y atmosféricos y residuos de vacío por Cromatografía de gas a alta temperatura
D7975 Método de prueba para la determinación de la presión de vapor del petróleo crudo: VPCRx-F(Tm°C) (Método de Campo de Expansión Manual)
D8009 Práctica para el muestreo manual de cilindros de pistón para aceites crudos volátiles, condensados y productos líquidos de petróleo (API MPMS Capítulo 8.5)
D8145 Práctica para el muestreo de coque verde de petróleo
E300 Práctica para el muestreo de los productos químicos industriales
E882 Guía para la Responsabilidad y Control de Calidad en el Laboratorio de Análisis Químico
2.2 Manual API de Normas de Medición de Petróleo:^3
MPMS Capítulo 8.2 Muestreo automático de Petróleo y Productos de Petróleo (Práctica ASTM D4177)
MPMS Capítulo 8.3 Práctica estándar para la mezcla y la manipulación de las muestras líquidas de crudo y productos derivados del petróleo (Práctica ASTM D5854)
MPMS Capítulo 8.4 Práctica estándar para la toma de muestras y manipulación de carburantes para el Medidas de volatilidad (Práctica ASTM D5842)
MPMS Capítulo 8.5 Manual de Prácticas Estándar Cilindros de Pistón (Práctica ASTM D8009)
3 Disponible en el Instituto Americano del Petróleo (API), 1220 L. St., NW, Washington, DC 20005-4070, http://www.api.org.
MPMS Capítulo 9.1 Método de prueba estándar para la densidad, densidad relativa (gravedad específica) o gravedad API del petróleo crudo y petróleo líquido (Método de Prueba ASTM D1298)
MPMS Capítulo 9.2 Método de prueba estándar para la densidad o densidad relativa de hidrocarburos ligeros por el hidrómetro de presión (Método de Prueba ASTM D1657)
MPMS Capítulo 9.3 Método de prueba estándar para la densidad, densidad relativa y la gravedad API del petróleo crudo y productos derivados del petróleo líquidos por el Método del Termohidrómetro (Método de prueba ASTM D6822)
MPMS Capítulo 10.1 Método de prueba estándar para los sedimentos en los aceites y combustibles de crudo por el método de extracción (Método de Prueba ASTM D473)
MPMS Capítulo 10.2 Método de prueba estándar para el Agua en petróleo crudo por destilación (Método de Prueba ASTM D4006)
MPMS Capítulo 10.3 Método de prueba estándar para agua y sedimentos en el petróleo crudo por el método de centrifugación (Procedimiento de Laboratorio) (Método de Prueba ASTM D4007)
MPMS Capítulo 10.4 Método de prueba estándar para agua y sedimentos en el petróleo crudo por el método de centrifugación (Procedimiento de Laboratorio)
MPMS Capítulo 10.7 Método de prueba estándar para el Agua en petróleo crudo mediante potenciométrico de Karl Fischer (Método de Prueba ASTM D4377)
MPMS Capítulo 10.8 Método de prueba estándar para el Agua en petróleo crudo mediante potenciométrico de Karl Fischer (Método de Prueba ASTM D4807)
MPMS Capítulo 10.9 Método de prueba estándar para el Agua en petróleo crudo mediante coulométrica Karl Fischer (Método de Prueba ASTM D4928)
MPMS Capítulo 14.6 Presión picnómetro
MPMS Capítulo 17.1 Directrices para la Gestión de Residuos Marinos
MPMS Capítulo 17.2 Medición de cargas a bordo de los buques tanque marino
MPMS Capítulo 18.1 Procedimientos de medición de petróleo crudo recolectado de los tanques pequeños en camiones
Estándares de la Asociación de Procesadores de Gas (GPA):^4
GPA S 2174 Obtención de muestras líquidas de hidrocarburos para el análisis por cromatografía de gas
2.3 Otras publicaciones:
UOP163 sulfuro de hidrógeno y azufre de mercaptano de Hidrocarburos Líquidos por titulación potenciométrica^5
49 CFR 173 Requisitos generales para expedidores-envíos y embalajes^6
4 Disponible en la Asociación de Procesadores de Gas (GPA), 6526 E. 60th St., Tulsa, OK 74145, http://www.gasprocessors.com. 5 Disponible en ASTM Internacional. Visite el sitio web de ASTM, www.astm.org 6 Disponible en la Oficina del Superintendente de Documentos de Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos, 732 N. Capitol St.
3.1.13 gas inerte, n :un gas que no reacciona con su entorno. 3.1.14 inertización, v :un procedimiento utilizado para reducir el contenido de oxígeno de los espacios de vapor mediante la introducción de un gas inerte tal como nitrógeno o dióxido de carbono o una mezcla de gases como el gas de combustión procesado. 3.1.15 recipiente intermedio de la muestra, n :un recipiente en el que se transfiere la totalidad o parte de la muestra a partir de un recipiente principal (receptor) para el transporte, almacenamiento, o facilidad de manejo. 3.1.16 Petróleo crudo vivo, n : petróleo crudo con una presión de vapor lo suficientemente alta como para que hierva si se expone a una presión atmosférica normal a temperatura ambiente. 3.1.17 GLP (gas licuado de petróleo), n :mezclas de hidrocarburos de rango de ebullición estrecho compuestas principalmente por propano o propileno, o ambos, y butanos o butilenos, o ambos, más cantidades limitadas de otros hidrocarburos y no hidrocarburos naturales. 3.1.18 densidad de llenado máximo (densidad de llenado reducida), n :volumen de un recipiente ocupado por la muestra, por lo general expresado como un porcentaje de la capacidad total. Legislación de transporte, tales como los Estados Unidos CFR 49, Transporte Canadiense de Reglamentación de Mercancías Peligrosas, y las regulaciones IATA limitan el porcentaje de llenado de los contenedores utilizados para el envío de GLP y pueden citar a este requisito como una densidad de llenado reducida o la densidad de llenado máxima (normalmente 80% de llenado líquido máximo a 15 ° C). Bajo porcentaje de llenado (menor densidad de llenado) puede ser necesaria si el muestreo es a temperaturas más bajas. 3.1.19 cantidad a bordo (on board quantity CCO), n - el material presente en los tanques de un buque de carga, espacios vacíos, y las tuberías antes de cargar el buque. La cantidad a bordo puede incluir cualquier combinación de agua, aceite, agua sucia, residuos de aceite, emulsión de aceite / agua y sedimentos. 3.1.20 tubo de derrame (interno), n : un tubo "cortado a la medida" que se coloca en el interior del cilindro utilizado como una manera de eliminar el exceso de muestra desde el cilindro a través de la evacuación manual después de retirar el conjunto del cilindro de muestras del punto de muestreo. Consulte la Fig. 1 y Fig. 2. 3.1.21 unidad portátil de muestreo manual, PSU, n: un dispositivo intrínsecamente seguro que se utiliza conjuntamente con una válvula de control de vapor para obtener las muestras de carga que se requiere bajo condiciones de sistema cerrado o restringido. Consulte la Fig. 3 y la fig. 4. 3.1.22 contenedor primario de la muestra, n: un recipiente en el que se recoge una muestra inicialmente. 3.1.22.1 Discusión: Ejemplos de contenedores de muestras primarias incluyen botellas de vidrio y plástico, latas, del tipo de núcleo ladrón, y contenedores de muestras fijas y portátiles (receptores). 3.1.23 restante a bordo, ROB, n: el material que queda en los tanques de un buque de carga, espacios vacíos, y las tuberías después de que se descargue el cargamento. La cantidad restante a bordo puede incluir cualquier combinación de agua, aceite, agua sucia, residuos de aceite, emulsiones de aceite / agua y sedimentos. 3.1.24 muestra, n: una porción extraída de un volumen total que puede o no puede contener los componentes en las mismas proporciones que están presentes en ese volumen total. 3.1.25 bucle de muestra (circuito rápido o de deslizamiento), n :un bypass de bajo volumen desviado de la tubería principal. 3.1.26 Muestreo, v: pasos o procedimientos necesarios para obtener una muestra, que es una parte del contenido de cualquier tubería, tanque u otro recipiente, y para colocar esa muestra en un recipiente desde el cual se puede analizar una muestra de ensayo o alícuota. 3.1.26.1 Discusión: El acto de tomar una muestra o de obtener una muestra puede o no ser representativo del contenido de la totalidad o del volumen total del producto. Véase también 3.1.24 y 3.1.50. 3.1.27 tubo de deslizamiento, n : una varilla hueca graduada montada en una carcasa hermética al gas, el extremo inferior de la cual está abierto a los contenidos de la carga y el extremo superior está equipado con una válvula. 3.1.28 tubos verticales, n: las secciones verticales de tubos o tuberías utilizadas para medir que se extiende desde la plataforma de aforo hasta cerca de la parte inferior de los tanques que están equipadas con techos flotantes externos o internos. Los tubos verticales también pueden ser encontrados en embarcaciones marinas. Los tubos verticales son también conocidos como
"pozos tranquilizadores" o "pozos de calibre." Los tubos verticales sin ranuras no permiten el libre flujo de producto a través del tubo vertical, y son conocidos como tubos verticales sólidos o no ranurados.
Figura. 2 Ejemplo de un cilindro de volumen fijo y Transferencia de Línea
Figura. 3 Ejemplos de un volumen pequeño (5 cm (2 pulg.)) y una PSU de gran volumen (de 10 cm (4 pulg.))
3.1.29 volumen libre (derrame), n : el volumen de espacio disponible en un contenedor no ocupado por los contenidos. 3.1.30 válvula de control de vapor, VCV, n :una válvula montada en un tubo vertical, tronco de expansión, o la cubierta que permite el uso de los instrumentos de medición / de toma de muestras de mano portátiles mientras se restringe la liberación de vapores a la atmósfera. 3.1.31 presión de vapor, n :la presión ejercida por el vapor de un líquido cuando está en equilibrio con el líquido. 3.1.31.1 presión de vapor Reid, RVP, n: resultante de la lectura de presión total, corregido para el error de medida, de un método de prueba empírica específica (método de prueba D323) para medir la presión de vapor de la gasolina y otros productos volátiles. 3.1.31.2 presión de vapor verdadera, TVP, n: la presión a la que el fluido está en equilibrio entre su
3.1.33 muestra perforada, n : una muestra del material contenido en el barril, caja, bolsa o masa que se obtiene de las hendiduras creadas taladrando agujeros en el material con una barrena de barco. 3.1.34 muestra de fondo, n :una muestra puntual colectada del material en la parte inferior del tanque, recipiente, o la línea en su punto más bajo. En la práctica, la muestra de fondo tiene una variedad de significados. Como resultado de ello, se recomienda que la ubicación exacta de muestreo (por ejemplo 15 cm (6”) de la parte inferior) se debe especificar cuando se utiliza este término. Ver Fig. 5. 3.1.35 muestra de agua de fondo, n :una muestra puntual de agua libre tomada desde debajo del petróleo contenido en un compartimento de un buque o barcaza o un tanque de almacenamiento. 3.1.36 muestra de desagüe, n :muestra puntual tomada con la abertura de entrada del dispositivo de muestreo a 10 cm (4 pulgadas) (algunas agencias reguladoras requieren 15 cm (6 pulgadas) por debajo del fondo de la salida del tanque. Este término se asocia normalmente con tanques pequeños (159 m3 (1000 barriles) o menos), comúnmente conocidos como tanques de arriendo. 3.1.37 muestra compuesta, n :una muestra preparada mediante la combinación de una serie de muestras y tratada como una sola muestra. También consulte las definiciones "muestra compuesta de tanque", "muestra compuesta volumétrica", "muestra compuesta cubierta," y “muestras compuestas de múltiples tanques”. 3.1.38 muestra de núcleo, n :una muestra de área de sección transversal uniforme tomada en una altura dada en un tanque. 3.1.39 muestra de fondo muerto, n :una muestra obtenida desde el punto accesible más bajo en un tanque. Esto es típicamente directamente desde el piso (o placa de referencia) del tanque costero o desde el fondo del compartimento del buque. 3.1.40 muestra compuesta de cubierta , n : n-una muestra típicamente hecha mediante la composición de una porción de cada muestra obtenida de todos los compartimientos del recipiente que contienen un grado particular de producto. 3.1.41 muestra de cucharón, n : una muestra obtenida colocando un cazo u otro recipiente colector en la trayectoria de una corriente de flujo libre para recoger un volumen definido de la sección transversal completa de la corriente en intervalos regulares de tiempo para una velocidad de flujo constante o en intervalos de tiempo variables en proporción a la velocidad de flujo. 3.1.42 muestra de drenaje, n: una muestra obtenida de la válvula de agua de extracción en un tanque de almacenamiento o contenedor. De vez en cuando, una muestra de drenaje puede ser lo mismo que una muestra de la parte inferior (por ejemplo, en el caso de un carro tanque). 3.1.43 muestra de techo flotante, n: una muestra puntual tomada justo debajo de la superficie para determinar la densidad (gravedad API) del líquido en el que está flotando el techo. 3.1.44 muestra aleatorio, n, líquido: una muestra recolectada en un lugar específico en un tanque o de una corriente que fluye en una tubería en un momento específico. 3.1.45 muestra de grasa, n : obtenida al recoger o sumergir una cantidad de material blando o semilíquido contenido en un envase de forma representativa. 3.1.46 muestra de zona de carga, n :una muestra tomada de un tanque antes del inicio de una transferencia, la intención es resentar sólo el producto esperado a ser transferido. 3.1.47 muestra inferior, n :una muestra puntual de líquido del centro de la tercera parte inferior del contenido del tanque (distancia de cinco sextos de la profundidad del líquido por debajo de la superficie del líquido).Ver Fig. 5. 3.1.48 muestra media, n :muestra puntual tomada desde el centro del contenido de un depósito (distancia de la mitad de la profundidad del líquido por debajo de la superficie del líquido). Ver Fig. 5. 3.1.49 muestra compuesta de tanques múltiples, n :una mezcla de muestras individuales o compuestos de muestras que han sido obtenidos a partir de varios tanques o compartimentos buque / barcazas que contienen el mismo grado de material. La mezcla se mezcla típicamente en proporción al volumen de material contenido en los depósitos o compartimentos respectivos. 3.1.50 muestra representativa, n :una porción extraída del volumen total que contiene los componentes en las mismas proporciones que están presentes en ese volumen total. 3.1.51 muestra en curso, n : la muestra obtenida bajando un dispositivo de muestreo abierto hasta la parte inferior del nivel de succión de la salida, pero siempre por encima del nivel de agua libre, y devolviéndolo a la parte superior del producto a una velocidad uniforme tal que el dispositivo de muestreo esté entre un 70% y un 85 % lleno cuando se retire del producto. 3.1.51.1 Discusión:
Si así lo exige el método de ensayo, el muestreador podrá estar lleno en un porcentaje superior al 85 % cuando se retire, pero en ningún caso estará completamente lleno. En estos casos, tome precauciones especiales de manipulación para considerar los peligros asociados con la expansión térmica del producto. 3.1.52 muestra puntual, n :una muestra tomada en una ubicación específica en un tanque o de una corriente que fluye en una tubería en un momento específico. 3.1.53 muestra de succión (salida), n :una muestra puntual tomada en el nivel más bajo desde el cual se espera que el producto sea bombeado desde el tanque; ver Fig. 5. 3.1.54 muestra de sumidero, n :muestra puntual tomada desde el interior del depósito o del compartimento del tanque; véase la Fig. 5. 3.1.55 muestra de la superficie (muestra desnatada), n :una muestra puntual desnatada de la superficie de un líquido en un tanque. Ver Fig. 5. 3.1.56 muestra compuesta de tanques, n :una mezcla creada a partir de un solo tanque, como un ejemplo la combinación de las muestras de la parte superior, media e inferior. Para un tanque de sección transversal uniforme, como un tanque cilíndrico vertical, la mezcla consiste en partes iguales de las tres muestras. También se puede utilizar una combinación de otras muestras, como por ejemplo muestras en curso, muestras de todos los niveles o muestras puntuales adicionales. En el caso de un depósito cilíndrico horizontal, la mezcla se compone de muestras en las proporciones indicadas en el cuadro 1. 3.1.57 muestra del grifo del tanque, n :una muestra puntual tomada de un grifo a un lado del tanque. También puede ser denominado como una muestra del lado del tanque.
TABLA 1 Toma de muestras de tanques cilíndricos horizontales
Profundidad líquida (% del diámetro)
Nivel de muestreo (% del diámetro por encima de la parte inferior)
Muestra compuesta (Partes proporcionales)
Superior Medio Inferior Superior Medio Inferior 100 80 50 20 3 4 3 90 75 50 20 3 4 3 80 70 50 20 2 5 3 70 ... 50 20 ... 6 4 60 ... 50 20 ... 5 5 50 ... 40 20 ... 4 6 40 ... ... 20 ... ... 10 30 ... ... 15 ... ... 10 20 ... ... 10 ... ... 10 10 ... ... 5 ... ... 10
3.1.58 espécimen de muestra, n :una sub-muestra representativa tomada desde el recipiente de la muestra primaria o intermedia para el análisis. 3.1.59 muestra de superficie, n : una muestra puntual obtenida a 15 cm (6 pulgadas) por debajo de la superficie superior del líquido. Véase la Fig. 5. 3.1.60 muestra de tubo (muestra ladrón), n : una muestra obtenida con un tubo de muestreo o un ladrón especial, ya sea como muestra de núcleo o como muestra puntual, a partir de un punto específico del tanque o contenedor. 3.1.61 muestra superior, n : muestra puntual tomada en el centro del tercio superior del contenido del tanque (una distancia de una sexta parte de la profundidad del líquido por debajo de la superficie del líquido). Véase la Fig. 5. 3.1.62 muestra volumétrica compuesta, n :una muestra que consta de partes proporcionales medidas desde cada zona si es para un solo tanque. Si el compuesto volumétrico es para múltiples tanques, o compartimentos del buque, consta de partes proporcionales medidas de cada tanque o compartimiento muestreado.
Figura. 6: Portador de muestra típica
5.3.1 Proporcionar puntos de muestreo que permiten que se tomen muestras de una manera segura, teniendo en cuenta la ventilación durante el muestreo, claro acceso / salida, y la iluminación. Deben evitarse los peligros potenciales asociados con la toma de muestras, o cerca del punto de muestreo, deben estar claramente marcados. Se recomienda que se proporcione un manómetro y un método de lavado de bucle cerrado con drenaje seguro en los puntos de muestreo de la tubería. Deberán mantenerse e inspeccionarse periódicamente los puntos de muestreo y el equipo conexo.
5.3.2 Los tanques de techo flotante deben ser muestreados desde la plataforma superior, evitando así el descenso al techo flotante. Normalmente se considera que descender a un techo flotante es entrar en un espacio confinado designado, requiriendo que se sigan estrictamente todos los requisitos regulatorios y de las instalaciones, incluyendo la obtención de un permiso de espacio confinado y disposiciones de rescate dispuestas. Los vapores tóxicos e inflamables pueden acumularse en el techo.
5.4 Riesgos de Electricidad Estática:
5.4.1 Se han producido varios incendios y explosiones como resultado de la ignición de vapores de hidrocarburos por electricidad estática. Si las cargas eléctricas no están conectadas a tierra o puestas a tierra, son incapaces de disiparse y volverse "estáticas". Esta carga eléctrica estática puede acumularse y migrar libremente a un solo punto en el contenedor de la muestra por una diferencia de potencial eléctrico, y luego saltar como una descarga de chispa de alta energía a una superficie cercana menos cargada, a menudo lo suficientemente caliente y prolongada como para encender los vapores de hidrocarburos cercanos por encima del límite inferior de explosividad (LEL). Este potencial se gestionará mediante la disipación segura de las cargas estáticas y mediante una puesta a tierra adecuada cuando se tomen muestras de productos inflamables. 5.4.2 El calzado o la ropa, capaz de causar chispas, no debe usarse durante las actividades de muestreo en las que es probable que se produzcan vapores inflamables. El muestreo no debe realizarse durante períodos de perturbación eléctrica atmosférica o tormentas de granizo. Para aterrizar cualquier carga estática en su persona, el individuo que realice el muestreo debe tocar parte de la estructura del tanque por lo menos a 1 m (3 pies) del punto de muestreo inmediatamente antes del muestreo. 5.4.3 Se deben observar precauciones antes del muestreo para reducir la probabilidad de que se presente una carga estática. Durante las operaciones de llenado o mezcla del tanque y durante 30 minutos después de la terminación, el equipo de muestreo no se introducirá en el tanque ni permanecerá en él. Con el pleno cumplimiento de los requisitos reglamentarios aplicables, y sólo bajo condiciones muy específicas y documentadas, se pueden aplicar algunas excepciones al período de relajación de 30 minutos. Algunos tanques y compartimentos de buques tienen mantas de gas inerte en el espacio
de vapor por encima del líquido, a menos que se pueda verificar la eficacia de la manta inerte, se deben observar las precauciones y recomendaciones de carga estática. 5.4.4 Tenga cuidado al usar equipos hechos de aluminio, magnesio o titanio, que pueden generar chispas incendiarias al golpear contra el acero oxidado. Algunos países restringen el uso de equipos de muestreo fabricados a partir de dichos materiales o de aleaciones que contengan más del 15 % (m/m) en total de estos metales o el 6 % (m/m) de magnesio. 5.5 Tubería / Línea de Muestreo : Al tomar muestras de una tubería que fluye, mantenga la continuidad eléctrica entre la tubería y el recipiente de muestras a través de la tubería de conexión. No utilice recipientes de plástico, ya que no son conductores y no disipan la electricidad estática. Utilice una abrazadera de puesta a tierra estática u otro arreglo que asegure la continuidad eléctrica adecuada si el muestreo se realiza con un recipiente metálico. Debe verificarse una tierra efectiva.
NOTA 1 - La publicación de seguridad API de protección contra igniciones causadas por estática, relámpagos y corrientes errantes afirma que las resistencias eléctricas de mayor que 10 en los circuitos metálicos son indicativos de una ruptura en la continuidad del circuito, lo que resulta en la acumulación indeseable de electricidad estática. 7
5.6 Riesgos y Precauciones de salud general:
5.6.1 El vapor de petróleo diluye el oxígeno en el aire y también puede ser tóxico. Los vapores de sulfuro de hidrógeno son particularmente peligrosos. Los vapores nocivos o la deficiencia de oxígeno no siempre pueden ser detectados por el olor, la inspección visual o el juicio. Se debe considerar el uso de monitores de oxígeno y gases tóxicos, EPP y precauciones de rescate de emergencia para todas las operaciones de muestreo. Puede ser necesario el uso de un aparato de respiración autónomo (SCBA). El personal debe colocarse a favor del viento en el punto de muestreo para minimizar la exposición a cualquier vapor dañino que pueda liberarse. 5.6.2 Esta discusión sobre seguridad y salud no es exhaustiva. Debe consultarse la publicación correspondiente de la Hoja de Datos de Seguridad de Materiales (MSDS), API o ASTM International, junto con los requisitos reglamentarios aplicables, y la Guía Internacional de Seguridad para Petroleros y Terminales (ISGOTT)^8 , Seguridad de la vida en el mar (SOLAS)^9 , y el Foro Marino Internacional de Compañías Petroleras (OCIMF)^10 , observando siempre los requisitos locales de salud y seguridad.
6. Aparato
6.1 Consideraciones generales de diseño de contenedores de muestra: 6.1.1 Los contenedores de muestras vienen en una variedad de formas, tamaños y materiales. Seleccione el contenedor apropiado basado en el producto objeto de muestreo para asegurar que no habrá interacción entre el producto muestreado y el recipiente que afectaría a la integridad de cualquiera de los dos. Los siguientes son consideraciones generales de diseño para recipientes de muestra: 6.1.1.1 Sin bolsillos internos ni puntos muertos; 6.1.1.2 Superficies internas diseñadas para minimizar la corrosión, incrustación y adherencia de agua/sedimentos; 6.1.1.3 Una tapa /cierre de inspección de tamaño suficiente para facilitar el llenado, inspección y limpieza; 6.1.1.4 Diseñado para permitir la preparación y transferencia al aparato analítico de una mezcla homogénea de la muestra minimizando la pérdida de cualquier componente que afecte a la representatividad de la muestra y a la precisión de las pruebas analíticas. 6.1.2 Otras consideraciones adicionales en la selección de recipientes de muestras son el tipo de mezcla requerida antes de la transferencia del recipiente primario y el análisis que se realizará. Para facilitar el debate sobre la correcta manipulación y mezcla de las muestras, los recipientes de muestras se denominan recipientes primarios o intermedios. Independientemente del tipo de recipiente de
7 Protección contra las igniciones que surgen de la estática, del relámpago y de la dispersión de corrientes, Edición 7, American Petroleum Institute, Washington, DC, 2008. 8 International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals (ISGOTT), Hyperion Books, 2006. 9 Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida en el Mar (SOLAS), Organización Marítima Internacional, Londres, Reino Unido, 1974. 10 Disponible en Foro Marino Internacional de Compañías Petroleras (OCIMF), 29 Queen Anne's Gate, Londres SW1H 9BU, Reino Unido, http://www.ocimf.com.
Figura. 7 Botellas Boston Ronda ámbar y claras
6.6 Limpieza de Contenedores: Los recipientes de muestras deberán estar limpios y exentos de todas las sustancias que puedan contaminar el producto objeto de muestreo (como agua, suciedad, pelusa, compuestos de lavado, nafta y otros disolventes, fundentes de soldadura, ácidos, óxido y aceite). Los recipientes reutilizables se limpiarán mediante un método que se haya considerado aceptable para el uso previsto, por ejemplo, enjuagando con un disolvente adecuado. Seque el recipiente, por ejemplo, pasando una corriente de aire limpio y caliente a través del contenedor o colocándolo en un gabinete caliente y libre de polvo a 40°C (104°F) o más. Cuando esté seco, tapar o tapar el recipiente. Normalmente, no es necesario lavar contenedores nuevos.
6.7 Compatibilidad del contenedor para la mezcla de muestras :El recipiente de muestras deberá ser compatible con el sistema de mezcla para remezclar las muestras a fin de garantizar que se transfiere una muestra homogénea a un recipiente intermedio o al aparato analítico. Esto es particularmente crítico con el petróleo crudo, algunos productos negros y condensados para el análisis de sedimentos y agua (S&W). Los recipientes cilíndricos son generalmente más adecuados para muestras que deben ser probadas para S & W. Consulte la Práctica D5854 (API MPMS Capítulo 8.3) para los requisitos de mezclado y manipulación de muestras. 6.8 Contenedores de Volumen Variable de Baja Presión :Los diseños de recipientes de muestras de volumen variable de baja presión incluyen recipientes de plástico plegables, vejigas y recipientes equipados con un diafragma interno flexible. Antes de su utilización, los recipientes de muestra de volumen variable se suelen colapsar, evacuar o reducirse al volumen nominal cero. El tamaño del recipiente de muestra depende de la cantidad necesaria para el análisis (y/o la retención). Antes de su utilización, puede ser conveniente enjuagar los recipientes de la muestra con el producto que se está muestreando, a fin de evitar la contaminación por residuos de muestras anteriores y/o disolventes utilizados para limpiar los recipientes de volumen variable de baja presión. La muestra deberá transportarse al laboratorio en el recipiente en el que se haya obtenido originalmente (el recipiente de la muestra primaria). Los recipientes de plástico no se recomiendan para el almacenamiento de muestras a largo plazo, a menos que se haya demostrado que el plástico es adecuado (es decir, compatible con la muestra) para que no se comprometa la integridad de la muestra. (Atención: el uso de recipientes de polietileno no lineal puede dar lugar a contaminación de la muestra o a un fallo del recipiente de muestras).
6.9 Sistemas de muestreo por puntos de alta presión y cilindros :
6.9.1 Componentes del sistema de muestra :Todo el equipo, como las tuberías de transferencia, válvulas y medidores de presión, asociado con el muestreo será resistente a la corrosión y se diseñará de manera coherente con la presión máxima prevista. La experiencia ha demostrado que las líneas de transferencia deben tener un diámetro interno mínimo de 3 mm (1/8 pulg.) nominal y ser tan cortas como sea posible para minimizar el bloqueo de la línea o la vaporización de la muestra, o ambas cosas. No se recomienda el uso de filtros, secadores, válvulas de aguja y equipos relacionados, a menos que se tomen medidas para evitar la restricción excesiva del flujo y la caída de presión. Se
recomienda utilizar un empalme en "T" con una válvula de purga en el punto de conexión de la muestra para permitir la purga del volumen muerto en la conexión del muestreador. Se pueden utilizar mangueras flexibles o tubos flexibles con un grado de presión adecuado. 6.9.2 Cilindros :Los cilindros de alta presión se utilizan para la recolección de hidrocarburos líquidos ligeros y muestras de gas y su posterior transporte y almacenamiento. Los recipientes típicos de las muestras de hidrocarburos líquidos ligeros son cilindros de volumen fijo o cilindros de pistón flotante (FPC). Consulte las Prácticas D1265, D3700 y D6849.
Cilindro de volumen fijo
6.9.2.1 Los cilindros de muestra de volumen fijo también se conocen como cilindros de muestra de una sola cavidad o cilindros giratorios. Consulte las Figuras 1 y 2. 6.9.2.2 Válvulas :Los cilindros de muestra de volumen fijo están normalmente disponibles con una o dos válvulas que sirven como válvulas de entrada y salida del cilindro. Recomendamos el uso de cilindros de muestreo de volumen fijo de dos válvulas debido a su facilidad de limpieza y purga antes del muestreo. En caso de uso repetido, se recomienda utilizar cilindros de muestreo de volumen fijo de una válvula para un solo producto, debido a la dificultad de limpieza. 6.9.2.3 Tubos de derrame (volumen libre): Se recomienda que los cilindros de volumen fijo estén equipados con un tubo de derrame (volumen libre), diseñados para proporcionar un espacio de vapor de típicamente el 20 % de la capacidad del cilindro, lo que permite la expansión térmica líquida. El extremo del cilindro provisto del tubo de derrame deberá estar claramente marcado. Si el cilindro no tiene un tubo de derrame (volumen libre), utilice procedimientos alternativos de purga y venteo para obtener un mínimo de 20 % de volumen libre en el cilindro. Un tubo de derrame interno dentro de un cilindro de muestra de volumen fijo también puede ser conocido como un tubo de volumen libre o tubo de inmersión.
Consideraciones de uso del cilindro de muestra
6.9.2.4 El tipo de cilindro de muestra utilizado y sus materiales de construcción, así como las mangueras y accesorios pueden afectar a la validez de la muestra, así como la exactitud del análisis. 6.9.2.5 Cuando la presión de vapor observada en el líquido muestreado está próxima a la presión de línea, la reducción en la presión de muestra asociada con la creación del espacio de merma puede resultar en una separación de fase que puede dificultar el posterior muestreo representativo. En estas circunstancias, debe utilizarse un FPC para garantizar que la muestra se mantiene a una presión suficiente para evitar la separación de fases. 6.9.2.6 Cuando sea necesario cuantificar pequeñas concentraciones de contaminantes o cuando deban cuantificarse concentraciones de compuestos volátiles distintos del componente predominante, se recomienda un FPC.
NOTA 2 - La práctica D3700 describe una práctica recomendada para obtener una muestra representativa de un fluido de hidrocarburos ligeros y la posterior preparación de dicha muestra para análisis de laboratorio cuando hay gases disueltos presentes. El uso de la Práctica D1265 utilizando un cilindro de volumen fijo, resultará en un pequeño pero predecible bajo sesgo para los gases disueltos debido al procedimiento de venteo líquido para establecer el ullage mínimo del 20 %.
6.9.2.7 Construcción del cilindro :La construcción de los cilindros depende principalmente de la presión y temperatura del producto que se va a muestrear, y de los requisitos de aprobación y certificación de recipientes a presión en las jurisdicciones en las que se va a utilizar y transportar. Todo el material del cilindro de toma de muestras y el equipo utilizado para obtener la muestra deberán cumplir las normas de construcción, limpieza e idoneidad para el uso, incluida la compatibilidad del producto. Utilizar cilindros de muestreo metálicos resistentes a la corrosión certificados por la autoridad competente para los recipientes a presión con una adecuada clasificación de presión para el producto que se está muestreando. Los materiales utilizados comúnmente son acero inoxidable no magnético de la serie 300, Monel (marca comercial)^11 , componentes elastoméricos de Viton y posiblemente otros materiales. El tamaño del cilindro depende de la cantidad de muestra necesaria para realizar las pruebas de laboratorio
11 Monel es una marca comercial de Special Metals Corporation
6.9.2.10 Indicador de posición del pistón :El FPC estará equipado con un indicador de posición del pistón, tal como un seguidor magnético, un vástago del pistón o equivalente, que se utilizará para indicar el volumen de la muestra a fin de cumplir con el porcentaje máximo de llenado (densidad máxima de llenado) permitido para el almacenamiento y transporte. No utilice FPCs que no estén equipados con un indicador de posición de pistón sin un procedimiento que permita al operador verificar la densidad de llenado inmediatamente después del muestreo antes del transporte. Consulte a la autoridad competente para los procedimientos aceptables. Ver Fig. 8 y Fig. 9. 6.9.2.11 Lubricantes: Los lubricantes usados para lubricar o sellar el pistón flotante, sellos de anillo O, y otros componentes deberán ser inertes al producto que se muestra. 6.9.2.12 Los recubrimientos del cilindro :Algunos cilindros pueden estar revestidos o recubiertos internamente para reducir las posibilidades de que las superficies metálicas descubiertas reaccionen con trazas de componentes reactivos, alterando potencialmente la calidad e integridad de la muestra. Por ejemplo, ser absorbido en la estructura de acero inoxidable 316, de modo que las pruebas para H2S pueden requerir que el cilindro sea revestido. Los recubrimientos internos protectores o tratamientos superficiales son aceptables para los FPC, siempre que no afecten negativamente al libre movimiento del pistón o a la eficacia de las juntas.
Figura. 10 Ejemplo de cilindro de pistón flotante simple (FPC) (Volumen Variable)
Alivio de la presión del cilindro
6.9.2.13 Coloque un disco de ruptura o una válvula de alivio de presión auto-reseteable en el cilindro para evitar la sobrepresión como resultado de la expansión térmica del líquido. Se recomienda utilizar válvulas de alivio de resorte si se requiere el auto-reseteo. Normalmente, la presión máxima del sistema operativo debe limitarse al 80% de la capacidad nominal del disco de ruptura para la presión de operación estática y la temperatura ambiente. La presión de ruptura máxima de descarga no superará la presión de prueba de la botella. Consulte los requisitos reglamentarios aplicables para conocer los límites de llenado seguros.6.9.2.14 cilindro de inspección de descompresión:La fuerza de los discos de ruptura puede deteriorarse con el tiempo debido a la temperatura, la corrosión y la fatiga. Además, la presión de vacío pulsante, / ciclos de presión, calor y fluidos corrosivos y atmósferas pueden reducir la presión de rotura del disco. Las válvulas de alivio y discos de ruptura deben ser inspeccionados periódicamente. No alterar las válvulas o las válvulas de seguridad que forman parte de un permiso de cilindro o exención. 6.9.2.14 Inspección del alivio de presión del cilindro: la resistencia de los discos de ruptura puede deteriorarse con el tiempo debido a la temperatura, la corrosión y la fatiga. Además, la presión pulsante, los ciclos de vacío/presión, el calor y los fluidos y atmósferas corrosivos pueden reducir la presión de ruptura del disco. Las válvulas de alivio y los discos de ruptura deben ser inspeccionados regularmente. No altere las válvulas o los dispositivos de alivio de seguridad que
forman parte de un permiso o exención del cilindro.
NOTA 3 - EE. UU. tiene un sistema de exención, y Canadá tiene un procedimiento de autorización para cilindros de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) o del Departamento de Transporte (DOT).
6.9.2.15 Liberación de alivio de presión del cilindro :La liberación repentina, típicamente acompañada de un ruido fuerte y un producto liberado a alta velocidad, puede crear un peligro. Si la presión del cilindro de muestra excede el ajuste del dispositivo de alivio y se ventila parte del contenido del cilindro de muestra, es probable que la composición de la muestra restante difiera del contenido original. Se debe tomar otra muestra y revisar los procedimientos para evitar las circunstancias que condujeron a la condición de sobrepresión. 6.9.3 Aprobación y calificación del cilindro: Si la botella va a ser transportada, también deberá cumplir con las especificaciones publicadas en la legislación de transporte, tales como el U. S. CFR 49 o las Regulaciones de Transporte de Mercancías Peligrosas Canadiense, y sus suplementos, reemisiones o regulaciones similares en otras jurisdicciones. 6.9.4 Consideraciones de Temperatura Extrema del Cilindro: Para el manejo seguro de cilindros bajo temperaturas extremas de producto o ambiente, o ambas, el usuario debe considerar los efectos de la expansión térmica sobre el volumen del producto en el cilindro. Por ejemplo, si se toma una muestra de un producto muy frío (por ejemplo, - 40°C (-40°F)), se debe esperar que el cilindro se caliente considerablemente antes de realizar el análisis durante el transporte y en el laboratorio. Durante los meses de verano, la temperatura del cilindro y del producto podría esperarse razonablemente que aumente hasta 46°C (115°F) en ambientes calientes. Un cilindro inicialmente lleno al 80 % de su capacidad se sobrepresionará y el (los) dispositivo (s) de alivio se activará (n) en estas condiciones. En un caso tan extremo, pero no infrecuente, el cilindro no debe llenarse más del 60 % aproximadamente durante el llenado inicial. Deberán consultarse los datos y cálculos pertinentes del factor de corrección del volumen de la industria para determinar el relleno máximo del producto objeto de muestreo. Se recomienda que los usuarios trabajen con el fabricante de estos cilindros de muestreo y sistemas de recolección de muestras en cualquier momento en que las temperaturas ambiente o del producto, o ambas, excedan el rango de - 29°C (-20°F) a 60°C (140°F). Considere los efectos de la temperatura extrema en el metal, juntas tóricas, asientos de válvulas, sellos, manómetros, dispositivos de alivio, componentes para bombas de muestreo y otros dispositivos y componentes del sistema. 6.9.5 Capacidad de mezcla: El cilindro podrá incluir un mecanismo para mezclar la muestra en la cámara de muestras en caso de mezclas estratificadas o neblina de agua que pueda asentarse después del muestreo. Este mecanismo puede ser un mezclador mecánico/placa vortex en una varilla móvil, una bola rodante o deslizador que se mueva libremente, un agitador con acoplamiento magnético o un dispositivo similar. Algunos diseños de FPCs tienen dos pistones, que permiten mezclar la muestra dentro del cilindro (antes del submuestreo) forzándola repetidamente a través de un dispositivo mezclador central. Ver Fig. 9 y Fig. 11. 6.9.6 Limpieza del cilindro de muestra : Para asegurar que el cilindro de muestra y sus componentes no afecten la integridad y calidad de la muestra obtenida, el usuario deberá establecer un proceso aceptable de limpieza y preparación del cilindro basado en la experiencia y considerando los siguientes factores: (1) Tipo de cilindro y diseño, (2) Material del cilindro y el revestimiento, (3) Componentes del cilindro (válvulas, juntas, etc.) y la tubería / líneas conectados al mismo, (4) La historia reciente del cilindro, incluyendo la reparación o el último producto, (5) El producto que está siendo muestreado, (6) Los métodos de prueba del producto, (7) La pureza del producto muestrreado, y la consideración de trazas de contaminantes, y (8) El uso de productos de limpieza.
