Instituto Politécnico Nacional.Instituto Politécnico Nacional.Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y

EléctricaEléctricaUNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCOUNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

P R O Y E C T O I N T E R N E T II.Dr. Pedro Tamayo Meza

“ESTRATEGIAS PARA CONTROLAR Y REDUCIR DESPERFECTOS EN LOS SISTEMAS DE GASODUCTOS Y OLEODUCTOS

MEXICANOS Y RUSOS”.

MÉXICO 2005

P R O Y E C T O P R O Y E C T O I N T E R N E T II.I N T E R N E T II.Dr. Pedro Tamayo MezaDr. Pedro Tamayo Meza

“ESTRATEGIAS PARA CONTROLAR Y REDUCIR DESPERFECTOS “ESTRATEGIAS PARA CONTROLAR Y REDUCIR DESPERFECTOS EN LOS SISTEMAS DE GASODUCTOS Y OLEODUCTOS EN LOS SISTEMAS DE GASODUCTOS Y OLEODUCTOS

MEXICANOS Y RUSOS”.MEXICANOS Y RUSOS”.

MÉXICO MÉXICO 20052005

ESTRATEGIAS PARA CONTROLAR Y REDUCIR DESPERFECTOSESTRATEGIAS PARA CONTROLAR Y REDUCIR DESPERFECTOSEN LOS SISTEMAS DE GASODUCTOS Y EN LOS SISTEMAS DE GASODUCTOS Y

OLEODUCTOS MEXICANOS Y RUSOSOLEODUCTOS MEXICANOS Y RUSOS

Instituto Politécnico Nacional.Instituto Politécnico Nacional.Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. ESIME Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. ESIME –– UPA.UPA.

Academia de Ciencias de RusiaAcademia de Ciencias de RusiaInstituto de Metalurgia Instituto de Metalurgia BáikovBáikov

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey -- CEMCEM

Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia.Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia.Instituto de Investigaciones MetalúrgicasInstituto de Investigaciones Metalúrgicas

Secretaría de Relaciones ExterioresSecretaría de Relaciones ExterioresInstituto Internacional de Cooperación Técnica y CientíficaInstituto Internacional de Cooperación Técnica y Científica

O B J E T I V O SO B J E T I V O S

•• Estudiar el efecto de la corrosión y los factores tecnológicos Estudiar el efecto de la corrosión y los factores tecnológicos sobre las propiedades sobre las propiedades de los aceros utilizados en tuberías.de los aceros utilizados en tuberías.

•• Determinar la vida útil de servicio y el tiempo remanente de loDeterminar la vida útil de servicio y el tiempo remanente de los distintos segmentos s distintos segmentos de los sistemas de de los sistemas de ductosductos..

•• Estudio de la cinética de la acumulación de daños en los aceros Estudio de la cinética de la acumulación de daños en los aceros de tuberías bajo la de tuberías bajo la influencia de factores tecnológicos y de explotación.influencia de factores tecnológicos y de explotación.

•• Desarrollo de un método que permita diagnosticar el estado físicDesarrollo de un método que permita diagnosticar el estado físico y técnico de las o y técnico de las tuberías.tuberías.

•• Desarrollo de un método expreso de análisis para evaluar el estaDesarrollo de un método expreso de análisis para evaluar el estado estructural de los do estructural de los aceros.aceros.

•• Desarrollo de un método para producir aceros de mayor valor agrDesarrollo de un método para producir aceros de mayor valor agregado.egado.

•• Desarrollo de un método metalúrgicoDesarrollo de un método metalúrgico--mecánico que permite incrementar la resistencia mecánico que permite incrementar la resistencia a la corrosión de los a la corrosión de los ductosductos..

•• Formación de recursos humanos altamente especializados en imporFormación de recursos humanos altamente especializados en importantes áreas de tantes áreas de las ingenierías.las ingenierías.

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION CIENTIFICA

DEL PROYECTO

• MEXICO Y RUSIA SON UNOS DE LOS PRINCIPALES PRODUCTORES DE ENERGETICOS A NIVEL MUNDIAL. ADEMÁS, LA ECONOMIA DE MEXICO DEPENDE CASI TOTALMENTE DEL PETROLEO.

• DETERMINAR EL PERIODO DE VIDA UTIL DE LOS SISTEMAS DE TUBERIAS ES UNO DE LOS PROBLEMAS MAS COMPLEJOS Y MENOS ESTUDIADO A NIVEL MUNDIAL.

• LAS PERDIDAS ATRIBUIBLES A LA RUPTURA DE LOS SISTEMAS ES INCALCULABLE, TANTO DESDE EL PUNTO DE VISTA ECONOMICO, COMO SU AFECTACION AL MEDIO AMBIENTE. LA EXTENSION DE LOS SISTEMAS DE DUCTOS MEXICANOS SUPERA LOS 50.000 Kms.

• LA CORROSION ES UNA DE LAS PRINCIPALES CAUSA DE RUPTURA DE LOS SISTEMAS DE DUCTOS. EL METODO CLASICO PARA ANALIZAR EL DAÑO POR CORROSION EN LOS SISTEMAS DE DUCTOS ES INCONSISTENTE.

• SE PROPONE UN NUEVO METODO BASADO EN LA APLICACIÓN DE LA TEORIA CINETICA PARA DETERMINAR LA VIDA UTIL Y REMANENTE DE SERVICIO DE LOS SISTEMAS.

• EL ESTUDIO DE ESTOS PROBLEMAS REQUIERE DE UNA INFRAESTRUCTURA CIENTIFICA Y TECNOLOGICA ALTAMENTE ESPECIALIZADA Y DE ELEVADO COSTO.

• EL PROYECTO SERA REALIZADO GRACIAS A UN ESFUERZO INTERINSTITUCIONAL A NIVEL DE MEXICO, E INTERNACIONALMENTE CON RUSIA.

•• EL PROYECTO SERA REALIZADO EN UN PERIODO DE DOS AÑOS EN MEXICO Y RUSIA SIMULTANEAMENTE.

ESTRATEGIAS PARA LA EJECUCION DEL PROYECTO

• OBJETO DEL ESTUDIO - LOS SISTEMAS DE TUBERIAS DE PEMEX Y DEL GASPROM DE RUSIA.

• PROBLEMAS A ESTUDIAR – EVOLUCION DEL DAÑO ATRIBUIBLE A LA CORROSION Y DETERMINACION DE LA VIDA UTIL Y REMANENTE DE LAS TUBERIAS.

• METODOLOGIA A UTILIZAR – MICROSCOPIA ELECTRONICA DE TRANSMISION DE ALTO VOLTAJE, 1000 KV DE ACELERACION; MICROSCOPIA ELECTRONICA DE TRANSMISION DE ALTA RESOLUCION; MICROSCOPIA ELECTRONICA DE BARRIDO; CARACTERIZACION MECANICA DE LOS ACEROS POR CUASI-RELAJACION EN DISTINTOS MEDIOS AMBIENTALES ( NORMAL Y EN AGUA DE MAR, A TEMPERATURA AMBIENTE Y 250ºC); ENSAYOS DE FATIGA DE ALTA Y BAJA FRECUENCIA BAJO CONDICIONES NORMALES DE MEDIO AMBIENTE Y EN AGUA DE MAR; ESTUDIOS DE SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS PROTOTIPOS; DESARROLLO DE NUEVOS ELECTRODOS PARA LOS CORDONES DE SOLDADURA, Y DETERMINACION DE LA VIDA UTIL Y REMANENTE DE LOS DUCTOS.

• LUGAR DE SU REALIZACION – RUSIA Y MEXICO.

Instituto Politécnico Nacional.Instituto Politécnico Nacional.Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

ESIME ESIME –– UPA.UPA.

Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia.Morelia.

Instituto de Investigaciones MetalúrgicasInstituto de Investigaciones Metalúrgicas

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de MonterreyMonterrey--CEM.CEM.

Academia de Ciencias de RusiaAcademia de Ciencias de RusiaInstituto de Metalurgia Instituto de Metalurgia BáikovBáikov

ESTRUCTURA PARA LA REALIZACIÓN DEL PROYECTOESTRUCTURA PARA LA REALIZACIÓN DEL PROYECTO

ESTRATEGIAS PARA CONTROLARY REDUCIR DESPERFECTOS

EN LOS SISTEMAS DE GASODUCTOSY OLEODUCTOS MEXICANOS Y RUSOS

PROYECTO

COMPONENTEINTERNACIONAL

COMPONENTENACIONAL

MEXICORUSIA

Academia de CienciasDe Rusia,

Inst. de MetalurgiaBaikov

MichoacánUniversidad Michoacana de San

Nicolás de Hidalgo,Morelia

Instituto Tecnológico y deEstudios Superiores de

Monterrey-CEM

ACCIONES ESTRATEGICASACCIONES ESTRATEGICAS

INTERNETINTERNET II

USO DE LA INFRAESTRUCTURA DE

LABORATORIOS de

Manera CONJUNTA

Formación de investigadores

PROYECTODuctos

UMICH,Morelia-

Lab. de Fundición,Microscopíaelectrónica.

Tecnológico de Monterrey, CEMCaracterización Mecánica,Microscopía Electrónica.

IPN, UPA, Zacatenco.Profesores, Investigadores

Ensayos de Fatiga,Desarrollo teórico

INTERNET 2

Detección de fallasEn los

Academia de Ciencias deRusia; Desarrollo de aceros

Especiales, HVTEM

sistemas

P E M E X

UMICH,Morelia-

Lab. de Fundición,

IPN, UPA, Zacatenco.Profesores, Investigadores

Tecnológico de Monterrey,CEM

sarrollo deaceros

Especiales,Formulación

CaracterizaciónMecánica,

I N T E R N E T II IPN, UPA,Obtención de aceros a nivel de Laboratorio

Academia de Ciencias De Rusia;

Desarrollo de acerosEspeciales, HVTEM

De

IPN, UPA,.Profesores, Investigadores PEMEX

DIAVAZCdad. Del Carmen

I N T E R N E T II

RUSIA

UMICH

ITESM-CEMPROTEXA

Cdad. Del Carmen

¿PORQUE INTERNET IIINTERNET II

Metalurgia, metalmecánica,mecánica y físico-químicaSeminario de Investigadores

Ciclo de Conferencias y Cursos Especializados

Elaboración y EstructuraciónConjunta de Planes de Trabajo

Análisis y Diseño de Experimentos en Tiempo real

Definición, Discusión y Adecuación del Procesode Manufactura de los

Ductos

Procesamiento Digital de Imágenes

Interdisciplinario entreinstituciones

Interdisciplinario entreinstituciones

Interdisciplinario entreinstituciones

Interdisciplinario entreinstituciones

Interdisciplinario entreinstituciones

Especializados

Prescenciales y aDistancia

Prescenciales y a Distancia

Prescencial, y Virtual

Interinstitucional,Prescencial y Virtual

Interinstitucional, PrescencialY Virtual

FORMACION

DE

RECURSOS

HUMANOS

Microscopio electrónico de Microscopio electrónico de Transmisión Transmisión

TEM de Ultra alto Voltaje

Microscopio Electrónico de Microscopio Electrónico de BarridoBarrido

SEM con 5 espectrómetros de longitud de onda

Microscopio Electrónico Microscopio Electrónico de Barridode Barrido

Nuevo Jeol 6460 LVLa nuevatecnología

RESULTADOS QUE SE ESPERAN DE LA INVESTIGACION• Desarrollar un método que permita garantizar un funcionamiento confiable de las tuberías y predecir de manera efectiva el surgimiento de averías, estallidos fundamentalmente;

• Potenciar la presencia de algunos consorcios de Cd. del Carmen que cumplen contratos para PEMEX. Estas empresas se denominan DIAVAZ y PROTEXA.

• Organización conjunta de eventos, tales como simposio, mesas de trabajo y seminarios, participación en congresos con los integrantes del proyecto contando con el apoyo de la SRE.

• Realizar publicaciones conjuntas en revistas internacionales donde nuestras instituciones aparecen como ejecutoras del proyecto; esto ya está en realización.

• La ejecución del proyecto involucra importantes áreas de las ingenierías; el proyecto cumple con los requisitos fundamentales para la formación de recursos humanos de alto nivel, en términos de tesistas, involucrar participantes, fomentar el postgrado, consolidar lasos interinstitucionales tanto nacionales, como con organismos internacionales; hechos que ya se están suscitando;

• Las instituciones de educación superior del país y del extranjero podrán constatar el potencial de desarrollo del IPN dentro de una nueva óptica de desarrollo.

• Debido a la cobertura e interés surgido alrededor de él, éste ha generado potencial interés para que instituciones científicas y tecnológicas de Rusia participen en actividades de desarrollo en beneficio de nuestros estados, sobre todo con Michoacán.

REQUERIMIENTOS DEL PROYECTOApoyo Administrativo:

Instituto Politécnico Nacional.Recursos Humanos:

Técnicos Docentes, 2. Especialista de Alto Nivel: M.C. o Doctor en Matemáticas,Física y Química, Metalurgia o Mecánica.Tesistas y Alumnos.

ServidorEquipo estacionario de trabajo:

Monitores, Impresoras y Ploters.Áreas de trabajo :

Acondicionamiento del Centro de Transmisión en el Edificio 4,ESIME - AZCAPOTZALCO. Laboratorio de Ciencia de los Materiales (ESIME – Azcapotzalco)

Biblioteca; Base de datos, acervo bibliográfico; Banco de Datos de la UIA-Santa Fe.

BENEFICIO INSTITUCIONAL

Autogeneración de Recursos

Asesoramientoindustrial

Desarrollo Tecnológico

Patentable

Producción deConocimientos

de punta

Formación de RecursosHumanos

IN

TE

RN

ET

II

ESIME - UPA

Microscopio Electrónico de BarridoMicroscopio Electrónico de Barrido

Señales generadasSeñales generadas

E.TE.T..

BSDBSD

SESEHazHaz

PrimarioPrimarioCLCL

RR--XX

SCSCEBICEBIC

AugerAuger

Imágenes generadasImágenes generadasImágenes de E. Imágenes de E. Secundarios:Secundarios:Información topográfica, de regiones superficiales

ImagImag. BSE:. BSE:InformaciónComposicionalComposicional y topográfica.

Contraste atómicoContraste atómico

Contraste atómicoContraste atómico

Gran Capacidad AnalíticaGran Capacidad AnalíticaDistribuciónDistribuciónDe elementosDe elementos

Análisis elemental por EDSAnálisis elemental por EDS

MICROANALISIS POR DISPERSION DE ENERGIAMICROANALISIS POR DISPERSION DE ENERGIADE RAYOS X.DE RAYOS X.

Análisis Automático de partículas o FasesAnálisis Automático de partículas o FasesOpciónOpción

• Analizaquímica y automáticamente,partícula porpartícula

• Mide elnúmero y tamaño de partículas

El microscopio y el detector de R-xhace las siguientesfunciones:

PROYECTO TUBERIAS

IPNESIME - UPA

RUSIAMICHOACAN

ITESM - CEMVideo Conferencias

Imágenes de TVcongeladas

Videos de AltaResolución

128pixeles x 128pixelesX bits x 30 cuadros/seg

8 bits = 1 byt16 bits = 2 byts

491.520 byts/seg

1024px x 1024 px x 16 bit 2.097.152 byt/seg

1024 px x 1024 px x16 bit x X 30 cuadros/ seg

62.914.560 byt / seg

Tiempo real

Alta Resolución

Sin compresión

I

N

T

E

R

N

E

T

II

COMPRESION

Con pérdida deinformación

Sin pérdida deinformación

DESARROLLO DEALGORITMOS

PEG-200WAVELETS

0

M

Características Técnicas de I N T E R N E T IICaracterísticas Técnicas de I N T E R N E T II

1:501:501:501:501:501:50CompresiCompresióón necesaria para n necesaria para transmitir en Internet 2 en transmitir en Internet 2 en

MMééxico (ancho de banda = 40 xico (ancho de banda = 40 Mb/segMb/seg))

251.658.240251.658.2405Mb/5Mb/segseg

16 777 21616 777 216335Kb/335Kb/segseg

3 932 1603 932 16078Kb/78Kb/segseg

Ancho de banda necesario Ancho de banda necesario ((bits/segbits/seg))

30303030Tasa de transmisiTasa de transmisióón n ((imimáágenes/seggenes/seg))

888888ResoluciResolucióón (bits)n (bits)1024 X 10241024 X 10241024 x 7681024 x 768128 x 128128 x 128TamaTamañño imagen (o imagen (pixelespixeles))

TransmisiTransmisióón de n de video de alta video de alta

resoluciresolucióón en tiempo n en tiempo realreal

TransmisiTransmisióón de n de imimáágenes estgenes estááticas de ticas de

alta resolucialta resolucióónn

TransmisiTransmisióón den deVideoVideo--conferenciaconferenciaTipo de datosTipo de datos

Se recomienda utilizar wavelets para la compresión.

1010

1 mensual1 mensual

10 mensual10 mensual

1 cada 2 1 cada 2 –– 3 3 mesesmeses

1024 x7681024 x768188 188 Kb/segKb/seg

128 x 128128 x 12878Kb/78Kb/segseg

1024 x 10241024 x 1024335Kb/335Kb/segseg

1024 X 10241024 X 10245Mb/5Mb/segseg

GRAFICOSGRAFICOS

VIDEO VIDEO CONFERENCIASCONFERENCIAS

IMÁGENES IMÁGENES ESTATICASESTATICAS

VIDEO DE ALTA VIDEO DE ALTA RESOLUCIÓNRESOLUCIÓN

ESTUDIOS DE ESTUDIOS DE FENÓMENOS FENÓMENOS

DE DE CORROSIÓNCORROSIÓN

RETARDORETARDOFRECUENCIA FRECUENCIA DE TRABAJODE TRABAJO

CÁLCULO CÁLCULO REQUERIDOREQUERIDO

TIPO DE TIPO DE INFORMACIINFORMACI

ÓNÓN

PROYECTOPROYECTO

S

I

N