Procedimiento para pruebas hidrostáticas
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PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS HIDROSTÁTICA Y DE HERMETICIDAD EN DUCTOS Y LÍNEAS DE PROCESO
CLAVE : 285-25300-MA-117-0003
ACTIVO DE PRODUCCIÓN BELLOTA - CHINCHORRO
FECHA: DICIEMBRE / 2000
VERSIÓN: PRIMERA
EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS HIDROSTÁTICA Y DE HERMETICIDAD EN DUCTOS Y LÍNEAS DE PROCESO
MANUAL DE PROCEDIMIENTOS
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HOJA DE AUTORIZACIÓN
PROPONE:
__________________________________________ ING. JORGE A. PÉREZ FERNÁNDEZ
ADMINISTRADOR DEL SIASPA U.I. BELLOTA - CHINCHORRO
CONFORME:
M. EN C. CARLOS A. MORALES GIL SUBDIRECTOR REGION SUR
ING. SILVANO TORRES XOLIO AUDITOR DE SEGURIDAD INDUSTRIAL
Y PROTECCION AMBIENTAL
AUTORIZA:
__________________________________________ ING. JOSÉ ANTONIO CEBALLOS
DIRECTOR DE PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
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MANUAL DE PROCEDIMIENTOS
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Proponen :
En la elaboración del presente procedimiento participaron los
Integrantes del grupo SIASPA, Región – Sede del Elemento 17
Integridad Mecánica, junto con su grupo de trabajo, contando con la
autorización de los Gerentes de sus respectivas áreas.
REGIÓN SUR
M. EN I. LUIS A. CABRERA PUJOL
M. EN I. FRANCISCO FERNÁNDEZ LAGOS
REGIÓN NORTE
ING. LUIS PINEDA FONSECA
ING. EFREN M. CALVA CHAVARRÍA
REGIÓN MARINA SUROESTE
ING. JUAN A. HERNÁNDEZ CARRERA
ING. VICTOR M. RODRÍGUEZ CHIQUITO
REGIÓN MARINA NORESTE
ING. ALEJANDRO PEÑA CALDERÓN
ING. FRANKLIN ULIN JIMÉNEZ
SEDE
ING. J. LUIS FERNÁNDEZ CADO
ING. ALFONSO LUCAS GARCÍA
PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS HIDROSTÁTICA Y DE HERMETICIDAD EN DUCTOS Y LÍNEAS DE PROCESO
MANUAL DE PROCEDIMIENTOS
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TABLA DE CONTENIDO
Página 1. OBJETIVO 5 2. ÁMBITO DE APLICACIÓN 5 3. REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN 5 4. MARCO NORMATIVO 5 5. DEFINICIONES 6 6. DESARROLLO 7
7. DIAGRAMA DE FLUJO 18 8.- CONTROL DE ACTUALIZACIÓN 19
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1. O B J E T I V O Verificar que las pruebas hidrostáticas se realicen para garantizar la hermeticidad e integridad estructural de ductos y/o sistemas de tuberías de transporte y comprobar que los esfuerzos de presión interna a la cual se someterá, durante su operación y servicio no presenten evidencia de posibles fugas. 2. AMBITO DE APLICACIÓN Este documento es de observancia general y obligatoria para todas las instalaciones de Pemex- Exploración y Producción, y deberá ser aplicado por el personal que participe. El presente procedimiento de trabajo, aplica para el diseño, construcción, operación, mantenimiento e inspección a ductos y/o sistemas de tuberías para la transportación y distribución de hidrocarburos líquidos o gaseosos. . 3. REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN Las sugerencias para la revisión y actualización de este documento deben ser enviadas al Activo de Producción Bellota-Chinchorro, quien realizará la actualización de acuerdo a la procedencia de la misma. Este documento se revisará y actualizará cada cinco años, o antes si las sugerencias o recomendaciones de cambio lo justifican. 4. MARCO NORMATIVO
o ANSI/ASME B.31.4. Edición 1990 (Sistemas de Transporte de Hidrocarburos Líquidos y Gases Licuados del Petróleo, Amoniaco Anhídro y Alcoholes).
o ANSI/ASME B31.8. Gas Transmission and Distribution Piping Systems. o CID-NOR-N-SI-0001/98 Requisitos Mínimos de Seguridad para el
Diseño, Construcción, Operación, Mantenimiento e Inspección de Tuberías de Transporte.
o Documento Pemex 2.421.01 Segunda Parte. o Documento Pemex P.E.P. – PH – 003 (Prueba Hidrostática para Sistemas de
Tuberías Terrestres.
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o PEMEX RG.10.0.01. Reglamento para la Realización de Operaciones Peligrosas. o API RP 1110. Pressure Testing of Liquid Petroleum Pipelines. o A.P.I.STD 1104-88. Welding of Pipelines and Related Facilities. o Normas de Seguridad Industrial
5. DEFINICIONES
o Prueba Hidrostática: Es la prueba de presión a la que deben someterse las tuberías para certificar su hermeticidad, sosteniendo la presión durante un tiempo establecido.
o Presión de Diseño: Es la presión con la que se diseña una tubería y su valor debe ser mayor que o igual que la presión máxima de operación.
o Presión de Operación: Es la presión real a la cual opera un sistema, en condiciones normales.
o Presión Máxima de Operación: Es la presión máxima que se tiene cuando el flujo en el circuito es del 100%, durante el ciclo anual de operación normal.
o Presión de Prueba: Es la presión interna máxima de un fluido permitida para efectuar la prueba hidrostática.
o Presión: Es la fuerza de un fluido ejercida perpendicularmente sobre una superficie usualmente se expresa en lb/pulg² , a partir de la presión atmosférica por medición.
o Temperatura de Operación: Es la temperatura real del metal en las tuberías cuando se encuentran en operación.
o Temperatura: Es el contenido de calor en la materia. se expresara en º C o º F. o Temperatura Ambiente: Es la temperatura del aire en el medio circundante al
lugar donde se encuentre situada la instalación. o Presurizar: Comprimir el aire en el interior de un tubo o recipiente. o Esfuerzo Mínimo Especificado de Cedencia: Es el esfuerzo mínimo
especificado por el fabricante de la tubería, y es el esfuerzo que delimita la proporcionalidad lineal entre esfuerzos y deformaciones.
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6.- DESARROLLO 6.1 Requisitos Generales Antes de proceder a la realización de la prueba hidrostática se deberá cumplir con los siguientes requisitos: 6.1.1 El agua que se utilice debe ser neutra o libre de partículas en suspención que no pasen por una malla de 100 hilos por pulgada (prueba de laboratorio). 6.1.2 El sistema de tuberías y accesorios de prueba debe ser hermético.
6.1.3 El equipo de prueba deberá ser apropiadamente seleccionado y certificado. 6.1.4 La bomba debe ser de alto volumen que llene las tuberías, asegure una presión adecuada y mantenga la velocidad uniforme.
6.1.5 Un contador de volumen de llenado o un medio comparable para medir éste.
6.1.6 Los accesorios, sensores e indicadores de presión que tenga el rango de presión y las divisiones de incrementos necesarios para indicar una presión anticipada de prueba.
6.1.7 El probador de pesos muertos o accesorios sensores de la presión que este certificada su exactitud y sensibilidad en incrementos de menos o igual a 1.5 lbs/pulg² (10 kilopascales).
6.1.8 El manógrafo calibrado y certificado que proporcione un registro permanente (gráficas de presión contra tiempo).
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6.1.9 El termómetro que indique la temperatura del medio de prueba que este adecuadamente calibrado con 3 pulgadas (75 mm) de inmersión y un rango adecuado para temperatura anticipadas con divisiones de incrementos de menos o igual a 0.20 °F (0.10 °C).
6.1.10 La presión de prueba debe ser aquélla que produzca un esfuerzo tangencial igual al 90 % de la resistencia mínima especificada a la cedencia correspondiente respecto a la especificación del material.
6.1.11 En los circuitos sujetos a pruebas en los puntos más bajos correspondan al valor indicado en el párrafo anterior y en el punto mas alto a un valor igual o superior al 80% de la resistencia mínima especificada.
6.1.12 En la bitácora de obra, donde se asentará la historia de la obra. La presión de prueba se calcula con la fórmula: PH = 2(0.90R)E -----------(1) Dt en donde: PH = Presión de prueba en lb/pulg² R = Resistencia mínima especificada a la cedencia en lb/pulg ² E = Eficiencia de la junta soldada. t = Espesor de pared en pulgadas calculado con la siguiente fórmula, para un factor de diseño de 0.72 t = PD -----------------(2) 2Sfd t = Espesor de pared mínimo de un tubo requerido y sometido exclusivamente por presión interna . P = Presión máxima de trabajo en lb/pulg² .
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d = Diámetro nominal exterior en pulg. S = Esfuerzo de trabajo máximo permisible en lb/pulg ² y se calcula con la siguiente fórmula: S = 0.72 ER --------------(3) 0.72 = Factor de diseño basado en el espesor nominal E = Eficiencia de la junta. fd = Factor de diseño basado en la densidad de población fd = 1.0 para la clase de localización 1 y 2 fd = 0.833 para la clase localización 3 y 4. Sustituyendo a la variable “ S “ de la Ec. 2 por su identidad de la ecuación 3 obtenemos: t = ___PD____ ----------------( 4 ) 2(0.72ER)fd t = ____PD__ -------------------( 5 ) 1.1995 ER Sustituyendo a t de la ecuación 1 por su identidad, ecuación 5: PH = 2 (0.90ER) = PD 1.1995 ER 1.1995 ER Simplificando: PH = 1.8 P 1.1995 PH = 1.5 P ------------------------(6) donde : P = Presión de diseño lb/pulg², el cual debe ser mayor o
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igual a la presión máxima de operación en condiciones estables.
6.2 Recursos Necesarios 6.2.1 Materiales Agua, conexiones, soldadura, oxigeno, acetileno, carda, juntas ciegas (comales), válvula de relevo, espárragos, empaques y disco abrasivo. 6.2.2 Equipo y Herramientas Máquina de soldar, manógrafo y accesorios, equipo de corte, termómetro, camioneta de 3 toneladas, probador de pesos muertos, bomba de llenado, registrador de temperatura, compresor de aire, contador de volumen, manómetro y accesorios para pruebas hidrostática, sensores, bomba de alta presión y pipa de agua. 6.2.3 Personal Ingenieros especialistas, cabo de oficios, operario especialista, soldador calificado, operador especialista, tubero, ayudantes de operario, choferes y obreros.
6.3 Actividades 6.3.1 Se genera la solicitud de trabajo. El departamento de inspección y mantenimiento realizará los trabajos previos que sean necesarios para que la rama operativa autorice la realización de los trabajos. Previo programa de actividades, el supervisor de mantenimiento generará la solicitud de los trabajos.
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Departamento Área Operativa. Departamento de Seguridad Industrial. Departamento de Inspección y Mantenimiento.
6.3.2 Autorización del trabajo solicitado. El supervisor de mantenimiento obtiene del área operativa la autorización de los trabajos; la operación deberá definir la fecha y hora a partir de la cual se podrá iniciar los trabajos. 6.3.3 Autorización de permiso de trabajos peligrosos. El supervisor de mantenimiento obtiene el permiso trabajos peligrosos, por el departamento de seguridad industrial. 6.3.4 Presión de Prueba. La presión hidrostática será la indicada por el departamento de inspección y mantenimiento o la mínima de prueba será la indicada por la CID NOR – 0001/98 Si la temperatura de diseño es superior a la temperatura de prueba, la presión mínima de prueba se corregirá por temperatura, empleando la siguiente formula: 1.5 – P SP Pp = --------------------- S Dónde: Pp = Presión hidrostática mínima de prueba (kg/cm2). P = Presión de Diseño (Kg/cm2) SP = Esfuerzo Permisible a la temperatura de prueba (kg/cm2) S = Esfuerzo Permisible a la temperatura de diseño (kg/cm2)
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Departamento de Inspección y Mantenimiento. Departamento de Inspección y Mantenimiento. Departamento de Inspección y Mantenimiento
Una vez obtenidos los cálculos anteriores el personal de inspección y mantenimiento se coordinará con los departamentos de operación y seguridad industrial, para determinar la fecha de inicio, hora y duración de la prueba. 6.3.5 Determinar el Área de Prueba. Determinar las partes y/o sistemas que serán sometidos a prueba hidrostática (línea de conducción, trampas de envío y recibo de diablos, válvulas etc.), y verificar que esté diseñada para soportar la presión de prueba. En caso de no estar diseñada para tal presión, se deberá aislar y probar por separado. 6.3.6 Verificación del Equipo de Prueba. Verificar que las válvulas de alivio se encuentren en óptimas condiciones de operación y que por lo menos se encuentre una válvula para purga o expulsión de aire, en la parte mas alta del sistema (válvula de venteo). 6.3.7 Verificación de fugas. Antes de efectuar el proceso de llenado de las partes que componen el sistema de tubería a probar hidrostáticamente, se deberá verificar el apriete de espárragos en uniones bridadas, y verificar, que se coloquen el total de espárragos en uniones bridadas para evitar se presente fuga o pérdida de fluido por falta de apriete, al incrementarse la presión por aumento de la temperatura, la colocación de comales fabricado de placas, el empleo de empaques adecuados para cada tipo de unión, para presión de prueba arriba de 70 kg/cm2 para evitar fugas o perdidas del fluido.
Verificar que cuando la prueba hidrostática se realice en un punto aéreo, todas las uniones soldadas y empaquetadas se encuentren completamente visibles para poder detectar
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fugas o pérdidas del fluido. 6.3.8 Llenado del Ducto o Línea. El agua que se utilice debe ser neutra y libre de partículas y libre de suspensiones que no pasen por una maya de 100 hilos por pulgada, o filtros pueden ser instalados en el lugar de succión de fluido de prueba para evitar que se lleve sólidos en suspensión o sedimentos. La temperatura del agua será a temperatura ambiente pero en ningún caso la temperatura será inferior de 16º C o mayor de 50º C, se debe tomar precauciones cuando la temperatura ambiental sea inferior a 00 C en lo que respecta al congelamiento del agua Se deberá asegurar que el medio de prueba no sea capaz de ocasionar daño al interior de la tubería y/o al equipo de prueba (checar la acidez del medio de prueba) en el caso de los aceros inoxidables se deberá utilizar agua libre de cloruros. Una vez llena y/o empleada la tubería o sistema sometido a prueba hidrostática se procederá a desalojar el aire atrapado a través de la válvula de venteo, colocados en la parte más alta del sistema y deberá aplicarse la presión especificada durante una hora sin que se presente variaciones sensibles de presión. Después será abatida hasta el 50% y se incrementara hidrostáticamente la presión de prueba especificada deberán registrarse en la gráfica.
Si se presentan pérdidas de presión por fallas en la tubería deberán corregirse y repetirse la prueba hasta su aceptación. El equipo y/o sistema que no se sujete a la prueba debe desconectarse.
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El tiempo de prueba será de 24 Hrs. debiendo utilizarse un registrador gráfico de presión y temperatura, manómetro y balanza de pesos muertos, como se indica en la norma Pemex 07.3.13 . Cuando por algún motivo no se pueda correr la gráfica con una duración de 24 Hrs. únicamente con la autorización de Pemex Exploración y Producción del área de mantenimiento, seguridad industrial y protección ambiental, podrá realizarse por lo menos en un periodo de 4 Hrs. según ASME B 31.4 Edición 1990. Durante el proceso de incremento de presión hidrostática, los instrumentos de medición a emplearse durante la ejecución de la prueba no deberán de estar instalados los instrumentos de medición, si no se calibran con el objeto de asegurar su exactitud, se deberán tener los certificados de calibración actuales (la calibración deberá ser cada 6 meses). La presión especificada para la prueba hidrostática se deberá localizarse entre 50% - 60% del rango de cada instrumento de medición. Antes de correr la gráfica o iniciar la prueba, se deberá de verificar que en las empaquetaduras y/o conexiones no existan fugas o perdidas de fluidos.
Cuando por alguna razón se coloquen comales, se tendrá que considerar el espesor de los mismos para determinar la longitud adecuada de los pernos y/o espárragos, considerando la seguridad del personal, instalaciones o áreas que puedan afectarse.
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6.3.9 Inicio de la corrida de gráfica. En la gráfica deberá registrarse el incremento de presión, el cual tendrá que terminarse en cero presión. Se deberán fijar los instrumentos de medición empleados en la prueba y asegurarse que cuente con el registrador de presión con la cuerda o pila suficiente para registrar la duración total de la prueba. La prueba hidrostática se deberá suspender si las inclemencias del tiempo, impidan la buena ejecución de la misma. Durante el tiempo de duración de la prueba, la compañía que realizará la prueba deberá tener disponible personal para vigilar los instrumentos de medición, válvulas de alivio o dispositivos propensos al robo. No se permitirá que el ducto y/o sistema sometido a prueba, reciba impactos que se reflejen en la gráfica. Durante el transcurso de prueba, se realizará la inspección visual minuciosa, en cada uno de los materiales sometidos a presión hidrostática incluyendo empaquetaduras, válvulas y/o uniones soldadas. El supervisor encargado de la prueba hidrostática, registrará en el certificado de prueba las lecturas de los instrumentos de medición tomada cada hora cuando la duración de la prueba sea de 24 Hrs. y cada 30 minutos para duración de 4 Hrs.
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6.3.10 Desfogue y Drenado del Ducto y Retiro de la Gráfica. Al final del tiempo de duración se procede a desfogar la presión a cero (kg/cm2), lentamente evitando producir vacíos que provoquen daños al elemento o sistema a probar. Se procederá a retirar la gráfica y se recabaran las firmas del personal involucrado con la prueba (operación, mantenimiento y/o ingeniería y construcción, seguridad industrial y protección ambiental y la compañía de supervisión). La certificación de la prueba hidrostática se realizará al retirar la gráfica, se verifica el cierre del rango de pruebas y se anotará al reverso los siguientes datos: a ) Fecha y hora de terminación de la prueba. b ) Presión y duración de la prueba. c ) Temperatura. d ) Nombre de los responsables y departamentos. e ) Firma. 6.3.11 Elaboración del reporte técnico con comentarios y conclusiones. La serie de hojas obtenidas con información serán recopiladas para estructurar un reporte final, el cual deberá concluir de acuerdo a todos los resultados, a que material corresponde cada punto inspeccionado, para que esta especificación se considere en la realización de posibles análisis y evaluaciones posteriores. 6.3.12 Criterios de Aceptación y Rechazo. Si durante el desarrollo de la prueba el elemento y/o sistema probado hidrostáticamente no presenta fugas o pérdidas de fluido, y la presión de inicio y terminación de prueba son
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iguales, o existe una variación por causas a incrementos o disminución de la temperatura del fluido de la prueba se concluye que es hermético y se acepta. Si durante el desarrollo de la prueba el elemento y/o sistema probado hidrostáticamente presenta fugas o pérdidas de fluidos, o existe una variación significativa de perdida de presión inicial con respecto a la final, y los registros de temperatura no presentan variaciones, se concluye que no es hermético y se rechaza, procediéndose a investigar la causa de la falla para su corrección y probar nuevamente el ducto o sistema, desde el inciso 6.1.7 de este procedimiento. 6.3.13 Limpieza del área de trabajo. Limpieza del área de trabajo, depositando los desperdicios en los lugares que para ello existen. 6.3.14 Entrega del trabajo al operativo. Entrega del trabajo realizado al departamento operativo en campo, recibiendo de conformidad. 6.3.15 Anotar en la bitácora y acta de recepción. La supervisión anotará en la bitácora los tiempos, personal, material, y equipo utilizado, elaborando el acta de recepción. 6.3.16 Registrar en cartas de inspección y mantenimiento. Registros de los trabajos realizados en la carta de inspección y mantenimiento.
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MANTENIMIENTOSEGURIDAD INDUSTRIAL
DEPARTAMENTO OPERATIVO
1 GENERA LA SOLICITUD DE TRABAJO
2 AUTORIZA TRABAJO SOLICITADO
3 AUTORIZA PERMISO DE TRABAJOS PELIGROSOS
4 PRESIÓN DE PRUEBA
5 DETERMINACIÓN DEL AREA DE PRUEBA.
6 VERIFICACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA
7 VERIFICACIÓN DE FUGAS
8 LLENADO DEL DUCTO O LINEA
9 INICIO DE LA CORRIDA DE GRÁFICA
10 VACIADO DEL DUCTO Y RETIRO DE LA GRAFICA
11 ELABORACIÓN DEL REPORTE TECNICO, COMENTARIOS Y CONCLUSIONES.
12 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO
13 LIMPIEZA DEL AREA DE TRABAJO
14 ENTREGA DEL TRABAJO AL OPERATIVO
15 ANOTAR EN LA BITACORA Y ACTA DE RECEPCIÓN
16 REGISTRO EN CARTAS DE INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO
INICIO
5
6
7
12
SI
12NO
11
10
9
13
14
15
16
321
4
8
FIN
ACTIVIDADES
1. GENERAR SOLICITUD DE TRABAJO
2. AUTORIZAR EL TRABAJO SOLICITADO
3. AUTORIZAR EL PERMISO DE TRABAJOS PELIGROSOS
4. PRESIÓN DE PRUEBA
5. DETERMINAR EL ÁREA DE PRUEBA
6. VERIFICAR EL EQUIPO DE PRUEBA
7. VERIFICAR FUGAS
8. LLENAR DUCTO O LÍNEA
9. INICIO DE LA CORRIDA DE GRÁFICA
10. VACIADO DEL DUCTO Y RETIRO DE LA GRÁFICA
11. ELABORAR EL REPORTE TÉCNICO, COMENTARIOS Y CONCLUSIONES.
12. DETERMINAR CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO.
13. LIMPIAR EL ÁREA DE TRABAJO
14. ENTREGAR EL TRABAJO AL OPERATIVO
15. ANOTAR EN LA BITÁCORA Y ACTA DE RECEPCIÓN
16. REGITRAR EN LAS CARTAS DE INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO.
CONTROL DE ACTUALIZACIÓN DE PROCEDIMIENTO
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Subdirección: Región Sur Activo/Gerencia: Activo de Producción Bellota – Chinchorro Subgerencia/Suptcia: Mantenimiento Departamento: _______________________________________________________ Fecha máxima de actualización: Diciembre / 2005 Ubicación física del documento: _______________ Nombre del Procedimiento: Procedimiento para Pruebas Hidrostática y de Hermeticidad en Ductos y Líneas de Proceso
Revisión: Fecha: Nombre y Firma Activo Región Sede Cambios Generados
0 Diciembre /2000
Jorge A. Pérez Fernández
Bellota - Chinchorro Sur Adecuación
al SIASPA
1