DESCRIPCION GENERAL DE LOS EQUIPOS 1. HORNOS. Los hornos son equipos industriales en los que se entrega el calor generado por la oxidación de un combustible a una carga de crudo que circula por dentro de unos tubos de una manera similar a una caldera. Los primeros hornos empleados en la industria petrolera se inspiraron en las calderas cilíndricas horizontales de destilación de alcohol licores! que se calentaban por las llamas de un hogar! con una mu mala transmisión de calor! que producían un "uerte depósito de #oque por la descomposición del crudo! da$%ndose por el recalentamiento de la porción del cilindro que estaba directamente expuesto a las llamas en el hogar! lo que limitaba su &ida 'til a solamente unas semanas. La instalación de (tubos de humos( que se atra&esaban al cuerpo cilíndrico en dirección de su e)e! como en ciertos tipos de calderas! me)oró notablemente su operación! incrementando a la &ez su capacidad. *stos Hornos eran de "uncionamiento discontinuo! debiendo descargarse limpiarse antesendelas recibir unare"inerías! nue&a carga crudo. La operación continua! indispensable grandes sólodeera posible haciendo traba)ar una batería de alambiques en serie! de modo que cada uno calentara el liquido traspasado del anterior! en una di"erencia de temperatura relati&amente peque$a. *l traba)o en gran escala! por este sistema! requería entonces de grandes instalaciones! que ocupaban mucho espacio que eran de di"ícil control. La elaboración de crudos emulsi"icados con mucho agua! que producían abundante espuma! lle&ó a intentar en peque$a escala el empleo de hornos tubulares! en los que el crudo circulaba por un serpentín calentado directamente por las llamas del hogar. *l +xito obtenido condu)o a instalaciones cada &ez maores! gener%ndose así el Horno tubular característico de la industria actual. ,celeró la introducción los procesos de presiones #rac-ing t+rmico! exigió eleste uso cambio de equipos que pudieranderesistir maores altas que temperaturas que las utilizadas hasta entonces. La respuesta lógica del problema la constitueron los Hornos tubulares con la consiguiente reducción de espacio de personal la "acilidad de control inherente a su empleo. #uando se construeron los primeros Hornos de este tipo! no se apreciaba el importante papel que en ellos desempe$aba la trans"erencia de calor por con&ección! de modo que sólo se apro&echaba el calor transmitido por radiación. #on el nue&o dise$o! los tubos próximos a las llamas absorbían calor tan r%pidamente que se producían grandes cantidades de #oque que los obstruían parcial o completamente! en cambio los tubos ubicados le)os de los quemadores absorbían tan poco calor que su apro&echamiento era mu malo. na costosa experiencia demostró que la eliminación de los primeros tubos mu calientes no hacía m%s que agra&ar la situación porque se recalentaban los siguientes. /inalmente! una me)or comprensión de las lees de la transmisión de calor el hecho de que la maor parte de la super"icie de los tubos debían
recibirlo por radiación no por con&ección! condu)o a los dise$adores a las "ormas actuales. *n un Horno se distinguen dos secciones de calentamiento! claramente di"erenciadas! una sección de radiación una sección de con&ección! seg'n cual sea la "orma de calentamiento predominante! como transición entre ambas! existe com'nmente una pantalla de radiación 0Shield! constituida por unos pocos tubos colocados antes de la sección de con&ección! que reciben calor tanto por radiación como por con&ección. *n la sección de radiación! los tubos no se colocan nunca en el camino de las llamas! sino lateralmente! en las paredes! techo 2o piso de la c%mara de combustión. *l &olumen de +sta no es de "undamental importancia en lo que se re"iere al proceso mismo de la combustión! pero es necesario darles ciertas dimensiones mínimas para lograr una buena distribución de la energía radiante. 3eneralmente se usa una sola "ila de tubos! a &eces dos a lo m%s tres! por el e"ecto de pantalla de las "ilas m%s próximas a los quemadores. *n la sección de con&ección! las "ilas de tubos m%s próximas a la c%mara de combustión tambi+n absorben calor por radiación! especialmente la primera "ila por esta razón los tubos de esta "ila 0pantalla de radiación son los m%s expuestos a percances. 4ara e"ectuar controlar la combustión! los Hornos est%n pro&istos de quemadores con sus respecti&os registros de aire! de un d%mper para regular el tira)e dentro del Horno de una c%mara de combustión o ca)a de "uego! que es el espacio donde se produce la combustión. 4ara que haa una adecuada circulación de aire! los Hornos deben ser herm+ticos! permitiendo la entrada de aire sólo a tra&+s de los registros especialmente dise$ados para este ob)eto. La hermeticidad la da la estructura del Horno! "ormada por las &igas que le con"ieren la resistencia mec%nica necesaria para su rigidez por planchas de acero soldadas entre sí que unen estas &igas. La super"icie o manto normalmente se denomina casing. 4rotege el casing del calor pro&eniente desde el interior! una cubierta de material aislante adosada a +l con la auda de peque$as mallas o clips de acero inoxidable. *sta cubierta aislante no debe permitir el paso de gases de combustión hacia el casing! por lo que no debe tener grietas no debe estar separada o desprendida de +l. na capa de pintura de aluminio! aplicada sobre una capa de pintura antióxido protege el casing del medio ambiente. *sta pintura soporta hasta 5678#. Las partes m%s calientes del casing est%n recubiertas con una pintura de aluminio con silicona! que soporta hasta 6778#. 9anto en el dise$o como en la operación de los Hornos! se tiene siempre presente la tendencia del crudo! o de sus productos! a descomponerse "ormando coque que se deposita en las paredes interiores de los tubos. ,l "ormarse coque no sólo se di"iculta el "lu)o por lo tanto! la capacidad del equipo! sino tambi+n disminue enormemente la transmisión del calor! por lo aislante del coque. La temperatura de los tubos aumenta! lo que r%pidamente disminue su resistencia. 4or esto se instalan termocuplas de metal! que permiten medir la temperatura de la super"icie exterior de los tubos! la cual no
debe exceder nunca de ciertos par%metros o &alores m%ximos que dependen de la presión de traba)o de la naturaleza del metal de los tubos. Los Hornos modernos se pueden di&idir! de acuerdo a su empleo! en tres clases: Hornos en los cuales sólo se desea calentar el material con el ob)eto de destilarlo! sin que se pretenda producir su descomposición o crac-ing. *n ellos! el e"ecto destructi&o del tiempo de calentamiento! tan A.
importante el crac-ing! se trata de reducir al mínimo compatible coneslael temperaturaenque es necesario alcanzar. *)emplo de este tipo de Horno de crudo. B. ,quellos en que! adem%s del calentamiento! se desean una descomposición química de los productos por un ele&ado ni&el t+rmico. *ste tipo se dise$a para dar el m%ximo e"ecto (temperatura ; tiempo( a las altas temperaturas de operación en unidades de crac-ing de destilados li&ianos! en las que no se utiliza una c%mara de reacción. Se construe de modo que se obtenga una sección de reacción en el Horno mismo! donde se produce mu poco o ning'n aumento de temperatura. C. Los Hornos en que se desea obtener sólo una descomposición parcial del producto! e"ectu%ndose el resto en una c%mara de reacción! generalmente no calentada exteriormente. *stos Hornos son de dise$o construcción m%s di"íciles! porque se tratan en ellos productos que muchas &eces son extraordinariamente sensibles a las &ariaciones de las condiciones en que se e"ect'a el crac-ing. Se construen para un e"ecto (temperatura ; tiempo( que permita una temperatura de salida que asegure el "uncionamiento e"ecti&o de las c%maras de reacción! sin una descomposición excesi&a en el Horno el consiguiente deposito de coque en los tubos.
Fig. Nº2 "Hornos de Petrox". #ualquiera que sea el tipo de Horno empleado! se trata siempre de lograr la m%xima absorción de calor compatible con el ser&icio que se pretende lograr.
1. 9ORR*S <* R*/=N,#=ON. . E! Proeso de Desti!#i$n. La destilación es un proceso que se usa para separar una mezcla de líquidos en sus componentes indi&iduales. ,unque las mezclas pueden ser de m%s de dos componentes! en este caso nos re"eriremos 'nicamente a la mezcla de dos componentes. 4ara hacer una separación por destilación! es "undamental que los componentes de las mezclas tengan puntos de ebullición di"erentes. *ntre m%s grande la di"erencia entre los puntos de ebullición! m%s puro los productos de la destilación. 4ara &er los gr%"icos seleccione la opción (
Fig.Nº% "I!&str#i$n gr'(i# de !# desti!#i$n" Fig. Nº) "C#!derines de Desti!#i$n" La "igura N8>! es un diagrama de la temperatura composición para mezclas de benceno tolueno. La línea in"erior se llama línea del liquido. *s una gr%"ica de la temperatura a la cual hier&en mezclas dehier&e benceno tolueno. que notar línea que&arias el tolueno puro a 117!?8# elHa benceno puro en a la @78#. Las mezclas de benceno tolueno hier&en a temperaturas intermedias entre estos dos puntos. *l punto de ebullición &aría seg'n la composición aumenta cuando el porcenta)e de tolueno es maor en la mezcla. La línea superior se llama línea de &apor es una gr%"ica de las temperaturas mínimas en que la mezcla de tolueno benceno pueden permanecer como &apor. Si una composición en estado gaseoso se en"ría a una temperatura m%s ba)a que su punto correspondiente en la línea de &apor! la mezcla comienza a condensarse. Los puntos de condensación del tolueno el benceno puros son los mismos puntos de ebullición. 4ero los puntos de condensación para las mezclas de ambos est%n tambi+n situados entre los puntos de condensación del benceno tolueno puro aumentan en &alor con el aumento de porcenta)e de tolueno en el &apor. Se debe notar que la temperatura en la cual cualquier mezcla hier&e es m%s ba)a que la temperatura a la cual principia a condensarse. #uando una mezcla de benceno tolueno hier&e! el &apor que se "orma tiene una composición di"erente 0porcenta)e de ambos que la mezcla que lo "ormó. *l &apor que se "orma siempre tiene una concentración m%s alta del componente m%s &ol%til 0benceno que el liquido que est% hir&iendo. na(C(! mezcla de N8>! >7A de benceno B7A*sto de tolueno representada por "igura hier&e a D@!?8#. se determina trazando una línea &ertical desde C para interceptar la línea del liquido 0, luego trazando una línea horizontal a la escala de la temperatura hasta obtener la intersección (9(. *l &apor que sale inicialmente de este liquido cuando empieza a her&ir tendr% una
composición de 61A de benceno ?DA de tolueno! representada por el punto C1. *sta composición se determina continuando la línea horizontal desde 9 hasta , hasta interceptar la línea de &apor en ,1 luego &erticalmente a C1. *l &apor entonces! es mucho m%s rico en el componente m%s &ol%til! benceno! que en el liquido. Si el liquido de composición C1 se calienta hasta D58#! comienza a her&ir. *l punto de ebullición se determina trazando una línea &ertical de C1 a la línea de liquido! al punto (E( luego horizontalmente a la escala de temperatura 91. *l &apor que sale inicialmente de este liquido cuando comience a her&ir tendr% una composición de B5A de benceno 5@A de tolueno. *sto se determina continuando la línea horizontal de 91 a E! hasta E1 en la línea de &apor luego &erticalmente hasta C5. Repitiendo este proceso se llega al punto en que el resultado es benceno puro. *n cada caso! solamente una porción peque$a del &apor producido se saca hacia el paso siguiente! pues como el &apor que sale inicialmente es rico en benceno! de)a un liquido que es rico en tolueno que a su &ez produce un &apor m%s rico en tolueno que el &apor inicial. Si todo el liquido se e&apora! el &apor tendr% la composición srcinal del liquido. La "igura N8? es una serie de calderines con conexiones para el liquido el &apor. Supongamos que el calderín (,( contiene una mezcla de tolueno benceno de composición (C( en la "igura N8>F el calderín (E(! un liquido de composición C1F el calderín (#( un liquido de composición C5F etc. Si el calderín , se calienta el liquido hier&e a una temperatura (9(! el &apor que &a al calderín E tendr% la misma composición que el liquido en E. *l &apor que entra al calderín E se mezcla con el liquido se produce un intercambio de calor! produciendo un &apor de composición C5. *ste &apor se mezcla con el liquido de la misma composición en el &apor que entra al calderín calderín #E. es m%s rico en benceno que el *l liquido en E se seguiría enriqueciendo en tolueno sucesi&amente! si no "uera porque el liquido con alto porcenta)e de benceno le est% entrando continuamente de calderín #. *l liquido en el calderín E se mantiene a una composición constante! como en los otros calderines. #on su"icientes calderines conectados en serie es posible obtener benceno puro en el calderín m%s alto tolueno puro en el calderín m%s ba)o. *sta es la manera en la cual est%n construidas las 9orres de destilación. 2. F&nion#*iento d e &n # +o rre Re (in#dor#. La torre de re"inación o destilación! es un tubo &ertical que contiene una serie de platos o bande)as cuo propósito es mezclar el liquido el &apor de una manera similar a la descrita con los calderines.
La "igura N86 N86.1! muestra las partes esenciales de una 9orre de destilación. La alimentación entra continuamente sobre una de las bande)as intermedias! llamada bande)a o plato de alimentación. *l &apor que sale por la c'spide de la columna se condensa totalmente! des&i%ndose una parte como re"lu)o la otra se extrae continuamente como producto destilado. 9ambi+n! de modo continuo! sale del "ondo del her&idor una "racción empobrecida en el componente &ol%til rica en el componente de ba)a &olatilidad. Las bande)as retienen una cantidad determinada de liquido. #ontinuamente llega a cada uno una corriente de liquido procedente del superior otra de &apor que &iene del in"erior. ,l mezclarse el &apor con el liquido +ste hier&e! con "ormación de un liquido &apor en equilibrio. *l &apor asciende a la bande)a superior el liquido desciende a la in"erior. , lo largo de la columna ha una &ariación continua de la concentración de la mezcla. *l &apor se concentra en el componente m%s &ol%til a medida que asciende el liquido se concentra en el menos &ol%til al descender. Los &apores que salen por la parte superior de la 9orre de re"inación se condensan luego pasan a una bomba que se llama la bomba de re"lu)o. *l líquido en la descarga de la bomba se di&ide en dos "lu)os! uno que es el destilado! el cual se remue&e continuamente de la 9orre el otro que se llama el re"lu)o que retorna de nue&o al extremo superior de la 9orre. La cantidad de re"lu)o di&idida por la cantidad de destilado por unidad de tiempo! se llama com'nmente (la relación de re"lu)o(. 9oda separación por destilación tiene una relación de re"lu)o mínima por deba)o de la cual es imposible re"inar los componentes de la mezcla! aunque la 9orre tenga un n'mero mu grande de bande)as. n aumento en la relación de re"lu)o resulta en un aumento en la cantidad de &apor que se usa en el her&idor! agua en el condensador di%metro de la 9orre para obtener la misma cantidad de producto. La disminución de la relación de re"lu)o resulta en un aumento en el numero de bande)as para e"ectuar la separación! o sea en una 9orre mucho m%s alta mas costosa. 4ara &er el gr%"ico seleccione la opción (
*stas dos condiciones se balancean se obtiene lo que se llama (re"lu)o óptimo(! con el cual el costo de la producción del producto es mínimo. *sto el ha numero de bande)as en la 9orrerequerido la relación de re"lu)o a la"i)a que que operarla. nas bande)as o platos extras en la 9orre se agregan para asegurar una buena separación para compensar por cambios bruscos en la operación de la 9orre.
Fig. Nº, "o*-onentes gener#!es de &n# +orre At*os(ri#"
Fig. Nº,. "o*-onentes gener#!es de &n# +orre #! /#0o" %. +i-os de +orres de Re(in#i$n. Ha dos tipos de 9orres de re"inación que se usan en la industria! la 9orre de relleno la 9orre de bande)as o platos. La primera es la m%s simple de las dos no corresponde a las 9orres analizadas. A.
+orres de Re!!eno.
La 9orre de relleno es meramente un cilindro hueco que se llena con unas piezas de tama$os uni"ormes que se llaman empaque. *l tipo de empaque m%s com'n es el anillo de Raschig que es un cilindro hueco de paredes delgadas que se hace generalmente de porcelana. *l líquido sale por el "ondo de la 9orre pasa al her&idor donde es calentado e&aporado. Los &apores del her&idor entran a la 9orre deba)o del espacio lleno de empaque sube por entre el empaque hacia la parte superior de la 9orre.
*l líquido que se &a a separar entra a la 9orre por un lado en la parte alta de +sta! caendo dentro de un distribuidor! el distribuidor tiene una cantidad de tubos huecos cortados en sesgo. *ste tipo de 9orres! tiene como &enta)as! que es mu simple de construir su costo inicial es ba)o. Se pueden "abricar de material que resisten la corrosión así que se pueden utilizar para separar mezclas corrosi&as. *s ideal para el traba)o en laboratorios de plantas pilotos. Sin embargo! posee des&enta)as como si se aumenta el di%metro la altura de la torre! su e"iciencia disminue. 4or esta razón no se usan para re"inar grandes cantidades de líquidos. *l m%ximo di%metro de estas 9orres es de >7 pulgadas. 1.
+ o rre d e 1 # n d e # s .
La construcción de una 9orre de bande)as típica se muestra en la "igura N8G. Los &arios tipos de 9orres de bande)as di"ieren principalmente en el tipo de bande)a o plato que se usa dentro de ellas. Las 9orres con (copa de destilación( son las m%s comunes en la industria. #uando est%n bien dise$adas traba)an bien! son e"icientes tienen la &enta)a de que se pueden operar en un rango bastante amplio de capacidad. Otro tipo de 9orre que tiene platos menos complicados que los de copas de destilación son la de (platos per"orados(. *stos platos son hechos de una lamina de acero cortada para enca)ar dentro de la 9orre per"orados de una cierta manera con huecos hasta de pulgada de di%metro. Su "uncionamiento es inconstante cuando se reduce el "lu)o de &apor por los huecos! por deba)o de cierta cantidad. Si el "lu)o se reduce toda&ía m%s! el resultado es que una gran proporción del re"lu)o pasa derecho por los huecos el plato pierde su e"ecti&idad. *sta es su principal des&enta)a. Las 9orres de platos per"orados! sin embargo! tienen &arias &enta)as. Son m%s baratas de construir que las 9orres de copas de destilación son m%s e"icientes que +stas ba)o condiciones similares de operación con la misma distancia entre platos. La 9orre de platos per"orados es especialmente e"ecti&a en los casos que ha que mane)ar altos &ol'menes de líquido 0alta relación de re"lu)o! pues no tienen las copas de destilación que o"recen resistencia al "lu)o cruzado del liquido en el plato que resulta en una acumulación de líquido en la bande)a. Se usa mucho cuando se requiere una ba)a retención de líquido en la 9orre! una ba)a resistencia al "lu)o de &apor por las bande)as una alta e"iciencia! tal como en la destilación ba)o &acío. *stas características hacen la 9orre de platos per"orados ideal para mane)ar líquidos que tienen la tendencia a descomponerse cuando est%n expuestos al calor por largo tiempo. *ste tipo de 9orres se pueden construir para que "uncionen satis"actoriamente en los tama$os grandes donde las 9orres de relleno son mu ine"icientes. Fig. Nº3 "Corte Longit&din#! de &n# +orre de 1#nde#s" Otro tipo de bande)a que son popular es la de &%l&ulas de balastro! la cual se muestra en la "igura N8B. Sus &enta)as principales son:
i. na e"iciencia m%xima a ba)a carga! lo que resulta en una mínima cantidad de material "uera de grado producido durante el arranque de la 9orre. ii. ,lta e"iciencia cuando "unciona a una carga m%xima cerca del punto de inundación. iii. ,lta e"iciencia a cargas medianas. iv. La combinación de ba)a perdida de presión a tra&+s de ellas u alta e"iciencia en los sistemas de &acío resulta en una perdida de presión mu ba)a en estas 9orres. &.
Fig. Nº4 "1#nde# o P!#to de Desti!#i$n on /'!5&!#s +i-o 1#!!#stro6 Re-res# 7 1##nte" CAPI+ULO III CO8PONEN+ES DE LOS EQUIPOS 1. #OI4ON*N9*S <* LOS HORNOS.
,.
#,S=N3.
9ambi+n llamado manto o super"icie exterior del Horno! est% constituido por planchas de acero al carbono! por lo general ,S9I ,;5>@ de J( 0G!>6 mm de espesor est%n protegidas del medio ambiente por capas de pintura de aluminio con silicona! sin aplicación de antióxido! que soporta hasta 6778#. 9ambi+n son componentes del #asing las mirillas de obser&ación puertas de inspección que "acilitan la entrada del personal al interior del Horno. E.
3=,S K SO4OR9*S.
Las guías soportes! &arían su dise$o material de "abricación! dependiendo +stos del tipo del Horno al medio a que est%n expuestos durante su operación. *stos por lo general &an unidos al #asing. Su "unción principal es e&itar desplazamientos laterales por &ibraciones producidas por el paso del crudo a tra&+s del interior de los tubos. 9ienen un largo de >@7 mm un di%metro de ?7mm. Son de acero re"ractario ,5DB 3r H9. Sus propiedades mec%nicas son: 9racción B7.777 psi mínimo. 4to. /luencia ?7.777 psi mínimo. ,largamiento 17 A en 5(.
#,4, ,=SL,N9* K R*/R,#9,R=OS.
Los hornos est%n recubiertos en su parte interior por una capa aislante! que tiene como "unción e&itar la p+rdida de calor hacia el ambiente! proteger el casing tanto de la alta temperatura como de la corrosión que generan los gases de combustión al en"riarse. *n general! la aislación de un Horno est% constituida por una capa de pasta anti%cido adheridadealarcilla. casing!*stos una capa de lana pared de ladrillos ladrillos &anmineral su)etos alsobre casing+sta! poruna medio de ganchos est%n unidos entre sí por una pasta de mortero aislante especial! que a su &ez se utiliza en una capa super"icial que cubre la pared de ladrillos. *n la zona de los techos de las chimeneas! las capas son remplazadas por concreto re"ractario o por concreto aislante! que &a adosados al casing por un sistema di"erente de soportación. La humedad que permanece a'n despu+s de "raguado el Horno! es eliminada subiendo lentamente la temperatura! e&itando que se endurezca solo la parte super"icial de la pared m%s cercana a la "uente de calor! lo que impediría el paso de &apores a tra&+s de ella! presionando el ladrillo o el concreto que! al romperse! desprenderse o agrietarse! permitiría el paso de los gases de combustión! produciendo calentamiento locales en el casing. *n la actualidad! la pared de ladrillos aislante est% siendo reemplazada por seis capas de lana cer%mica de di"erente densidad! que soportan temperaturas hasta de >5778/ 01BG78# que est%n su)etas al casing
mediante clips met%licos! cuas temperaturas de traba)o oscilan entre 57778 5G778/ 017D>8 1?5B8#. *ste sistema permite una maor temperatura de traba)o su instalación es m%s simple r%pida. *n cuanto a los pisos de los Hornos! est%n adem%s recubiertos por una capa de ladrillos re"ractarios de este mismo material son los conos de radiación de los quemadores. *n la zona de con&ección existen algunas corridas de ladrillo sobresalientes de la pared! que sir&en para guiar el paso de los gases de combustión. <.
9EOS.
Los tubos de los Hornos son "abricados de acero al carbono o de aleaciones de acero con cromo o molibdeno. *n las secciones de con&ección se utilizan de pre"erencia los primeros! pero en las secciones de radiación son de aceros especiales! dado que el acero al carbono no resiste temperaturas próximas al ro)o &i&o 0G778# si que se produzca una reducción de su resistencia. 4or otra parte! los aceros especiales son resistentes a la corrosión! especialmente los aceros al cromo que! con la adición de un peque$o porcenta)e de molibdeno! pueden soportar temperaturas mu altas sin p+rdidas de sus propiedades mec%nicas. Los tubos son los portadores de la carga al horno! la que &iene de otras "uentes de calor que han aumentado su temperatura hasta cierto punto! para salir desde el Horno a la temperatura requerida. Los tubos de la zona de radiación absorben calor como raos de energía! pasando en línea directa desde la llamaF en la pantalla o techo de radiación reciben calor por radiación por con&ección! en tanto que en la zona de con&ección absorben calor! en su maor parte! de los gases de combustión calientes que "luen desde la ca)a de "uego hacia la chimenea. La resistencia mec%nica del metal de los tubos se reduce &iolentamente al exponer a los tubos a temperaturas extraordinariamente altas.
metalurgia de la aleta es la adecuada para el ni&el de temperatura que debe soportar. Se estima que el espaciamiento ideal entre aletas es una distancia igual a la altura de +stas! adoptando una con"iguración tal que posibilite un "%cil acceso del gas caliente a su super"icie. *ste me)oramiento de la trans"erencia de calor se debe adem%s a otro "actor! asociado m%s bien a la radiación que a la con&ección. Los extremos esteriores de las aletas entregan su calor al tubo por conducción! lo que requiere que la parte de la aleta m%s distante del tubo est+ a una temperatura maor que la super"icie a la cual est% unida. *n esta condición se produce radiación desde el extremo de la aleta a la super"icie del tubo en considerable cantidad! a pesar de la di"erencia de temperatura relati&amente peque$a. Si las aletas est%n m%s espaciadas! ha menos potencial de radiación porque el %rea para la recepción de la energía radiante est% restringida por el e"ecto de la sombra srcinada por las aletas. +#9!# Nº2 "Di*ension#*iento de !os +&9os" Num Ubicaci Díam Espe Mater Lar Superf Rango ero ón etro sor ial go icie de de Tubo s
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Secció n -*,
de
)on6ec ción
Sc& Ac. +, )arb ono /01 ,/*2 A3 -4 -+.,, *.,2, -,03 , 0* T 7r. $
*5/-E0
,,
Secció n 2
de
Sc& Ac. +, )arb ono /01, /*2 A3 -4 -,03
51
1.*+,
1/,1E0
,,
2+,
5.,
2E0
0*,
,/4E0
0*,
0* T "6ap )on6ec or# ción
10
7r. $
Secció n
Sc& +,
Ac. A3 113 0
de
/01 ,/*2 7r. 8
-4
"9 )r : )on6ec ción Secció n
0+
de
Radiaci ón
,/9 Mo# Sc& +,
Ac. A3 113 0
/01 ,/*2 7r. ++ +.*1, -*.,, 8 , "9 )r : ,/9 Mo#
*l excesi&o espaciamiento entre aletas impide! por otra parte! que +stas cumplan plenamente su ob)eti&o. ,l estar demasiado espaciadas tienden a "ormar sus propias %reas de turbulencia que estimulan el entrampamiento del material mineral aislante pro&eniente del quemado del combustible. 4or el contrario! cuando est%n demasiado )untas no se produce esta deposición de sólidos entre ellas porque se srcina una restricción del "lu)o de gases calientes a tra&+s de los espacios que separan una de otra! pero no absorben la cantidad de calor de dise$o en consecuencia! no constituen una adecuada "uente de recuperación de calor de los gases. *. 9*RIO#4L,S.
Las termocuplas &an soldadas a las paredes de los tubos! para poder controlar la temperatura del metal de los tubos! e&itando que se exceda la temperatura m%xima permisible. La termocupla esta constituida por dos alambres de di"erente metal! unidos en un extremo.
M*I,
n quemador es un dispositi&o construido en metal re"ractario que acepta cantidades especi"icas de aire combustible! mezcl%ndolos en la "orma m%s homog+nea posible! para permitir el quemado de este combustible mediante procesos químicos exot+rmicos estables. *l quemador es la principal "uente de energía para establecer condiciones satis"actorias del mo&imiento de los gases en un Horno. ,dem%s de suministrar energía inercial para este mo&imiento! el quemador debe tambi+n ser capaz de entregar una satis"actoria di"usión del calor a los gases! sin da$ar los tubos o las %reas de trans"erencia de calor. Su "unción es dar calor al producto que "lue por los tubos! en "orma uni"orme! a "in de obtener un per"il estable de temperatura.
4or otra parte! en cualquier sistema de combustión! la operación ser% m%s e"iciente cuando se usa una cantidad relati&amente grande de quemadores peque$os! en lugar de lo contrario. La capacidad de los quemadores para dispersar el calor a la atmós"era del Horno! ser% proporcional a la cantidad de quemadores utilizados. La combustión se produce cuando el combustible es mezclado con el aire es encendido. Las partes de admisión de aire en el quemador pueden serF un
registro de aire para el aire secundario! una puerta controlable que lo pro&ee de aire primario o medios regulables para la entrada de aire terciario. *n la industria del petróleo se usan principalmente dos tipos de quemadores! estos son: • •
Muemadores de /uel 3as. Muemadores combinados de /uel Oíl /uel 3as.
*n la actualidad! se ha incorporado como me)ora en los combustibles para los quemadores! casi en un 177 por ciento! el gas natural! con buenos resultados en los deterioros de estos mismos. 9odos los quemadores disponen de un piloto de /uel gas! que tiene por "unción mantener una llama constante a la salida del combustible del quemador para que! ante un e&entual corte de combustible! pueda ser reencendido inmediatamente no se acumule aquel en la c%mara de combustión! produciendo una mezcla explosi&a en ella. Los quemadores se encienden una &ez que ha sido encendido su piloto. 1. #OI4ON*N9*S <* L,S 9ORR*S. ,.
*L *,4OR,
La "unción del e&aporador es e&aporar el líquido que se quiere destilar de esta manera suministrar &apor calor al "ondo de la torre! los cuales se necesitan para e"ectuar la separación. *l e&aporador puede estar en el "ondo de la torre o puede ser un equipo di"erente de la torre! el cual est% conectado a la parte ba)a de la torre por medio de una línea para líquido una línea para &apores. *ste 'ltimo arreglo es el m%s com'n en la industria. ,l e&aporador se le llama calderín en una torre de destilación continua. E.
L,9ORR*.
La torre es el equipo en el cual se separan los componentes de la mezcla de líquidos. Las torres pueden ser de dos tipos: de bande)as de relleno. La torre de bande)as tiene una serie de platos! colocados uno sobre otro a iguales distancias. La torre de relleno est% llena de unas piezas peque$as de metal! de cer%mica o de pl%stico que se llaman empaque.
*l condensador es la tercera pieza en la torre de destilación. Su "unción es en"riar condensar los &apores que salen de la parte alta de la torre. *l líquido luego "lue al (acumulador de re"lu)o( que es un tanque donde se colecta el condensado para luego alimentarlo a la bomba de re"lu)o. *sta di&ide el condensado en dos partes! una que retorna a la parte alta de la torre para que ba)e por dentro de +sta condense las substancias menos &ol%tiles la otra que es el producto! al que se le llama (destilado(. <.
#OL*#9OR O E,N<*,S #H=I*N*,S.
*s un colector que utiliza toda la sección de la torre que permite el paso del &apor que asciende! mediante ele&adores o raiser. Se utilizan cuando se desea contaminación mínima en el producto de "ondo. #omparadas con doPncomer trapout! las bande)as chimenea pro&een tiempo de residencia adicional una me)or separación de líquido 2 &apor eliminan el problema de goteo de los arreglos con doPncomer trapout. *.
I,NHOL*S.
La entrada hacia el interior de una torre de destilación es &ía Ianhole. *stos son colocados en la columna! en "orma tal! cada uno sir&e de 17 bande)as. Los di%metros recomendables deque Ianhole &arían entre 1Gaa57 5? plg. #ada &ez que sea posible! deben orientarse en la misma dirección todos los Ianhole. 9ambi+n es pre"erible que todos los Ianhole en"renten el sistema de acceso principal hacia la columna. Los Ianhole alineados ocupar%n un segmento del total de la circun"erencia de la torre! el cual no debe ser ocupado por ninguna corrida de ca$erías. CAPI+ULO I/ CONDICIONES CAUSAN+ES DE DE+ERIORO O FALLA 1. ,S4*#9OS 3*N*R,L*S 4r%cticamente equipos deauna su"ren deterioro como resultadotodos de laslos condiciones quere"inería se &en expuestos. Ea)o condiciones normales este deterioro es usual! pero no siempre gradual. *sto generalmente ocurre como perdida de metal ocasionalmente como cambios estructurales o químicos en el metal que resultan sin perdida de material. #uando el equipo est% sometido a condiciones anormales el deterioro puede ser mucho m%s r%pido. Las condiciones anormales pueden resultar de operaciones mal e"ectuadas! causadas por e)emplo! por "allas de instrumentos! agua en lugares que est%n normalmente secos puede ser el resultado de incendios! terremotos o &ientos mu "uertes. Los equipos nue&os materiales comprados para ser usados en una re"inería son generalmente de acuerdo a especi"icaciones. *stas especi"icaciones tienen en cuenta las condiciones a las cuales los equipos operar%n son normalmente basadas en códigos est%ndares aceptados reconocidos.
Los equipos nue&os tambi+n son "abricados por la propia re"inería o contratistas. *l dise$o "abricación de esos equipos est%n! como regla! tambi+n basados en códigos est%ndares a aceptados. Siendo la primera "unción de cualquier inspector! asegurarse que el equipo est% libre para operar! es de la maor importancia reconocer estudiar las causa de las "allas. Los materiales nue&os equipos comprados o "abricados en la re"inería deben ser inspeccionados para determinar si cumplen o no con las 0est%ndares especi"icaciones si no lo est%n deben ser rechazados o aceptados seg'n criterio del inspector. Los equipos en operación deben tambi+n ser inspeccionados periódicamente para establecer una medida proporcional del desgaste del metal! a que esa &ariación determinar% la "recuencia de las inspecciones la predicción de la &ida 'til del equipo. #uando el deterioro no &a acompa$ado por p+rdida del metal! +sta "recuentemente se muestra como una grieta di"ícil de reparar con soldadura. *n estos casos un examen metal'rgico se requiere para determinar la causa exacta. 4ara desarrollar un plan0generalmente de inspecciónen para equipos operan a ele&adas temperaturas el rango de que B678;17778/ 0?778 ; 6?78#! dependiendo de las condiciones de operación aleación! debe ser considerado lo siguiente para e&aluar la &ida 'til restante: a.
compar%ndolas en "orma separada corrosión erosión! en general la p+rdida de metal tiene su tiempo. 4untuales in"ormes de dichas p+rdidas 0desgastes son mu rele&antes para los c%lculos de la &ida 'til de los equipos. La perdida de metal! por otra parte! no siempre es constante! pero est% en "unción de ciertas &ariables como sal sul"uro que contiene el petróleo crudo las temperaturas de operación. *s esencial! por lo tanto! que el inspector est+ siempre atento día a día de la operación de los equipos así! +l mantener sus in"ormes a inter&alos "recuentes. #uando un equipo es sometido a temperaturas m%s altas de las que "ue dise$ado! a menudo ocurren distorsiones debido a que los metales se hace blandos a altas temperaturas! esas distorsiones pueden resultar en una "alla en particular en los puntos de concentración de es"uerzos. Si la temperatura llega a ser excesi&a! tambi+n pueden ocurrir en los metales cambios químicos estructurales llegar a ser un equipo debilitado.
gal&%nica(. *ste tipo de ataque ocurre cuando dos metales distintos est%n en contacto en presencia de un medio electrolítico. La tendencia de los metales a corroerse depender% de sus di"erencias de potencial! que es la "uerza que impulsa la reacción de corrosión. ,dem%s! mientras maor sea la conducti&idad del medio! maor ser% la corrosión. *l maor desgaste de los metales en este tipo de zonas se debe tambi+n a la erosión producida por la discontinuidad de pared en estos sectores. 0la pared no es lisa. Otros tipos de corrosión son las llamadas (corrosión por agrietamiento( (corrosión por "atiga(. La corrosión por agrietamiento se de"ine como el agrietamiento o "isura del material ba)o los e"ectos combinados de los es"uerzos 0est%ticos! a los cuales est%n sometidos los elementos! de la corrosión. *ste tipo de corrosión no se percibe a simple &ista. *n la corrosión por "atiga! el material se agrieta ba)o la acción combinada de la corrosión de los es"uerzos cíclicos. 4or otro lado! los combustibles quemados en los hornos para calentar la carga! son una mezcla de "uel oilde "uel gas. #uando combustible tiene un alto contenido de azu"re! uno los productos de este combustión "ormados depositados en las super"icies exteriores de los tubos en la pared interior del casing! es el sul"ato de azu"re. *l sul"ato es ino"ensi&o durante los periodos de operación! pero cuando estos depósitos se de)an en"riar +ste se torna altamente higroscópico absorbe humedad del ambiente! produci+ndose %cido sul"'rico que ataca todo metal con el cual toma contacto. *sto es particularmente gra&e en las paredes de las cubiertas met%licas interiores de los equipos! las cuales se encuentran mas "rías que el resto del equipo! deposit%ndose el H5SO? pro&ocando gra&es da$os por corrosión. *sta corrosión es altamente localizada! por puntos 0pitting. *ste tipo de corrosión es mu destructi&o a que con una mínima perdida de material se pueden producir agu)eros por los cuales se producir%n escapes o in"iltraciones de productos no deseados. /a&orece este tipo de ataque! lugares en donde se puede depositar acumular el %cido 0hendiduras! reco&ecos! etc.. La 'nica manera segura de detectar +ste tipo de corrosión es mediante inspección &isual con radiogra"ías! e incluso para asegurarse! las super"icies inspeccionadas deben estar limpias. #uando el combustible tiene un alto contenido de &anadio! los metales con temperaturas en el rango de 15778/ ; 1?778/! est%n expuestos a un r%pido ataque del pentóxido de &anadio 05O6. *l 5O6 se deposita sobre las super"icies de metal caliente causa "undiciones derretimientos.
! aumenta en gran medida la • •
presión parcial del SO> en los gases del horno! acelerando la corrosión por el azu"re. , tra&+s del an%lisis químico! independiente de su so"isticación! no se puede predecir cuantitati&amente el grado de corrosión sin relacionarlos con los rangos de corrosión obtenidos en la re"inería misma la experiencia de los operadores. #on estos par%metros se podrían anticipar &alores de corrosión. 9ambi+n los metales su"ren de (corrosión intergranular(. *n esta corrosión! el ataque se concentra en los bordes de los limites de grano! extendi+ndose a tra&+s de ellos hasta inutilizar el material a"ectado! sin que haa una corrosión general apreciable. Los materiales m%s "recuentemente a"ectados son los aceros inoxidables austeníticos! las aleaciones de alto contenido de níquel aleaciones de aluminio. *n el caso de los aceros inoxidables austeníticos! parte del cromo se combina con el carbono para "ormar carburo de cromo! el cual es precipitado en los bordes de grano cuando la aleación se calienta o se en"ría en el rango de ?5B8# a @1@8#. La &elocidad grado de "ormación del carburo de cromo est%n en "unción del tiempo! temperatura contenido de carbono. .
Corrosi$n +i-o Herr&*9re
La &elocidad del "lu)o a tra&+s de los serpentines del horno o si se producen choques o golpes de "luido debido a los cambios de dirección! pueden causar erosión en los tubos "ittings! produci+ndose lo que se denomina herrumbre. *ste aumento excesi&o en la &elocidad puede ocurrir cuando la carga del horno es excesi&a. ,ctualmente! no existe un monitoreo de &elocidades en los serpentines. *l "luido debe tener una &elocidad tal que el r+gimen sea turbulento para lograr una optima trans"erencia de calor e&itar las coqui"icaciones. , medida que el "luido se &a calentando en su paso a tra&+s del horno! se &an desprendiendo &apores por su ebullición. *ste cambio de estado aumenta signi"icati&amente el &olumen de la sustancia que escurre! con el consiguiente aumento en la rapidez del "lu)o. La &elocidad de entrada &aria entre 7.D 5 m2s! la de salida llega a 57 m2s. Los tubos tambi+n su"ren erosión por su super"icie exterior. *sta es producida por un choque directo de las llamas sobre los tubos tambi+n por el roce mec%nico entre los tubos los soportes de estos. *ste roce se debe a las constantes &ariaciones en las dilataciones de los tubos debido a las &ariaciones de temperaturas. La erosión pro&ocada por la humedad ambiental en los ladrillos concretos ubicados en el exterior del horno pueden pro&ocar que a la larga la humedad atmos"+rica ingrese al horno pro&ocando
agrietamientos! desmoronamientos! etc.! en los re"ractarios aislación interna! adem%s que aumenta la "ormación de %cido sul"'rico! sobre todo cuando el horno se encuentra detenido por alguna razón. 2.
Corrosi$n 1#o E! Ais!#*iento
Las inspecciones exteriores de los sistemas de tuberías aislados deben incluir una re&isión de la totalidad del con)unto como sistema de aislamiento por condiciones que podrían lle&ar a la corrosión ba)o el aislamiento 0#= por los continuos signos de #= 0#orrosión nder =nsulation. Los orígenes de la humedad pueden abarcar la llu&ia! "iltraciones de agua! condensación! e inundación de los sistemas. Las "ormas m%s comunes de #= est%n localizadas en la corrosión de aceros al carbono en la corrosión de cloruro que genera tensión agrietando los aceros inoxidables austeníticos. ,quí se proporcionan las pautas identi"icando las potenciales %reas de #= para la inspección. La magnitud de un programa de inspección del #= puede &ariar! dependiendo de las situaciones clim%ticas locales! las zonas marítimas pueden requerir un programa mu acti&oF considerando que las zonas mediterr%neas son m%s secas "rescas! estas pueden no necesitar un programa mu extenso. •
Siste*#s de +&9er0#s Ais!#dos S&se-ti9!e # CUI.
#iertas %reas tipos de sistemas de tuberías son potencialmente m%s susceptibles a #=! incluendo lo siguiente: a. *l rea expuesta a la llo&izna del o&erspra de las torres de re"rigeración. b. *l rea expuesta a la emisión de escapes de &apores. c. *l rea expuesta a la inundación de los sistemas. d. Las reas su)etas a los derramamientos del proceso! ingreso de humedad los &apores o gases %cidos. e. Los sistemas de tubería de acero al #arbono! incluendo aqu+llas aisladas para protección del personal! operando entre 568/;5678/ 0; ?8#1578#. #= es particularmente agresi&o donde se operan a estas temperaturas que causan la condensación "recuente continua o ree&aporación de la humedad atmos"+rica. ". Los sistemas de tubería de acero al #arbono que normalmente operan en ser&icio sobre los 5678/ 01578# pero est%n en el ser&icio intermitentemente. g. 4er"iles uniones que sobresalen de las tuberías aisladas operan a una temperatura di"erente que la temperatura de operación de la línea acti&a. h. Los sistemas de tuberías de aceros inoxidables austeníticos que operan entre 1678/;?778/ 0G68# ; 57?8#. 0*stos sistemas son susceptibles a las grietas de corrosión de cloruro por tensión. i. Sistemas de tuberías ibrantes que tienen la tendencia de pro&ocar da$o al encamisado de aislamiento proporcionando un camino al ingreso del agua.
). Los sistemas de tuberías del trazado de &apor que puedan experimentar goteras en el trazado! especialmente en las uniones de tubos ba)o el aislamiento. -. Los sistemas de tuberías con deterioró en el re&estimiento 2o en&olturas. ; Situaciones #omunes en los Sistemas de 9uberías Susceptibles a #=. Las %reas de los sistemas de tuberías nombrados en el ítem anterior! pueden tener situaciones especí"icas dentro de ellos! que lo hacen m%s susceptible a #=! incluendo los siguientes: a. 9oda las penetraciones o brechas en los sistemas de encamisado de aislamiento! como: 1. 4er"iles 0las aberturas! desagTes! otros artículos similares. 5. Soporte de la ca$ería otros apoos. >. Las &%l&ulas uniones 0super"icie con aislamiento irregular. ?. ,pernado del pedestal de la ca$ería. 6. 9razado de &apor que entuba las penetraciones. b. La terminación del aislamiento en los "langes otros componentes de las ca$erías. c.
F#!!# P or F #tig# D e C orrosi$n
/atiga por corrosión es el t+rmino que se usa para describir el "enómeno de agrietaduras! incluendo la iniciación propagación! en materiales ba)o las acciones combinadas de "luctuaciones! como "uerzas cíclicas en un ambiente corrosi&o. *s reconocido que los da$os de "atiga por corrosión! dependen principalmente de la interacción entre cargas metal'rgicas los par%metros ambientales. n ambiente agresi&o usualmente tiene un e"ecto noci&o en la &ida de los materiales! produciendo da$os en ciclos de pocas "uerzas! que los que podrían necesitarse en un ambiente inerte. *s importante tener presente que la "atiga por corrosión in&olucra la acción de combinar las "uerzas cíclicas con las reacciones que se producir%n durante estos espacios de tiempo! por e)emplo! en super"icies de metal desnudos expuestos en un %rea con "atiga. La "atiga por corrosión no se &e necesariamente comprometida! si las "uerzas cíclicas las expuestas en ambientes corrosi&os son continuas o alternas. *n los procesos microscópicos es donde se aprecia el inicio de grietas por "atiga! generada por la presencia de una substancia química agresi&a la que produce el crecimiento de las grietas. ,un no se conoce por qu+ ocurre! pero los datos macroscópicos demuestran estos e"ectos. *n la "atiga por corrosión la magnitud de la carga cíclica el n'mero de &eces que es aplicada no son solamente los 'nicos par%metros de carga crítica. *l tiempo que depende del e"ecto del medio son tambi+n de gran importancia. Las grietas de "atiga por corrosión son siempre iniciadas en la super"icie! a menos que ba)o la super"icie se encuentren de"ectos que act'an como puntos de concentración de "uerzas que "acilitan la iniciación de grietas en la super"icie. Las características de la super"icie &aria seg'n la aleación el ambiente especí"ico. *n aceros al carbono las grietas a menudo srcinan per"oraciones hemis"+ricas que presentan gran cantidad de corrosión. Las grietas son transgranulares pueden exhibir una peque$a cantidad de grietas similares a un rama)e. La auda del medioambiente en el crecimiento de grietas por "atiga en los metales! es un "enómeno comple)o es in"luenciada por cargas metal'rgicas &ariables ambientales. *n una aleación dada! adem%s de los e"ectos mencionados! la proporción o razón del crecimiento de la grieta pueden cambiar en gran magnitud con las &ariaciones de los par%metros de carga! tales como carga est%tica! rangos de intensidad la "orma "recuencia de la onda de carga. La &ida 'til de un equipo o estructura es a menudo determinada por el n'mero de ciclos de carga que se requieren para que la grieta crezca a un tama$o crítico para que ocurra la "ractura. *n ambientes no agresi&os! la "recuencia cíclica generalmente tiene poco e"ecto en los comportamientos de la "atiga. 4or otro lado! en ambientes agresi&os! la carga por "atiga es "uertemente dependiente de la "recuencia. ,l obser&ar una dependencia de "atiga por es"uerzos o "atiga de &ida por la "recuencia! esta es a menudo considerada como un mecanismo de "alla. *l tratamiento t+rmico que altera la microestructura la distribución de aleaciones elementos con impurezas! puede in"luenciar signi"icati&amente el comportamiento de la "atiga por corrosión. ,lgunas &eces el srcen de la grieta es relacionado m%s a una microestructura heterog+nea que a una distribución de tensión.
1. OC=<,#=QN K <*S#,S#,R,I=*N9O La oxidación el descascaramiento a los cuales nos re"erimos ocurren por el exterior de los tubos puede ser una condición localizada o estar a lo largo de todos los tubos del horno. La oxidación el descascaramiento es el resultado de un sobrecalentamiento del horno 0)unto con la suciedad de los tubos debido a los productos de combustión la presencia de oxígeno! que lle&a a un aumento de temperatura de metales a ni&eles tales que la oxidación ocurre. *l oxido "orma una capa o cascara protectora de hematita magnetita mu dura sobre el tubo lo protege impidiendo que la oxidación contin'e. ariaciones en la temperatura del metal pro&ocan de"ormaciones del material hacen que esta cascara se rompa se desprenda produci+ndose un descascaramiento del tubo de)ando nue&amente una super"icie limpia a la &ista en la cual comienza nue&amente el proceso de oxidación. *ste descascaramiento continuo produce una disminución del espesor de pared de los tubos. #iertos elementos de aleación 0#r! Si! ,l! aumentan resistencia a la oxidación hasta aproximadamente G778# de ahí! a la maores temperaturas se necesitara una aleación con maor porcenta)e de #r para resistir me)or la oxidación. Los da$os producidos por la oxidación exterior de la carcaza del horno! se deben principalmente a las condiciones clim%ticas de los gases industriales presentes en el ambiente. *n un ambiente h'medo! la oxidación de la super"icie es maor! sobre todo si se encuentra sin pintar. 5. <*/ORI,#=ON*S *N 9EOS Los tubos se de"orman debido a una disminución en su resistencia estructural causado por una desigual temperatura de metales largo del tubo. Los hundimientos abolladuras se localizan dea lo pre"erencia a la altura de los soportes. *sta disminución de la resistencia de los metales por las altas temperaturas es"uerzos por largos periodos de tiempo pueden causar en los tubos! de"ormaciones localizadas o creep. La "alla por creep puede pre&enirse usando &alores de es"uerzos basados en las propiedades de los metales a altas temperaturas. *l creep se produce cuando ha sobrecalentamiento localizado! aumentando la temperatura del metal sobre un %rea especi"ica! en la cual el tubo no puede resistir los es"uerzos por estar sometido a presión. >. #,IE=OS I=#RO*S9R#9R,L*S ,ceros expuestos a altas temperaturas cargados por largos periodos de tiempo su"ren cambios metal'rgicos. *stos cambios pueden producir e"ectos tales como carburización! descarburización! crecimientos de granos agrietamientos por los es"uerzos.
9odos estos "enómenos lle&an a una reducción general de las propiedades mec%nicas 0resistencia al es"uerzo! ductilidad! etc. que podrían e&entualmente lle&ar a una "alla total del material. ,lgunos materiales! tales como acero con 6A #r 7!6A Io con "ós"oro otros elementos sobre 7!716A! pueden ser a"ectados por endurecimiento por precipitación despu+s de un largo período de tiempo expuestos a altas temperaturas del horno. *l resultado son micro"isuras por p+rdida de ductilidad de tensiones de"ormación el%stica se "ragiliza. ,dem%s la capacidad presencia de debido a las0el material &ariaciones de temperatura )unto con la "ragilización del material! audan al crecimiento de las micro"isuras srcinando grietas macroscópicas que se trans"orman en roturas. 9odo esto sucede cuando los elementos antes nombrados 0#r! Io! etc.! se precipitan a los limites de grano despu+s de m%s o menos un a$o expuestos a temperaturas de >778# ; G778#. 4ara temperaturas de aproximadamente 1678# a se puede encontrar un d+bil agrietamiento del metal. La precipitación de carburo se produce en los límites de grano que impiden la "luencia de los granos entre sí! luego! se producen grietas intercristalinas. *l "enómeno de carburización no es mu importante en los hornos de 9opping &acío debido a que los rangos de temperaturas en los que traba)an no son mu altos. ?. #OM*! #ON<=#=ON*S <*L /*3O K *LO#=<,< <* L, #,R3,. ,lgunos tipos de (cargas( tienen la tendencia a descomponerse producir depósitos de coque o sales en las paredes interiores. *stos depósitos! aunque no son causa directa del deterioro! pueden tener una gran in"luencia en la temperatura del metal pueden por lo tanto! causar deterioro secundario. La remoción de estos depósitos puede causar erosión. ,l "ormarse coque! no solo se di"iculta el "lu)o la capacidad del equipo! sino que tambi+n disminue la transmisión de calor! por la condición relati&amente aislante del coque! considerando que se controla una temperatura de salida en cada serpentín 0coil! se obtiene una disminución de la e"iciencia. *sto se traduce en un aumento del calor aportado al horno de las temperaturas de metal en las caras expuestas a la radiación. ,l aumentar la temperatura de metales! la resistencia de ellos disminue. Las temperaturas no deben exceder de ciertos &alores m%ximos que dependen de la presión de traba)o de la naturaleza del metal de los tubos. Si la &elocidad del "luido por los tubos es mu ba)a! se puede producir recalentamientos locales "ormación de coque.
La temperatura del metal de los tubos puede &ariar a lo largo de estos de un tubo a otro dependiendo de la ubicación del tubo dentro del horno. na de las causas de esto son las condiciones inadecuadas de "uego del horno! es decir! mal control de la "orma tama$o de las llamas. Si el control es malo! las llamas podrían estar chocando en los tubos directamente lo cual pro&oca recalentamientos 0con la consiguiente "ormación de coque! una r%pidalocalizados oxidación )unto con cambios metal'rgicos 0microestructurales erosión. #uando debido a las malas condiciones de "uego parte del combustible no se quema en el horno! este puede su"rir su ignición en la chimenea o en el hogar! pro&ocando explosiones las cuales da$an gra&emente la mampostería aislación la cual debe ser inspeccionada a la bre&edad. *n hornos cua carga es superior a 5677 mV! como es el caso de los hornos de 9opping acío! el "lu)o se di&ide en &arios serpentines paralelos para mantener las p+rdidas de carga en ni&eles aceptables. *sta di&isión tiene el incon&eniente que si la resistencia al escurrimiento en un ramal es maor que en otro! la &elocidad ser% menor en aqu+l. Si la &elocidad llega a ser mu ba)a! se puede producir recalentamientos locales "ormación de coque! lo cual aumenta la resistencia al escurrimiento por ese ramal haciendo que la &elocidad sea menor agra&%ndose así el problema. 6. #R**4! S#=*<,< <*L #OIES9=EL* K I,L, ,9OI=U,#=QN. *l creep o termo"luencia! como se explico! es un "enómeno por el cual se produce de"ormación inel%stica en "unción del tiempo! para tensiones constantes aplicadas en materiales que se encuentran a determinadas temperaturas. Los tubos "ittings de los serpentines su"ren da$o por creep dado que por ellos circula el crudo a altas temperaturas presiones. *l creep en los tubos! para cada tipo de material! comienza a ocurrir a determinada temperatura 0para cierta presión de operación. *l creep es la causa de la ruptura de tubos despu+s de un largo período de operación. na presión excesi&a puede causar un r%pido creep del metal resultando en pandeos! agrietamientos roturas. Los pasadores de los soportes de los serpentines se pandean debido al creep al estar sometido a altas temperaturas a tensión constante. Las materias minerales que son típicas de los aceites residuales utilizados como combustibles de los hornos! son inherentes de los hidrocarburos. Mue no es posible extraerlos a tra&+s del desalado del crudo! procedimiento utilizado en la re"inería para la eliminación del sodio! calcio! magnesio sales de hierro! presentes en la soluciones salinas emulsi"icadas existentes. ,l quemar todos estos elementos es lógico que los quemadores se ensucien. , pesar de que se lle&an registros de la (suciedad( del combustible en la "orma de un porcenta)e!
este &aría tanto en el tiempo! que no se puede predecir el grado de ensuciamiento de los quemadores a tra&+s de ese numero. La mala atomización se produce cuando no son correctos los porcenta)es de &apor combustibles! o cuando el &apor de atomización no tiene la presión temperaturas necesarias para atomizar el combustible. *sta es una "alla del operador del horno es mu ocasional pero! cuando sucede! ensucia de tal "orma el quemador! que este debe ser retirado limpiado. La mezcla quemada en los hornos! contiene &apor combustible 0"uel oil "uel gas! los cuales son atomizados al interior del hogar. 8.
,9,M* 4OR H=
*s un mecanismo de da$o asociado a los aceros al carbono de ba)a aleación cuando est%n expuestos en ambientes con hidrógeno a temperaturas del orden de 5578#. #on el hidrógeno a maores presiones temperaturas aumenta la "actibilidad que el hidrógeno atómico penetre en la estructura del metal reaccionando con el carburo de "ierro otros! dando como resultado metano seg'n la siguiente reacción. 5H5W/e>#→#H?W>/eX , temperaturas sobre los 5578# comienza la descarburización! desapareciendo la perlita! el hidrógeno ataca al /e># 0libre W perlita a temperaturas menores de 5578# sólo ataca el /e># de la perlita. *l gas metano resultante no se disuel&e en el "ierro por el contrario! nuclea como burbu)a cerca de los carburos! luego en la medida que aumenta la presión interna! se "orman huecos grietas. Los de"ectos generados reducen la resistencia ductilidad de los aceros. *l ataque por hidrógeno es b%sicamente una reacción por descarburización! que degrada las propiedades del material a las temperaturas de operación. *l ataque por hidrógeno en los aceros al carbono puede llegar al "isuramiento! en cambio en los aceros aleados con carburos estables de #romo! anadio! Niobio Iolibdeno la susceptibilidad al expuesto "isuramiento es menor. *l acero 1Io su"re descarburización cuando est% a altas temperaturas 5J#r; presiones de hidrógeno! pero es menos "actible que s+ "isure. *l ataque por hidrógeno puede ser super"icial o en el interior! pro&ocando en ambos casos descarburización. La super"icie descarburada se caracteriza por un contenido de carbono menor que debiera ser m%s d'ctil pero! sin embargo! es d+bil blando. La susceptibilidad al ataque por hidrógeno en los aceros "erríticos puede ser estimada con las (cur&as de Nelson(! las cuales indican la región de temperatura presión en la cual un acero especí"ico puede su"rir el ataque.
Fig. Nº: "C&r5# de Ne!son -#r# *#teri#!es de Cr;8o" La "igura N8@ muestra la cur&a de Nelson donde se indica los límites de operación para distintos materiales de #r;Io. La línea continua 0YYY corresponde al límite del ataque por hidrógeno! la línea segmentada 0;;;;; indica el límite de descarburizaciónF 0este 'ltimo "enómeno puede ser importante en piezas que soportan "atiga por cuanto! la descarburización reduce la resistencia a la "atiga! dependiendo de la magnitud de los ciclos. *l da$o en los aceros es precedido por un período llamado tiempo de incubación! durante el cual los cambios en las propiedades no son detectados con los ensaos rutinarios.
ariables del medio ambiente 0presión! temperatura es"uerzos. ariables del material 0contenido de aleantes! impurezas! tratamientos
t+rmicos! tama$o de grano! traba)ado en "río. La reacción "ormada de metano dada por la ecuación general 5H5W# ↔#H? es exot+rmica! donde la presión de equilibrio del metano crece con la presión de hidrógeno con la temperatura. Los es"uerzos causan el deslizamiento de los límites de granos que producen lugares como concentración de es"uerzos que "a&orecen la nucleación de burbu)as de metano. La presencia de carburos estables de aleantes microaleantes aumenta la resistencia del acero "rente al ataque por hidrógeno que se explica por las siguientes razones. •
*l e"ecto del tratamiento t+rmico sobre la susceptibilidad al ataque por hidrógeno se puede resumir en: • La estructura de normalizado re&enido resiste me)or que la estructura de temple re&enido siempre que la temperatura de austenización sea in"erior a 17778#! lo cual se atribue al menor tama$o de grano me)or distribución naturaleza de los carburos. • 9ratamientos t+rmicos prolongados de postsoldadura "a&orecen la precipitación "ormación de carburos m%s estables. La presencia de menores concentraciones de impurezas "a&orece la resistencia al ataque por hidrógeno puesto que se reducen los lugares de nucleación de de"ectos! grietas burbu)as de metano. .
D#
*l da$o por hidrógeno se presenta en todos los equipos "abricados en base a aleaciones "errosas de microestructura "errítica pues es la "errita el microconstituente m%s sensible al hidrógeno. La presencia de hidrógeno en los aceros a"ecta la resistencia m%xima! la ductilidad lamec%nicas tenacidad.de*n la "igura N8D se cuando muestraest%n la &ariación de las propiedades aceros di"erentes! expuestos a temperaturas presión de hidrógeno de >7 Ipa durante >G7 horas. 016 días *l da$o por hidrógeno inclue di"erentes "enómenos donde se puede mencionar: La "ragilidad! el ataque el ampollamiento por hidrógeno.
Se ha demostrado que los carburos I># como cementita /e># otros son menos estables a la presencia de hidrógeno! que los carburos aleados del tipo I5#! IB#>! I5>#G IG#. *n la "igura N817 se muestra el rango de temperatura donde son estables los di"erentes carburos. Fig. Nº> "/#ri#i$n de -ro-ied#des *e'ni#s"
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Fig.Nº? "R#ngos de te*-er#t&r# -#r# !os #r9&ros" /ragilidad por hidrógeno.
*ste mecanismo de da$o se presenta a temperaturas menores de ?678# siendo re&ersible minimizable! por cuanto se puede reducir mediante ciclos de en"riamientos calentamientos adecuados. *s un da$o que a di"erencia del ataque! reduce la tenacidad del acero a ba)as temperaturas e impone restricciones en las etapas de partida parada de los procesos. *n equipos de hidrogeneración que operan a 6?78# se produce la absorción de hidrógeno en el acero. Luego si son en"riados con una &elocidad su"icientemente lenta! in"erior a ?78#2hr sin detenciones! entonces se produce la di"usión del hidrógeno a la super"icie! minimizando así la "ragilidad. *n general! los ciclos de paradas 0en"riamientos escalonados permiten restaurar la ductilidad de los aceros eliminando el hidrógeno atrapado por di"usión. Los aceros aleaciones con maores resistencias mec%nicas son m%s susceptibles a la "ragilidad por hidrógeno! la martensita no re&enida! los carburos laminares de /e># son entre otros los m%s susceptibles al agrietamiento por hidrógeno. Luego! en aceros al carbono aleados la dureza que condiciona la resistencia! se restringe a un m%ximo de 55 HRc cuando traba)an en ambientes hidrogenados. •
,mpollamiento por hidrógeno. *s un mecanismo que in&olucra el da$o por hidrógeno en aceros no endurecidos expuestos a temperaturas ambiente cercana a ella. 0menores de ?678# *l hidrógeno atómico que penetra en el acero "orma hidrógeno molecular se concentra en zonas de"ectuosas como son concentraciones de inclusiones alargadas límites de grano con inclusiones. Los componentes de aceros expuestos a ambientes %cidos corrosi&os "a&orecen la la concentración de hidrógeno el interior del acero! luego al aumentar presión interna se producehacia la "isura o ampollamiento en las zonas con maores inhomogeneidades.
•
*l metano atrapado puede detectarse medirse despu+s de "racturar una muestra en una c%mara de &acío. n ensao simple consiste en doblar desdoblar a temperatura ambiente una muestra. La ductilidad normal de un acero de ba)o carbono permite doblar la muestra plana en un %ngulo de 1@78 sin "racturarse. *n cambio las probetas con da$o por hidrógeno se "racturan para %ngulos menores a 1@78. Las cur&as de Nelson son cur&as basadas en in"ormación experimental e industrial que de"inen el límite con"iable de operación en "unción de presión de hidrógeno temperatura. *l conocimiento uso adecuado de estas cur&as permite determinar la magnitud del da$o por hidrógeno. CAPI+ULO / CONSECUENCIAS DEL DE+ERIORO O FALLA 1. ,<*L3,U,I=*N9O. La disminución del espesor de paredes en torres hornos! especialmente en los tubos de los hornos! es critica! a que la consecuencia m%s probable! si no es detectado a tiempo! es la rotura. *l que un tubo se rompa se considera como una "alla catastró"ica el horno deber% ser detenido de inmediato! a que el crudo que circula por los serpentines es combustible se produciría un incendio de gran en&ergadura. Las causas del adelgazamiento son principalmente corrosión! oxidación erosión. La disminución del espesor de pared de los tubos debe buscarse de pre"erencia en los extremos de los tubos en las caras expuestas directamente a las llamas. 9ambi+n los mantos casing su"ren adelgazamiento! por lado interior especialmente deben detectarse con m+todos deelradiogra"ía! inspección &isual ultrasonido. 5. #ONS*#*N#=,S <* L, 9*I4*R,9R,. La din%mica del "uncionamiento de los hornos los obliga a estar sometidos a altas temperaturas! para así! lograr una adecuada destilación en las torres.
cambios metal'rgicos microestructurales! aceleración de la corrosión! etc. 4ero no tan solo las altas temperaturas a"ectan a los metales! sino tambi+n las ba)as. 78/! ocurre la "ragilización el ampollamiento. n e)emplo sería una tubería que contiene crudo de %cido mixto con la salmuera. La "ragilización! causada por laelin"iltración de hidrógeno el metal! reduce la ductilidad del metal es"uerzo tensor. Ka sea en ele&ando o disminuendo la temperatura! la tensión aumentar% la solubilidad del hidrógeno. Los resultados abrasadores de la in"iltración del hidrógeno que normalmente crea un aumento de la presión de hidrógeno molecular que no puede dispersar en un metal! se concentran en las laminaciones! inclusiones! n'cleos "orma granos en los límites. 9al concentración puede producir la de"ormación local ! la destrucción total de una pared del equipo. Los aceros inoxidables austeníticos son esencialmente inmunes al da$o de hidrógeno. Sin embargo! ba)o el traba)o del "río se&ero! los austeníticos pueden trans"ormarse en martensita ponerse susceptibles al da$o. Seme)ante condición puede descubrirse debido a que el acero est% adquiriendo un alto grado de magnetismo. >. <*S4R*N<=I=*N9O K #,Z<,. #uando se desprende parte de la aislación mampostería de las paredes! la cubierta exterior del horno 0casing queda expuesta a maores temperaturas! a golpes de llama a la acción directa del azu"re! oxigeno &anadio presente en los humos. *sto hace que la &ida 'til del trozo de metal expuesto sea mu in"erior a lo presupuestado debiendo detenerse el horno para remplazar la parte a"ectada. ,dem%s este desprendimiento aumenta las p+rdidas de calor al ambiente con el consecuente aumento en el consumo de combustible para calentar la misma carga de crudo. *l desprendimiento caída de las bande)as en las torres pro&ocadas por el "lu)o de &apor liquido ascendente descendente! m%s la corrosión acumulada por la condensación de agentes agresi&os! tiene como resultado una disminución de la e"iciencia del equipo da$os en las bande)as in"eriores a la desprendida. ?. 4*R<=<, <* 4RO4=*<,<*S I*#N=#,S. *ste "enómeno es especialmente notorio en los tubos de los serpentines. *l que un material pierda sus propiedades mec%nicas signi"ica que disminuen los &alores de resistencia a es"uerzos 0de ruptura "luencia disminue la ductilidad del material debido principalmente a la carburización al crecimiento de granos lo cual hace que el material se torne "r%gil. *sto signi"ica que es m%s "%cil que los tubos! por e)emplo! se rompan ante cambios bruscos de presión 2o temperaturas propios de la din%mica de
operación del horno. La disminución de propiedades mec%nicas se puede medir a tra&+s de ensaos mec%nicos para calcular la resiliencia 0capacidad para absorber energía en "orma de impactos del material! es"uerzos por unidad de %rea de"ormación. 6. #,IE=OS /ZS=#OS K I*9,L[R3=#OS. 9odos los metales aleaciones est%n expuestos a su"rir cambios a ele&adas temperaturas o por e"ecto de otro tipo de "allas. *stos cambios pueden ser clasi"icados en dos amplias categorías: cambios estructurales cambios químicos. Ietales aleaciones est%n compuestos de uno o m%s tipos de peque$os cristales! a menudo llamados (granos.( *l cambio estructural se re"iere a cualquier cambio que ocurre en el cristal o grano. . •
C#*9ios estr&t&r#!es.
#recimiento de granos: *n general! mientrastensor m%s peque$o el tama$o grano endeunruptura. metal o aleación! el es"uerzo es maor menor del el es"uerzo 4or consiguiente! se producen me)ores metales con un tama$o de grano adecuado ba)o las condiciones de operación en que ser%n usados! cualquier cambio en este tama$o es per)udicial. #uando los aceros "erríticos est%n calentados sobre una cierta temperatura 01>678/ para los aceros blandos! ocurre el crecimiento de grano esto lle&a a ba)ar en general el es"uerzo tensor. 4or esta razón! cualquier equipo de aceros blandos que ha estado calentado sobre 1>678/ durante alg'n tiempo! por e)emplo! en un "uego! puede tener un tama$o de grano aumentado! el resultado ser% que la "uerza srcinal de la parte pueda haber disminuido el "actor srcinal de seguridad reducido. Los aceros austeníticos aceros de aleación de níquel;cromo su"ren crecimientos de granos cuando es calentado sobre aproximadamente 1G778/. La temperatura exacta requerida depende de la pr%ctica industrial usada al hacer el acero! puede ser ligeramente ba)o o considerablemente superior que 1G778/. *l e"ecto del tiempo temperatura en el crecimiento de los granos es similar a los aceros "erríticos.
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3ra"itización: #ierto aceros "erríticos! cuando operan por largos periodos de tiempo en el rango de @568/ a 1?778/! pueden su"rir cambios de tipo estructural llamados (3ra"itización(. *l carburo de cementita que dan los aceros "erríticos desestabiliza los es"uerzos internos! en estos rangos de temperatura! puede descomponerse en cristales de hierro 0la "errita en nódulos de gra"ito 0el carbono. *sta descomposición es conocida como la gra"itización.
Remplazando la dureza del carburo! con d+biles gra"itos aceros sua&es que ba)an las "uerzas en los aceros. Otros "enómenos que in"luen en los cambios "ísicos o estructurales son por e)emplo! la (dureza(! pro&ocada cuando los aceros "erríticos se calientan sobre 1>678/! comienza a "ormarse la austenita! solución de hierro carbono. ,l en"riarse lentamente! la austenita se trans"orma nue&amente en "errita cementita! pero si el acero es en"riado r%pidamente! la martensita! en lugar de la "errita cementita! es creada. La martensita es extremadamente dura es esta substancia la que pro&oca la dureza. La (precipitación de carburos( es otro de los "enómenos que les ocurre a los aceros inoxidables austeníticos! se cree que es la precipitación de un carburo de cromo comple)o que se alo)a en los limites de granos. *sto tiene lugar cuando los aceros austeníticos son calentados en el rango de B678/ a 1G678/. 2.
C#*9ios =&0*ios *et#!@rgios.
*l cambio químico se re"iere a un cambio en la composición química de un metal como opuesto a un cambio estrictamente estructural o cambio de "ase. No siempre puede disociarse los cambios químicos de los cambios estructurales porque los cambios de composición química pueden producir completamente nue&as estructuras! acompa$ados de cambios en las propiedades. Sometido a las altas temperaturas! los elementos compuestos químicos tienen poco o ning'n e"ecto en los metales aleaciones! pero a temperaturas atmos"+ricas pueden ponerse sumamente destructi&os! produciendo agrietamientos se&eros! desintegración! "ragilización o debilitamiento en los materiales. •
La #arburización: Se llama carburización a la di"usión de carbono sólido en el acero elemental en contacto con un material carboní"ero 0como es el petróleo procesado a altas temperaturas. *l resultado de seme)ante aumento del carbono es la tendencia al endurecimiento de los aceros "erríticos! de esta "orma! si un acero carburizado se en"ría despu+s de estar sometido un largo periodo de tiempo a las altas temperaturas! es probable que ocurra el endurecimiento del material esto de cómo resultado una "isura. La carburización depende de la proporción de di"usión de carbono en un metal elemental aumenta r%pidamente con los aumentos de temperaturas. ,lgunos de los hidrocarburos saturados pueden acelerar este proceso. La carburización se encuentra a menudo donde est% presente el co-e! sin embargo! cuando en los tubos del horno se presenta el co-e! aumenta la temperatura del metal. 4or esta razón! es di"ícil determinar si la presencia del co-e o las temperaturas altas del metal lle&an a la carburización. Los aceros austeníticos parecen ser m%s resistentes a la carburización.
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La descarburización puede de"inirse como la p+rdida de carbono de la super"icie de una aleación "errosa como resultado de calentar el material en un medio que reacciona con el carbono. La descarburización es normalmente el resultado de la oxidación a altas temperaturas. #uando el carbono est% ale)ado de la super"icie de un acero! la capa de esta super"icie se con&ierte en hierro! que trae como resultado una considerable ba)a del es"uerzo tensor! dureza es"uerzo de "atiga. La apariencia la capadedescarburizada normalmente no es tansuseria a menos que de el e"ecto la "atiga est+ presente. Sin embargo! ocurrencia operando el equipo es e&idencia de que el acero se ha sobre calentado! adem%s de otros e"ectos que pueden estar presentes. La descarburización sólo puede encontrarse a tra&+s de ex%menes metal'rgicos. 4ara los propósitos pr%cticos! la descarburización est% limitada en el ser&icio de la re"inería a los aceros "erríticos. CAPI+ULO /I 8AN+ENCIN DE LOS EQUIPOS 1. 9Q4=#OS 3*N*R,L*S <* I,N9*N#=QN. *n general el mantenimiento se presenta ba)o tres situaciones: • *)ecución sin planeamiento sin control 0periodo de 1D1? a 1D>7. • *)ecución con planeamiento sin control 0periodo de 1D>7 a 1D67. • *)ecución con planeamiento con control 0de 1D67 en adelante. *stas situaciones e&oluti&as se caracterizan por la reducción de costos aumento de "iabilidad disponibilidad de los equipos. .
O9eti5os de! *#nteni*iento.
*l dise$o e implementación de cualquier sistema organizati&o posterior in"ormatización debe siempre tener presente que est% al ser&icio de unos ob)eti&os determinados. #ualquier so"isticación del sistema debe ser complementada conob)eti&os gran prudencia en e&itar! precisamente! de que se enmascaren dichos o se di"iculte su consecución. *n el caso del mantenimiento su organización debe estar encaminada a la permanente consecución de los siguientes ob)eti&os: • Optimización de la disponibilidad del equipo producti&o. •
que se dise$a para garantizar la maor disponibilidad del equipo e instalaciones! prolongar la &ida 'til de los acti&os de capital reducir los costos. *ste traba)o abarca inspección! limpieza! reemplazo reparación 0de "allas menores. Se programa por a$o 0anual para realizar en inter&alos planeados regulares 0periodicidad! "recuencia. La I4 es la inspección periódica de los equipos de la planta sus "uentes de alimentación! para localizar los problemas potenciales desarrollados pre&io a una "alla declarada de esta manera! e)ecutar una mantención correcti&a mientras el problema est% en su "ase menor. *l ob)eti&o de las inspecciones de mantenimiento pre&enti&o es ba)ar los costos de operación mantenimiento. La I4 es una mantención periódica basada en el tiempo de corrida! independiente de la condición del equipo. Normalmente se lle&an registros históricos para obtener tendencias de desgaste! corrosión otros. ,dicionalmente a la mantención predicti&a! se e"ectuar% mantención pre&enti&a basada en las recomendaciones de los "abricantes! experiencias en equipos similares de los resultados obtenidos en las mantenciones predicti&as correspondientes a cada equipo.
Solicitud de traba)o: #ualquier traba)o debe ser solicitado mediante una orden de traba)o a tra&+s del programa computacional (I%ximo Serie 6( existente en la red! en "orma clara con la maor in"ormación posible.
•
4lani"icación de traba)os: *l coordinador tendr% la responsabilidad de plani"icar programar los traba)os solicitados. Las órdenes de traba)o 0O9 ser%n incorporadas transmitidas a las di&isiones de mantención correspondiente mediante so"tPare! el que adem%s contiene un archi&o de "allas! permitiendo tener el historial del equipo.
•
*)ecución de los traba)os: La O9 ser% deri&ada a la di&isión correspondiente de acuerdo a la criticidad de +sta! a la especialidad responsable a la disponibilidad de personal. . 8#nteni$n -rediti5# B8PD de(inid# en Petrox S.A.
*s la extrapolación de las tendencias gr%"icas de las lecturas "ísicas medidas! contra un limite t+cnico conocido para detectar! analizar corregir problemas en el equipo antes de la ocurrencia de "allas. *l I4< puede requerir de la instalación permanente de equipo de monitoreo. #iertamente in&olucra la toma de mediciones periódicas! como es el caso de la tensión! presión! desgaste! calor! etc. *l I4< debe cubrir el equipo cua "alla interrumpiría o detendría la producción! aumentaría los gastos! la contaminación el control de la seguridad. 9ambi+n debería cubrir algunos equipos seg'n criterios de operaciones mantención. *l mantenimiento predicti&o predice "allas las pre&iene en "unción de acciones periódicas! basadas en in"ormaciones estadísticas an%lisis de síntomas. *n la inspección predicti&a se miden los &alores de condiciones iniciales de "allas o &alores de orígenes de "allas a tra&+s de sensores adecuados! con el equipo en "uncionamiento sin interrumpir el proceso. *stos &alores se tratan matem%ticamente! se analizan!deprediciendo de la posibilitando la optimización los tiemposladeocurrencia inter&ención delanomalía equipo. *l control predicti&o e)ecuta la mantención en el punto exacto en que se inter"iere la con"iabilidad del sistema! es decir! tal control determina el punto óptimo para e"ectuar 2o e)ecutar la mantención pre&enti&a en equipos en el cual la probabilidad de "alla alcanza &alores indeseables. La determinación de este punto óptimo se puede hacer por an%lisis estadístico 0an%lisis de "alla! probabilidad de "allas! tasas de "allas 2o an%lisis de síntomas 0monitoreo. Los ob)eti&os especí"icos del mantenimiento predicti&o son los siguientes: • igilancia de maquinas. •
4ara determinar las condiciones de los equipos sistemas de proceso! se utilizar%n distintas t+cnicas de diagnósticos! aplicables a todos aquellos! cuas acciones se deben realizar con equipos en ser&icio estas son: • • • • • • •
=nspección &isual. Iedición de &ibración. Iedición de la temperatura. Iedición de espesor. Iedición de e"iciencia. 9ermogra"ía.
8#nteni$n -ro#ti5# B8PR.
,plica tecnologías a&anzadas para la in&estigación corrección de "allas! con la "inalidad de incrementar la &ida 'til de los equipos con la meta ideal de eliminar la mantención correcti&a. 9ecnología de mantenimiento con la cual se ha me)orado las tecnologías de I4 I4<. *ste I4R se en"oca hacia la reducción del mantenimiento total requerido a la maximización de la &ida 'til de los equipos por medio de la eliminación sistem%tica de las "uentes de "allas! e&ita detecta las anomalías que producen "allas. CAPI+ULO /II HIS+ORIAL DE FALLAS B.1 9ablas del Historial
CAPI+ULO /III ANLISIS DE RESUL+ADOS 1. ,NL=S=S <*L *S9<=O *ste capitulo tiene como ob)eti&o analizar los resultados obtenidos durante el proceso de in&estigación! para las causas de "allas en equipos est%ticos. ,l abordar la solución de problemas empíricos ha que tratar de conocer m%s pro"undamente el sistema de estudio a que sólo así podemos asegurar la correcta modelación del sistema real a escala de laboratorio.
La solución m%s apropiada a una situación indeseada es normalmente aquella que elimina las causas del problema! a que constitue la solución de"initi&a con pocos riesgos. *l empleo de soluciones (pasi&as( que menguan el "enómeno pero no eliminan sus raíces sólo debe ser empleado en el caso de que resulte signi"icati&amente m%s económico o que desde el punto de &ista tecnológico! la &ía radical! pueda ocasionar a"ectaciones importantes en el proceso producti&o por tanto sean inaceptables. Se debe tener cuidado con la elección del m+todo de combate para menguar los problemas de corrosión! a que procedimientos anticorrosi&os que parecen ob&ios pueden resultar m%s per)udiciales que el ataque srcinal. #omo se ha podido obser&ar de lo aquí expuesto el estudio solución de problemas en sistemas comple)os requiere! adem%s de un pro"undo conocimiento teórico pr%ctico del tema! el &enir acompa$ado de un traba)o de obser&ación an%lisis mu "lexible! tratando de descubrir comprender el c'mulo de interacciones presente en estos comple)os sistemas. •
SOER*<=S*]O
*l sobredise$o de estructuras se re"iere al uso de miembros estructurales m%s pesadosde o placas m%s gruesas! a lasdep+rdidas de mu material por por los e"ectos la corrosiónF esto es anticip%ndose especi"icar placas espesores gruesos h%bito o por costumbre en lugar de placas m%s ligeras! protegi+ndolas contra los e"ectos de la corrosión. La principal des&enta)a del sobredise$o es que no se puede predecir con exactitud la &ida de ser&icio el costo de reemplazo del material corroído. 4or e)emplo: Supongamos que una estructura met%lica sin ninguna protección tendr% una &ida de C a$os! el costo de reemplazo ser% K pesos! pero si C resulta menor que lo anticipado! si K es maor! el costo de la estructura puede ser &arias &eces m%s de lo esperado. •
SO <* =NH=E=
*l uso de di&ersas sustancias o inhibidores como aditi&os a los ambientes corrosi&os! para reducir la corrosión de los metales en el ambiente! es un medio importante de combate de la corrosión. *n general! resulta m%s atracti&o en sistemas cerrados de recirculación! cuando el costo del inhibidor sea ba)o. #omo e)emplos típicos de los inhibidores utilizados para minimizar la corrosión del acero en soluciones acuosas! se tienen los cromatos! los "os"atos los silicatos. Los materiales de sul"uros org%nicos amidas resultan con "recuencia e"icaz para minimizar la corrosión del acero en solución %cida. *l uso de inhibidores no se limita al control de la corrosión del acero! sino que! con "recuencia! son e"icientes con el acero inoxidable otros materiales de aleación. La e"iciencia de un inhibidor dado aumenta gradualmente con el incremento de la concentraciónF pero los que se consideran con&enientes desde el punto de &ista pr%ctico el económico se usan en cantidades de menos de 7.1A en peso. *n algunos casos! la cantidad de inhibidor que se encuentra presente es crítica! a que una de"iciencia puede dar como resultado un ataque localizado o de
picaduras! con la consecuencia de que los resultados son toda&ía m%s destructi&os que si no se encontrara presente el inhibidor. 4or lo que! la consideración para utilizar inhibidores debe incluír la re&isión de la experiencia en sistemas similares o la in&estigación de necesidades limitaciones en nue&os sistemas. •
#ORROS=ON
*l proceso de corrosión debe ser &isto como un hecho que pone en e&idencia el proceso natural de que los metales &uel&en a su condición primiti&a que ello conlle&a deterioro del mismo. No obstante es este proceso el que pro&oca la in&estigación el planteamiento de "órmulas que permitan alargar la &ida 'til de los materiales sometidos a este proceso. *n la protección catódica entran en )uego m'ltiples "actores los cuales ha que tomar en cuenta al momento del dise$o del sistema! inclusi&e es un acto de in&estigación con)unta con otras disciplinas mas all% de la metalurgia! como la química la electrónica. *n el traba)o se con"irma que la lucha control de la corrosión es un arte dentro del mantenimiento que esta %rea es bastante amplia! dado el sinn'mero de condiciones a los cuales se encuentran sometidos los metales que "orman equipos herramientas. #omo 'ltima conclusión est% el hecho de que ha que ahondar en estos conocimientos pues ellos "ormar%n parte integral de la labor que debe desempe$ar un =ngeniero de Iantenimiento. *l Hierro el ,cero se oxidan r%pidamente cuando se encuentran expuestos a la acción de la atmós"era! "ormando oxido de hierro sobre la super"icie de las piezas! lo que deteriora las mismas. #onociendo la importancia que tiene para el constructor de maquinas o equipos! la prolongación de la &ida 'til de los mismos! se ha realizado este traba)o! para audar a tomar decisiones respecto del tratamiento a realizar en un determinado
4inturas de todo tipo. Recubrimientos pl%sticos. Recubrimientos *lectrolíticos. 3al&anizado por inmersión en caliente. L#s -int&r#s
Las ha de &arias calidades características! pero b%sicamente son utilizadas para aquellas piezas que no deben ser expuestas a medios ambientes mu agresi&os en lugares donde el acceso para &ol&er a pintar no sea un incon&eniente. 4ara dar buenos resultados las piezas a pintar deben tener una mu buena preparación pre&ia de la super"icie. queesta laslimitado maorías de las pinturas poseen mu poca resistencia mec%nica!
Se utilizan para piezas mu especi"icas! donde se requiere un recubrimiento algo m%s resistente de maor espesor que la pintura. 9iene la des&enta)a al igual que las pinturas! que una &ez que se rompió la protección! +l oxido comienza a traba)ar por deba)o de la misma. •
Re&9ri*ientos E!etro!0tios
Son depósitos de metales que se aplican en "orma electrost%tica! ha &arios metales0incluso algunos se aplican en capas de distintos metales! pero los mas utilizados para aplicar sobre el hierro es el zincadoF
G#!5#ni#do -or in*ersi$n en #!iente
*ste recubrimiento que se realiza porme)or inmersión de lasque piezas dentro un ba$o de zinc de alta pureza "undido! es la protección existe parade piezas de hierro o acero que deben soportar durísimas condiciones clim%ticas. 4or sus características entre el hierro el zinc! se produce una aleación! al ni&el de la capa limite hacia la super"icie exterior! proporcion%ndole una extraordinaria resistencia al deterioro mec%nico. ? a$os Iarino 5@ a$os =ndustrial 0poco agresi&o 1D a$os =ndustrial 0normal 16 a$os
=ndustrial 0mu agresi&o 76 a$os *n la actualidad los países productores de petróleo disponen de crudos con cualidades cada día mas ba)as alto contenido de azu"re! índices de acidez 09,N mas ele&ados otras impurezas! exigiendo el desarrollo de nue&as tecnologías para un me)or control de los "enómenos de corrosión. La &elocidad de "lu)o! H5S emulcionado! azu"re! 9,N! la temperatura el contenido de cromo en aleación son las &ariables m%s con importantes enelele"ecto control de corrosión. Sin embargo correlacionar una &ariable otra medir combinado sobre el índice de corrosi&idad es tarea di"ícil en ocasiones imposibles! por el simple hecho de que existen interrelaciones! tal es el caso del H5S! que depende de la temperatura de la naturaleza de los compuestos sul"urados. *l e"ecto combinado de las di"erentes &ariables ocasiona que los "enómenos de corrosión se presenten del tipo generalizado! por picadura! en el limite de grano. La agresi&idad corrosi&a de la atmós"era industrial en la que operan las instalaciones petroleras es un &ariable determinante en la selección el programa de aplicación de los recubrimientos adecuados para preser&ar la integridad de sus componentes. *l mane)o de materias primas corrosi&as! la producción 2o recepción de emanaciones industriales los entornos marítimo tropicales hacen que la composición la corrosi&idad de la atmós"era sean mu &ariables en las microondas de las plantas. Se discute la metodología para determinar la agresi&idad corrosi&a de cada punto en una planta industrial especialmente en lo re"erente a compuestos de azu"re! cloro humedad de acuerdo con la norma =SOD>5>. ,simismo se discuerda la rele&ancia del conocimiento de la corrosi&idad atmos"+rica en la creación de sistemas expertos de protección de instalaciones industriales. .
Hornos.
*n la actualidad! las inspecciones &isuales se realizan antes de que ocurran las "allas! detect%ndolas con anticipación! para así! plani"icar me)or las detenciones programadas de los equipos. *ste sistema se aplica con +xito en la re"inería! comprob%ndose en las reparaciones e"ectuadas sin detención de los equipos. Las inspecciones con ultrasonido se hacen desde bastante tiempo en la re"inería! logrando en la actualidad una base de datos sobre adelgazamiento de metales en los hornos para obtener tendencias! lo cual implica tener puntos o sectores pre&iamente de"inidos! en donde se e"ect'an las mediciones en cada inspección realizada. 9ambi+n con la termogra"ía hace poco se detecto! en una sección de con&ección del horno E;1! una "alla en la aislación! siendo reparadare"ractaria. con el horno "uncionando inección espuma *sto implica quemediante en la actualidad unde&ariado tipo de inspecciones es &alido para establecer recuperar tanto elementos de los Hornos! como de las 9orres.
*ntonces los distintos tipos de inspecciones en con)unto con el exhausti&o mantenimiento har%n posible recuperar e&itar problemas que atesten contra altos costos del de)ar de producir sum%ndose con las reparaciones. Los equipos en operación deben entonces ser inspeccionados periódicamente para establecer una medida proporcional del desgaste del metal! a que esa &ariación determinara la "recuencia de las inspecciones la predicción de la &ida 'til del equipo. #uando el deterioro no &a acompa$ado por p+rdida del metal! +sta "recuentemente se muestra como una grieta di"ícil de reparar con soldadura. *n estos casos un examen metal'rgico se requiere para determinar la causa exacta. 4ara desarrollar un plan de inspección para equipos que operan a ele&adas temperaturas generalmente en el rango de B678; 17778/ 0?778 ; 6?78#! dependiendo de las condiciones de operación aleación! debe ser considerado lo siguiente para e&aluar la &ida 'til restante: a.
est% en "unción de ciertas &ariables como sal sul"uro que contiene el petróleo crudo las temperaturas de operación. *s esencial! por lo tanto! estar siempre &igilante día a día de la operación de los equipos así! +l mantener sus in"ormes a inter&alos "recuentes. 2.
+ o rre s .
Las torres de la unidad 9opping acío =! se encuentran en ser&icio desde el inicio de la operación de la re"inería de *N,4; 4etrox #oncepción 0a$o 1DGG. #omo consecuencia de la operación! durante el periodo se$alado! se ha producido un desgaste interior en el sector superior de ambos equipos. ,dicional a lo anterior! los extremos superiores de los equipos! que operan a temperaturas super"iciales que permiten la condensación de humedad 0menor a 1578#! han experimentado externamente el "enómeno de deterioro denominado #orrosión Ea)o ,islación 0#=. Los deterioros descritos! han redundado en disminución de espesor de paredes de ambas torres! existiendo puntos en la parte superior 0manto cabezal! donde estas se encuentran ba)o o cercano al espesor de retiro del equipo. =nstal%ndose parches exteriores de acero en los sectores para prolongar su &ida 'til. La zona intermedia de ambas torres se encuentra parcialmente re&estidas con Strip Lined de acero inoxidable ,;5?7 tipo ?76 parte del sector superior de la torre *;1 esta adem%s re&estida con monel. *n general el lined ha experimentado agrietamiento en los cordones de soldadura de unión con el manto la soldadura de tapón. , tra&+s de mediciones exteriores se ha podido constatar que el re&estimiento ha protegido las paredes de un desgaste maor. 4or otra parte! la competencia por el mercado! moti&a a la empresa a comprar crudos m%s baratos! los que por lo general! posee altos contenidos de azu"re mercaptanos! lo que los hace m%s agresi&os. La zona in"erior de ambas torres! presenta un buen estado por lo general! tanto en el manto como en el deterioro del #lad. CAPI+ULO I CONCLUSIONES 1. #ON#LS=ON*S <*L *S9<=O. 4r%cticamente todos los equipos de una re"inería su"ren deterioro como resultado de las condiciones a que se &en expuestos. Ea)o condiciones normales este deterioro es usual! pero no siempre gradual. *sto generalmente ocurre como perdida de metal ocasionalmente como cambios estructurales o químicos en el metal resultan sin perdida de el equipo aque condiciones anormales! el material. deterioro#uando puede ser mucho est% m%s sometido r%pido. Las condiciones anormales pueden resultar de operaciones mal e"ectuadas! causadas por e)emplo! por "allas de instrumentos! agua en lugares que est%n normalmente secos puede ser el resultado de incendios! terremotos o &ientos mu "uertes.
Los equipos nue&os materiales comprados para ser usados en una re"inería son generalmente de acuerdo a especi"icaciones. *stas especi"icaciones tienen en cuenta las condiciones a las cuales los equipos operar%n son normalmente basadas en códigos est%ndares aceptados reconocidos. .
Hornos.
Iantener los instrumentos de medición de temperatura! en optimas condiciones! protegi+ndolos para conseguir una maor &ida 'til 0termocuplas. • Iantener un registro! seg'n la norma ,4=! del crudo que ingresa a los hornos de las &ariables de operación! en la planilla de balance diario. Logrando! adem%s! tener un control del tipo de crudo que ingresa sus elementos constituentes para dar prioridad en las inspecciones a los equipos que han traba)ado ba)o crudos de menor costo 0Iarlim. • 4er"eccionar los sistemas de c%lculos de las &elocidades por los serpentines. • Iantener las estructuras externas 0chimenea! escalas! plata"ormas casing! con maor protección! de pintura o aislantes. •
•
+ o rre s .
Se considera que a pesar de encontrarse en ser&icio ambas torres desde el inicio de las operaciones de la planta 0a$o 1DGG! est%s han su"rido m'ltiples trans"ormaciones! desde el ni&el de carga procesada! hasta ampliaciones modi"icaciones estructurales! por lo cual se conclue que la data de tiempo es un "actor m%s a considerar! como otros expuestos! pero que no representa el m%s importante o critico.
*n la recomendación de 4etrobras! procesador de crudos con alto contenido de cido Na"tenico se plantea el uso de re&estimientos sólidos 0acero carbono! #lad ,;5?7 tipo >1G acero inoxidable tipo >1G ó >1B con contenidos superiores a 5!6A de Io. • 4ara las zonas intermedias se ha pre"erido especi"icar! acero carbono ,; 616! #lad ,;5?7 tipo >1GL en remplazo de >1G! debido a que por su ba)o contenido de carbono es menos susceptible a la precipitación de carburos •
asociada a procesos de soldadura traba)os de mantención posterior.a realizar durante la "abricación 2o GLOSARIO A
Aeite o r&do *s la porción del petróleo que es líquida en el acimiento! permanece líquida a condiciones atmos"+ricas de presión temperatura. Aeros A&sten0tios Son todas aquellas aleaciones que tienen menos de 5!7G A de carbono. *s una estructura c'bica de cara centrada! es la "ase gamma 0 en el diagrama /e;#. Aido #ompuesto que cuando se disuel&e en agua produce iones HW. 1
1#nde#s Eande)as o platos hechos de una lamina de acero cortada para enca)ar dentro de la torre con per"oraciones que permiten el paso del &apor. 1eneno Hidrocarburo de "órmula #GHG! perteneciente a la seria cíclica arom%tica! que se obtiene de la destilación seca de la hulla. *s un líquido incoloro! &ol%til e in"lamable. *l benceno es un agente que disuel&e mu bien las grasas otras sustancias! por lo que se utiliza como quitamanchas en la "abricación de barnices como disol&ente de las resinas. 1&t#no Hidrocarburo saturado gaseoso 0#?H17! presente en las emanaciones gaseosas de los pozos de petróleo de los productos del crac-ing de los aceites pesados. C
C#sing *s la cubierta exterior met%lica! o carcaza del Horno. C#t#!i#dor ,gente o sustancia capaz de acelerar o retardar una reacción! sin alterar el resultado "inal de la misma. Substancia que aumenta la &elocidad de un proceso químico sin consumirse en la reacción. C!#d Re&estimientos de aceros inoxidables. Coi! *l coil es el serpentín del horno! el cual se con"orma por la serie de tubos 0dentro de los cuales circula la carga o crudo sus elementos de unión. Co=&e Iateria carbonosa sólida de color gris! resultante de la destilación del carbón. Sus propiedades son algo distintas a las del carbón! siendo m%s compacto m%s li&iano con mucho menos cantidad de cenizas. *l coque se deposita como capa o costra dura por el interior de los tubos del serpentín. Co=&i#i$n 4roceso de descomposición t+rmica que produce hidrocarburos ligeros a partir de residuos pesados. n subproducto de este proceso es el coque.
Cr#ing o Cr#=&eo 9rans"ormación de las "racciones del petróleo en productos de menor peso molecular! an%logos a la bencina. 4roceso en el que se rompe modi"ica la estructura molecular de los hidrocarburos contenidos en el petróleo! para trans"ormar los productos pesados en productos ligeros de maor &alor comercial. Cr#=&eo #t#!0tio Rompimiento modi"icación de la estructura molecular que se lle&a a cabo en presencia de un catalizador. Cree- *l #reep o termo"luencia es una de"ormación del metal que produce agrietamientos. Se presenta cuando la tensión o es"uerzos se mantienen constante se sobrepasa una cierta de"ormación unitaria. *l #reep induce a una "alla por "ractura cuando se sobrepasan los &alores del diagrama de termo"luencia para el material considerado. Cr&do 4etróleo a'n sin procesar! tal como se obtiene del subsuelo. Cr&do !igero 4etróleo con ba)a densidad &iscosidad. Normalmente tiene gran contenido de destilados. Cr&do -es#do 4etróleo con alta densidad &iscosidad! generalmente ba)o contenido de destilados. D
D#*-ers Se encuentra en la chimenea del Horno es el regulador de tiro o &%l&ula que controla la &elocidad a la que los gases de combustión abandonan el Horno. Deo=&i(i#r Son una serie de procedimientos! para desprender de los tubos de los serpentines! las capas o depósitos de coque. *n general! consiste en golpes de &apor de alta presión seguidos de inecciones de aire combustible li&iano. La idea es desprender las capas de #oque mediante el &apor lo que quede quemarlo en "orma controlada regulando la cantidad de aire que se ingrese. Desintegr#i$n molecular por medio de altas temperatura presión para "ormarRompimiento "ragmentos m%s peque$os. Desti!#i$n Operación que se realiza calentando cuerpos sólidos ! recogiendo los gases &apores que se desprenden. 4roceso que consiste en her&ir un líquido para "ormar &apor luego condensar el &apor para "ormar nue&amente el líquido. Se usa para separar compuestos líquidos de sus impurezas. Desti!#i$n (r#ion#d# 4roceso de destilación en donde los compuestos que tienen di"erentes temperaturas de ebullición pueden ser separados. La destilación se e"ect'a calentando la mezcla en un recipiente 0retorta para pro&ocar la ebullición del componente m%s &ol%til! obligando a los &apores a pasar por un re"rigerante! donde se en"ríen se condensan. 4rogresi&amente se modi"ican tanto la composición de la mezcla contenida en el recipiente! como la del &apor que est% en equilibrio con ella. *s! pues! posible recoger el destilado en "racciones de di"erente composiciónF la m%s &ol%til la menos &ol%til se recogen separadamente las "racciones intermedias se destilan de nue&o! hasta lograr la separación en los di&ersos componentes de la mezcla.
Des&!(&r#i$n 4roceso de eliminación de compuestos de azu"re a las "racciones del petróleo. E
Eti!eno Iateria prima b%sica para la producción de pl%sticos 0petroquímica. F
Fitting Son todos los elementos de unión de los tubos rectos. F&e! Oi! #ombustible para calderas hornos. Se combustible para generar &apor o energía el+ctrica. *)emplo de emplea ello soncomo las plantas termoel+ctricas de energía! tambi+n es usado para motores de propulsión marinos. *l control de sus características a"ecta principalmente a: La &iscosidad! que se determina midiendo! a la temperatura de utilización! en el tiempo de "lu)o de una determinada cantidad de aceite a tra&+s de un ori"icio calibrado! &eri"icando así que el producto podr% ser bombeado "%cilmente. La potencia calorí"ica! se e&al'a en el calorímetro mediante la combustión en oxígeno de una cantidad peque$a de "uel;oil situada en una bomba met%lica. La &iscosidad! que se determina midiendo! a la temperatura de utilización! en el tiempo de "lu)o de una determinada cantidad de aceite a tra&+s de un ori"icio calibrado! &eri"icando así que el producto podr% ser bombeado "%cilmente. La potencia calorí"ica! se e&al'a en el calorímetro mediante la combustión en oxígeno de una cantidad peque$a de "uel;oil situada en una bomba met%lica. *l contenido del azu"re! que se obtiene igualmente con una bomba de oxígeno midiendo la cantidad de anhídrido sul"uroso producido. *l punto de encendido. *l contenido de agua sedimentos. G
G#s N#t&r#! *s la porción del petróleo que existe en "ase gaseosa o en solución en el aceite en los acimientos! es gaseosa a condiciones atmos"+ricas. *l gas natural est% constituido principalmente por metano con proporciones &ariables de otros hidrocarburos 0etano! propano! butanos! pentanos gasolina natural de contaminantes di&ersos. *l ob)eti&o del procesamiento del gas natural es eliminar los contaminantes! incluendo los componentes corrosi&os 0agua %cido sul"hídrico! este 'ltimo tambi+n por su car%cter contaminante! los que reducen poder calorí"ico 0dióxido de carbono nitrógeno los quede "orman depósitoselsólidos a ba)as temperaturas 0nue&amente agua dióxido carbono! para despu+s separar los hidrocarburos m%s pesados que el metano! que constituen materias primas b%sicas para la industria petroquímica. Las etapas normales en el procesamiento del gas natural son la deshidratación 0eliminación de agua! usualmente con adsorbentes sólidos! como al'mina o mallas moleculares! el endulzamiento 0eliminación de %cido sul"hídrico dióxido de carbono con soluciones absorbentes en un esquema similar al descrito para los procesos de endulzamiento de gas de re"inería! la recuperación criog+nica de etano e hidrocarburos m%s pesados 0condensación de estos componentes a ba)as temperaturas! del orden de 177#! destilación "raccionada de los líquidos condensados. Otras etapas complementarias son el "raccionamiento de los hidrocarburos recuperados la con&ersión del %cido sul"hídrico a azu"re. H
He*#tit# Sesquióxido de hierro! de "ormula /e5O>! rombo+drico. *s un tipo de oxidación del /e se deposita en la super"icie del metal de los tubos
expuestos a altas temperaturas! se caracteriza por impedir que continu+ la oxidación del metal. Hidro#r9&ros Son compuestos químicos de carbón 0@>A a @BA e hidrógeno 017 a 1?A. #ompuesto org%nico que contiene carbono e hidrógeno 'nicamente. I
Iso*eri#i$n 4rocedimiento con&ierte la cadena recta de de losla hidrocarburos para"ínicos en una que cadena rami"icada. *l rearreglo estructura de un compuesto sin aumentar o disminuir ninguno de sus componentes.
erosene /racción del petróleo bruto que destila! a aproximadamente entre 167 >77 #elsius. Se emplea como carburante como combustible dom+stico. , "in de limitar los riesgos inherentes a la manipulación de un producto "%cilmente in"lamable! su &olatilidad est% limitada por un contenido en gasolina que se mantiene in"erior al 17A! &eri"icado en el test de destilación! mientras que otro aparato mide el punto de encendido! que es la temperatura a la cual un producto petrolí"ero calentado sua&emente comienza a desprender su"icientes &apores como para pro&ocardebe su in"lamación al contacto con sin unahumear llama. n petróleo bien depurado poder arders'bita durante largas horas sin desprender carbonilla! lo que se &eri"ica empíricamente por medio de l%mparas normalizadas. erosene de a&iación: #ombustible empleado por a&iones a reacción! turboh+lice algunos helicópteros. Se le conoce como et ,; 1. Se mide su resistencia a la corrosión! a la congelación a la "ormación de emulsiones acuosas! así como su estabilidad t+rmicaF este 'ltimo test se realiza en el "uel co-er! aparato que reproduce en laboratorio las condiciones de alimentación de precalentamiento su"rida por el -erosene en las turbinas del a&ión. L
Liner 4lacas de cu$a o planchas de re&estimiento con per"oraciones en la peri"eria! las cuales se rellenan con soldadura! uni+ndose al manto srcinal. Se utilizan para cubrir las zonas de los equipos que poseen ba)o espesor. L&9ri#ntes
8
8#gnetit# *s un óxido /erroso"+rrico de "ormula /eO! /e5O >! que cristaliza en el sistema c'bico! en octaedros. Se "orma en la super"icie del metal cuando es expuesto a temperaturas maores de ?778#. Se caracteriza por impedir que contin'e el proceso de oxidación del metal por tener propiedades magn+ticas. 8#nJo!e ,cceso para registro de inspecciones e ingreso de inspectores al equipo. N
N#(t# /racción ligera del petróleo natural! que se obtiene en la destilación de la gasolina. N#(t#!eno BN#(t#!in# Hidrocarburo sólido! procedente del alquitr%n de hulla! usado como desin"ectante. N#(tenos Hidrocarburos cíclicos saturados! generalmente contienen cinco o seis carbonos en el anillo. O
OPEP Organización de 4aíses 4roductores de 4etróleo! "undada el 1? de septiembre de 1DG7 por cinco países: ,rabia Saudita! =ra-! =r%n! uPait enezuela! como respuesta al enorme poderío que entonces tenía un pu$ado de grandes transnacionales de Occidente! llamadas (las Siete Hermanas( 0*xxon! Iobil! 9exaco! #he&ron 3ul" de *stados nidos! las europeas Eritish 4etroleum Shell! las cuales imponían sus precios sus condiciones a los productores de crudo. Los actuales miembros de la O4*4 son ,rgelia! Libia! Nigeria! =ndonesia! =r%n! =ra-! uPait! Matar! ,rabia Saudita! *miratos ,rabes nidos enezuela. La O4*4 en su con)unto produce el ?7A del crudo que se consume en el mundo posee el B@A de las reser&as probadas del planeta. P
Petr$!eo *l aceite mineral o petróleo se encuentra en el interior de la tierra se compone principalmente de carbono e hidrógenoF por ello! se trata de un hidrocarburo no un mineral! a que procede de sustancias org%nicas. La palabra petróleo! pro&iene de las &oces latinas petra oleum! que signi"ican piedra aceite! respecti&amente! no porque sea aceite de piedra! sino por estar aprisionado entre piedras. Proesos -etro=&0*ios ,dem%s de los combustibles! del petróleo se obtienen deri&ados que permiten la producción de compuestos químicos que son la base de di&ersas cadenas producti&as que terminan en una amplia gama de productos conocidos gen+ricamente como productos petroquímicos! que se utilizan en las industrias de "ertilizantes! pl%sticos! alimenticia! "armac+utica! química textil! entre otras. Las principales cadenas petroquímicas son las del gas natural! las ole"inas ligeras 0etileno! propileno butenos la de los arom%ticos. La cadena del gas natural se inicia con el proceso de re"ormación con &apor por medio del cual el metano reacciona catalíticamente con agua para producir el llamado gas de síntesis! que consiste en una mezcla de hidrógeno óxidos de carbono. *l descubrimiento de este permitió la producción a gran escala de hidrógeno! haciendo "actible la proceso producción posterior de amoníaco por su reacción con nitrógeno! separado del aire. *l amoníaco es la base en la producción de "ertilizantes. 9ambi+n a partir de los componentes del gas de síntesis se produce metanol! materia prima en la producción de metil;terbutil; +ter teramil;metil;+ter! componentes de la gasolinaF otra aplicación es su uso
como sol&ente en la industria de pinturas. La cadena del etileno se inicia a partir del etano recuperado del gas natural en las plantas criog+nicas! el cual se somete a un proceso de descomposición t+rmica para producir etileno principalmente! aunque tambi+n se "orma hidrógeno! propano! propileno! butano! butilenos! butadieno gasolina pirolítica.
Re(in#i$n Se aplica a todas las operaciones cuo ob)eto es la "abricación u obtención de los di"erentes productos deri&ados del petróleo. Re5#*-ing Signi"ica cambiar todos o la maoría de los tubos del serpentín del horno. +
+e*-er#t&r# De H&*os *s la temperatura de los gases calientes producto de la combustión! se miden con termocuplas. +e*-er#t&r# De 8et#! *s la temperatura que tiene la pared exterior met%lica 0aquella en contacto con los gases calientes de los tubos de los serpentines! estas temperaturas se controlan a tra&+s de termocuplas. +o!&eno Hidrocarburo 0metilbencenol de la serie arom%tica! usado en la preparación de colorantes! disol&entes! medicamentos trinitrotolueno. +orre de desti!#i$n B+o--ing *quipo en el que se lle&a a cabo el proceso de separación de las "racciones! mediante etapas sucesi&as de e&aporación condensación. +rinitroto!&eno o +rinitroto!&o! B+N+ 4roducto sólido cristalino! deri&ado del tolueno! que se usa como explosi&o. *s tóxico produce dermatitis. 1I1LIOGRAFIA 1. Iatamala
3! 01D@7. 4roceso de corrosión localizada. *N,4. #oncepción! #hile. 5. HoPar! /inle! 01DBD. ol. ==. 4rincipios de optimización de mantención. enezuela #.,. 3. 3anapath! . Steamplan calculetions manual! 5 ed. #old end corrosión: causes and cures. Iarcel p%g. 5. 4e$a Saa&edra! Oscar! 01DDD. ,seguramiento de la calidad en mantención de equipos est%ticos. ni&ersidad de #oncepción! "acultad de ingeniería. =n"orme memoria de titulo para optar al titulo de =ngeniero #i&il Iec%nicoF 1?B p%g. G. ,peleo #urin! 4atricio! 05771.
4etrox S.,. ni&ersidad del Eio;Eio. #oncepción! #hile. 9raba)o de titulación para el titulo de =ngeniero #i&il =ndustrial mención Iec%nica. B.,rchi&os t+cnicos de los equipos *;1! *;61! E;1 E;61. 4etrox S.,. . 4etrox S.,. Re"inería de petróleoF 1?> p%g. Lara Earbieri! 4ablo! 01DDG. 4redicción de comportamiento de 10. hornos de proceso en la re"inería de petróleo 4etrox S.,. a tra&+s de la t+cnica con termogra"ía. ni&ersidad del Eio;Eio. 9alcahuano! #hile. Seminario de titulo para optar al titulo de =ngeniero de *)ecución Iec%nico. 11. Suarez 4! ,l"onso! 01DG@. Ianual de equipos para plantas químicas.
*n #hile! por causas geogr%"icas clim%ticas! se presentan condiciones mu "a&orables para la corrosión. La industria por razones principalmente de transporte han debido instalarse en las costas o en las zonas mu cercanas a ellaF existiendo lo que se llama (atmós"era marina(! que en la maoría de los casos es mucho m%s agresi&a que el típico (ambiente industrial(. La &alorización de las p+rdidas económicas tanto directas como indirectas que srcinan los procesos de corrosión! es comple)a a'n dentro de un mismo tipo de industria. Los "actores mínimos que deben considerarse podríamos enumerarlos del siguiente modo: •
#ostos directos. a.Remplazo o reposición de maquinarias o equipos corroídos. b. Iantenimiento pre&enti&o.
•
#ostos indirectos. a.Sobre dise$o de espesor por corrosión para obtener una &ida 'til aceptable. b. 4aralización de plantas por deterioro de la corrosión. c.4+rdida de la e"icienciaF los productos de la corrosión el sobredise$o por espesor! disminuen la &elocidad de trans"erencia de calor en los intercambiadores. d. #ontaminación e inutilización de los productos. e.4+rdidas en equipos adacentes a los cuales les ocurren "allas por corrosión.
•
#ostos sociales. a./allas en equipos pueden causar explosiones! escapes de productos tóxicos! incendios! etc. b. Se pueden srcinar accidentes "atales o a"ectar a la salud! por los productos que escapan de los equipos corroídos. c.Los materiales corroídos presentan generalmente aspectos desagradables a la &ista! in"luendo en el ambiente de traba)o. . +i-os de orrosi$n.
4retender hacer una clasi"icación de la corrosión! es un tema pol+mico! pues nunca pueden abordarse todas las &ariables que lo a"ectan. 9omando en cuenta la apariencia del material corroído! la corrosión puede clasi"icarse en: a.#orrosión uni"orme. b. #orrosión localizada. #.
Corrosi$n &ni(or*e.
*s un deterioro homog+neo en la maor parte de la super"icie met%lica! lo cual "acilita calcular la &ida 'til del material corroído. Se le considera la "orma m%s benigna de corrosión! a que normalmente produce un deterioro aceptable que no podemos eliminar totalmente por razones económicas. 9.
Corrosi$n !o#!i#d#.
Se la conoce como el "enómeno en que peque$as zonas o %reas del metal son a"ectadas! constituendo con ello a la "orma m%s peligrosa de corrosión. *ste deterioro queda clasi"icado dentro de la (corrosión inaceptable(! donde aspecto económico se &uel&e secundario el "actor decisi&o es el grado de con"ianza que se puede depositar en los materiales resistentes. *)emplos: perdida de h+lices en barcos! "iguración de componentes estructurales en a&iones! etc. Los "enómenos de corrosión localizada que se &isualizan a simple &ista se llaman macroscópicos los que necesitan una inspección por un elemento óptico de aumento! se denominan microscópicos. •
#orrosión Localizada macroscópica.
#orrosión 3al&%nica.
•
Se genera al utilizar metales di"erentes! los cuales se usan generando una di"erencia de potencial en le medio electrolítico conductor. #orrosión por *rosión.
•
"ricción entre metales. #orrosión por hendidura.
*l medio agresi&o se concentra en ciertas ranuras o huecos existentes en el material por dise$o o construcción! acelerando el ataque en esas zonas. •
#orrosión por picado.
•
La corrosión se propaga hacia el interior del metal en "orma de canales cilíndricos o de otras "ormas geom+tricas! moti&ado por el deterioro de las capas pasi&as por la presencia de uniones agresi&as 0cloruros! percloratos! etc. #orrosión Localizada microscópica.
*ntre los deterioros m%s importantes! se encuentran: •
#orrosión =ntergranular.
•
#orrosión ba)o 9ensión. ,umento del deterioro al unirse los e"ectos del medio agresi&o! con los srcinados por tensiones mec%nicas de tracción! a sean aplicados o residuales. Los materiales se "racturan para &alores de
•
la tensión in"eriores al limite de "luencia. #orrosión /atiga.
*l material se "ractura ba)o condiciones de es"uerzos ciclicos repetiti&os! considerablemente mas ba)os que el limite de resistencia. 2.
/#ri#9!es Q&e In(!&7en En L# /e!oid#d De! Deterioro.
La corrosión de"inida como el deterioro de los materiales! por el medio en que son usadosF depende de una in"inidad de &ariables que podemos agruparlas en "actores inherentes al medio corrosi&o del material. 1. /actores de tipo metal'rgico: • • • • • • •
Naturaleza del material o de la aleación. 4resencia de inclusiones en la super"icie. Homogeneidad de su estructura. 9ratamientos t+cnicos. 9ensiones residuales. 3rietas! entalladuras o de"ectos super"iciales. =ncrustaciones de óxidos! en depósitos continuos! semiporosos porosos. 1. /actores del medio ambiente.
9emperatura Naturaleza del medio corrosi&o 0liquido! gases! sales "undidos! suelo! etc. • #oncentración de oxigeno • 4H • 4resencia de humedad • 4resencia de contaminantes • #oncentración del principal agente agresi&o • 9ensiones aplicadas al material 0compresión! tracción! cíclicos! etc. • •
2.
Corrosi$n Por Pi#do.
La corrosión por picado es una "orma mu "recuente de ataque. *l deterioro del material se ubica en puntos aislados de super"icies metalizas pasi&as! propag%ndose hacia el interior del metal en "orma de canales cilíndricos! cónicos o de otra "orma geom+trica. La &elocidad del ataque en la picadura! puede llegar a ser del orden de >7.777 a 1.777.777 de &eces m%s r%pida que en el resto de la super"icie. *n la practica se presenta como per"oración de ca$erías! estanque equipos en generalF quedando el material deteriorado en unos mm5 permaneciendo el resto del material en "orma pasi&a con un mínimo de ataque. *s decir! la magnitud del da$o producido no guarda una relación con la cantidad de material existente. *l anión que m%s "recuentemente como el causante del picado! es el cloruroF su aparece presencia abundante en la naturaleza mu particularmente en ambientes marinos! hace del cloruro un agente agresi&o.
4ara la aparición de picado! es necesario que la concentración del unión agresi&o sea superior a una cierta concentración límite que para el hierro en presencia del ión cloruro es maor que >x17*? 0mol2lt de iones #1. *st% generalmente aceptado que el picado empieza a un cierto potencial crítico! conocido como potencial de picado. 1. ariables de proceso que in"luan en el picado de los materiales.
4H de la solución a medio agresi&o. #oncentración del principal anión agresi&o. La temperatura del medio. *"ecto de los aniones inhibidores del picado.
9odas estas &ariedades enumeradas! in"luen sobre el potencial de picado del metal por lo tanto! su cuanti"icación signi"ica! en cierto modo! controlar el proceso de deterioro. 1. #onsideraciones Ietal'rgicas que carac terizan al picado. La presencia de un aleante en un metal! puede modi"icar en "orma apreciable su potencial de picado. 4or e)emplo en aleaciones /e;#r! al &ariar el contenido de cromo desde un 56A a un ?7A! el porcenta)e de picado en presencia de cloruros sube de W 7.5 a W 7.D enh. ,leaciones de Ni#r! desplazan el potencial de picado de W 7.5@ enh para contenidos menores de 6A en #r! a W 7.B6 enh en aleaciones con mas de 1@A en cromo. *l agregado de No en los aceros inoxidables! me)ora las propiedades de resistencia al picado. 5. 4roteccion contra el picado. *ste deterioro puede controlarse "undamentalmente de dos maneras: a.#ontrolando el potencial. b. Iediante uso de inhibidores. 2.
Corrosi$n Intergr#n&!#r.
La corrosión intergranular es una "orma de ataque localizado! que se presenta como una disolución pre"erencial a las zonas adacentes al limite del grano del metal o aleación. *ste deterioro puede conseguir la desintegración del material o inutilizarlo por una disminución de sus propiedades de resistencia! tanto química como mec%nica. *l ataque intergranular se presenta en numerosos materiales! tales como acero inoxidables austeníticos "erríticos! aleaciones de níquel 0=ncola! =nconel! Hastello! etc.! aleaciones de aluminio! etc.
La explicación de la corrosión intergranular esta &inculada con cambios estructurales! que ocurren pre"erentemente en los limites de grano en las zonas adacentes a ellos. 4recipit%ndose en estas zonas compuestos intermet%licos! que contribuen a la "ormación de "ases sólidas de di"erente composiciónF o a la segregación de alg'n elemento que le in"iere características anódicas! en relación al material del grano. 1. /enómenos de corrosión intergranular de los aceros inoxidables! por procesos de soldadura. *l tratamiento t+rmico impropio de los aceros inoxidables austeníticos o "erríticos! es una de las causas primordiales para que estos materiales queden susceptibles a la corrosión intergranular. La temperatura tiempos especí"icos que inducen la susceptibilidad a este deterioro! se denominan tratamientos t+rmicos sensibilizadores. Los procesos de soldaduras responden a los "enómenos t+rmicos sensibilizadores! en "orma seme)ante a un tratamiento t+rmico. 5. Iecanismos de corrosión de los aceros inoxidables. La susceptibilidad a la corrosión de losdeaceros inoxidables en general! aumenta intergranular a maor contenido carbono. La solubilidad del carbón en la aleación &aria "undamentalmente con la temperatura! así para temperatura de recocido de 17GG# es soluble un 7.7BA en peso a temperatura de ambiente. Las consecuencias de un r%pido en"riamiento desde la temperatura de recocido! hasta la temperatura de ambiente! consisten en una sobresaturación de carbono en la solución! que tiende a precipitar como carburo rico en cromo en el rango de sensibilización del acero. La "ormula del carburo sería 0#r! /e5> #G donde el contenido de cromo llega a ser del orden de B7A en peso. La teoría mas aceptada relati&a a la corrosión intergranular de los aceros inoxidables sensibilizados! se relaciona con un agotamiento del cromo en la aleación adacente a un enriquecimiento! "ormado en los limites del grano por la precipitación de carburos. 4ara &er el gr%"ico seleccione la opción (
>. La soldadura en los aceros inoxidables "erríticos. *l acero inoxidable "errítico tiene una estructura cubica centrada en le cuerpo! son magn+ticos no aceptan tratamientos t+rmicos! obteni+ndose un endurecimiento moderado por traba)ado en "río. *)emplos de estos materiales los encontramos en los aceros ,=S= ?76! ?>7! ??G! etc.! #uos contenidos de cromo oscilan entre 15 a 5BA# 07.7>A! Si 01.7A! otros elementos en menor proporción. Los aceros inoxidables "erríticos han recibido menor atención estudio que los austeníticos pero 'ltimamente por el aumento del precio del níquel! por su resistencia a la corrosión ba)o tensión a sus me)ores costos de obtenciónF se ha incrementado la in&estigación al respecto. Los aspectos negati&os en su di"icultad de traba)o! son propensos a "actura "r%gil
susceptible a corrosión intergranular en una gran &ariedad de medios 0por e)emplo agua. Los tratamientos de sensibilización de los aceros inoxidables "erríticos! se producen por calentamientos sobre los D5B#F independientemente que el temple se &eri"ique en agua o por en"riamiento por aire desde esa temperatura. *n el caso de soldadura al derango los aceros inoxidablesm%s "erríticos la decir! zona que se sensibiliza corresponde de temperatura alta! es aquellas zonas calentadas sobre D5B#. *sto quiere decir que las zonas a"ectadas por corrosión intergranular ser%n las soldaduras mismas la zona inmediatamente adacente a ella! di"erenci%ndose austeníticos donde el ataque se localiza a una corta distancia de la soldadura. %. 8e#nis*os De Corrosi$n De Los Aeros Inoxid#9!es Ferr0tios. La maor parte de los in&estigadores sostienen la teoría del agotamiento en cromo! como la explicación de mecanismo de ataque por corrosión intergranular de los aceros "erríticos. 9odos concuerdan que la precipitación de carburos 03R 5> c Gde ?5B nitruros 0 cr5 n rango ! ocurren en un rango de temperatura de alrededor a D5B# en el in"erior de precipitación ?5B a B7?#! el agotamiento del cromo ocurre cuando el material es mantenido en ese rango por períodos prolongados de tiempo! si dado que la di"usión del cromo es ba)a : a esas temperaturas la precipitación de carburos! por ser casi instant%nea! es homog+nea en todo el material. *n el rango superior de temperatura la di"usión de cromo aumenta disminue el grado de agotamiento en cromo. La di"erencia principal con un acero austenítico! es que con la ba)a solubilidad del carbono nitrógeno en la "errita! comparado con la austenita la reacción de precipitación ocurre m%s r%pidamente adem%s se "acilita una segregación de # N a los limites de granos! mientras maor sea la temperatura. 1. *stabilización de los aceros a.,ustenítico. 9ratamiento t+rmico de D67 a 1167# seguido de un en"riamiento r%pido por templado en agua! "acilita la disolución de los carbonos homogeneiza el material. • Reducción del tama$o del grano! contribue a una densidad menor de precipitados por unidad de %rea. • A o manteniendo una relación A #r @7A # ≥ 1G.@ • ,dicionando al acero elementos %&idos de #! tales como el 9i Nb! los cuales "orman carburos a temperaturas m%s altas que los de cromo. •
a./erríticos. • •
sando estos materiales en condiciones de recocido a unos B@@#. ,dicionando elementos estabilizadores como 9i! Nb.
4ara eliminar la susceptibilidad al ataque intergranular! los aceros "erríticos deben contener cantidades de carbono menores que 7.776A nitrógeno menores que 7.76A. •
2.
Corrosi$n Por Erosi$n.
La utilización de los materiales srcina deterioros de ellos por las di"erentes solicitaciones a que queda expuesto. *l termino solicitación! in&olucra una acción con)unta de un es"uerzo mec%nico 0tracción! compresión "ricción! torsión! etc. de un ataque químico electroquímico por el medio ambiente 0aire! agua! agua de mar! %cidos! &apor! lubricantes! etc.F que act'an en "orma simultanea sobre la super"icie met%lica! produciendo un e"ecto de destrucción. Ea)o la denominación de erosión se conocen &arios tipos de "enómenos de corrosión localizada! cuos procesos de deterioro o"recen una mor"ológica mu &ariadaF así podemos mencionar: a.#orrosión por erosión. b. #a&ilación. c.#hoque por líquidos. d. #hoque por sólidos. e.#orrosión por "ricción. 9odos los cuales en&uel&en la acción con)unta de un da$o mec%nico acti&ado por el medio ambiente. 1. #orrosión por *rosión. La corrosión por erosión es un "enómeno de aceleración del índice de deterioro de un metal! debido a mo&imientos relati&os entre el "luido corrosi&o la super"icie met%lica. 4r%cticamente todos los metales aleaciones son susceptibles al da$o por erosión! dependiendo sobre manera del desarrollo de un "ilm super"icial del medio corrosi&o. o "ilm pasi&o! que act'a como protector al aislar el metal 4ara &er el gr%"ico seleccione la opción (
,dem%s todos los medios corrosi&os pueden producir corrosión por erosión! incluendo gases! soluciones acuosas! medios org%nicos! metales líquidos! etc. Los sólidos en suspensión son particularmente destructi&os ba)o el punto de &ista de corrosión por erosión. *ste "enómeno se presenta normalmente en sistemas de ca$erías! codos! &%l&ulas! bombas! boquillas! toberas! alabes de turbinos! líneas de &apor! h+lice! etc. 5. Iedidas de protección. 4ara buscar una protección contra la corrosión por erosión! podemos se$alar en orden de importancia los siguientes m+todos cl%sicos: a.*lección del material.
*s interesante conocer el comportamiento de los materiales a este tipo de desgaste )uzgar la in"luencia que puedan tener en ellos o aleaciones seme)antes! par%metros tales como tratamientos t+rmicos! mec%nicos! estado super"icial! composición química! etc. b.
,n%lisis de dise$o.
*l estudio de dise$o constitue un m+todo para e&aluar la &ida 'til del material! con relación a su menor costoF en"ocando cambios en la "orma geom+trica no del material seleccionado. *l da$o por corrosión ; erosión puede ser reducido a tra&+s de me)oras en el dise$o! que aseguren un "lu)o laminar e&iten los cambios bruscos de dirección en "luidos en mo&imientos. c.Iodi"icaciones del medio ambiente. La desaireación! adición de inhibidores! la sedimentación! "iltración! cambio de 4h! disminución de la temperatura! etc.F son "actores que pueden ser&ir para minimizar el "enómeno de corrosión por erosión. #ada caso debe ser estudiado en "orma particular! pues son muchas las &ariables que inter&ienen. d. so de re&estimientos. #onstitue una barrera e"icaz entre el metal el medio ambiente! aunque no siempre es "actible de emplearlo para resol&er los problemas de corrosión erosión. e.*mpleo de protección catódica. Se utiliza en "orma mu limitada para reducir los ataques pro&enientes del e"ecto electroquímico! en el "enómeno de corrosión por erosión. ANEO "1" NOR8AS REFERIDAS AL +E8A Press&re /esse! Ins-etion Code 8#inten#ne Ins-etion6 R#ting6 Re-#ir6 #nd A!ter#tion Donstre#* Seg*ent ,4= 617 *=3H9H *<=9=ON! N* 1DDB ,<<*N<I 1! <*#*IE*R 1DD@ ,<<*N<I 5! <*#*IE*R 5777 A * e r i
# n P e t r o ! e o & * I n s ti t & t e He!-ing Mo& Get +Je o9 Done RigJt. GUIDE FOR INSPEC+ION OF REFINERM EQUIP8EN+ CHAP+ER II CONDI+IONS CAUSING DE+ERIORA+ION OR FAILURE FIRS+ EDI+ION >,4 SECOND EDI+ION >4% A8ERICAN PE+ROLEU8 INS+I+U+E Di5ision o( Re(ining ,? est ,?tJ Street Ne Mor 2?6 N. M. ANEO "C" +A1LAS M ESQUE8AS
DIVISIÓN PROGRAMACI ÓN
PLANTA TOPPING I
EQUIPO E-1
DE MANTENCIÓN REGISTRO EQUIP
*+3,53,-
DE O E-1 MEDICIÓN DE ;ltima ESPESORE Modificación S
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EVALUACIÓN DEL MANTO E-1 Pun Espes Corros Espes e!"#$ to or ión or %e No'i Per'iti %e Ins n#( %# Retiro p&
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EVALUACIÓN DE LOS SOPORTES DE LAS Pun Espes Corros Espesor e!"#$ to or ión %e Insp No'i Per'iti %e & n#( %# Retiro
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ESCALERAS DE LA TORRE E-1 e!"#$
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DIVISIÓN PLANTA PROGRAM TOPPIN I ACIÓN DE MANTENC IÓN
EQUIP O N .1
REGIST e!"# * RO DE %e 23 MEDICI E(#/or , ÓN DE #!ión 53
ESPES ORES
, *(ti'# 1 Mo%i0i!#! ión 23 24
+A1LA "CAUSA DE FALLAS EN +ORRES E; M E;,"
+A1LA "CAUSA DE FALLAS EN HORNOS 1; M 1;,"
E(e'ento
#((#
C#us#
Tipo!#us#
) in!i%en!i#
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E(e'ento
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E(e'ento
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Dampers
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Dampers
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C#us#
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@uemadfo
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fundido
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Sucio
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@uemadfg
fundido
E!cetemp
Da?o=uímico
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)orrosio
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4.-+9
Soportes
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Refracta
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7rietas
)orrosio
)&imenea
Rotura
)orrosio
8iloto
Sucio
Residcom
8iloto
fundido
E!cetemp
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)orrosio
1.4-9
Escplat
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)orrosio
Domo
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Tapmalmo
N( de fallas -+
-,,9
AGRADECI8IEN+OS M DEDICA+ORIAS Los autores agradecen sinceramente a la re"inería de petróleo 4*9ROC S.,. por la oportunidad el inter+s para realizar este traba)o! al departamento de mantención a su di&isión de programación de mantención! dirigida por el =ngeniero Sr. Ricardo Eustamante! al ingeniero patrocinante Sr. *rnesto rrea L.! al =ngeniero Sr. /ernando ,l&arez por sus &aliosos comentarios. , todo el equipo de seguridad de la planta! en especial a su )e"e el =ngeniero Sr. *dmundo Ianrriquez. , la Eibliotecaria Sra. Iónica ,rrau! por su apoo t+cnico al =ng. N&. Ic. Sr. ,lberto 9rostel por sus &aliosas traducciones de manuales t+cnicos. ,gradecemos tambi+n al =nstituto 4ro"esional =N,#,4 9alcahuano a todos los pro"esores que aportaron con sus conocimientos en nuestra "ormación como pro"esionales.
os R#*iro A!#r$n Corte Ro9erto +roste! A&<# robtrostelarrobahispa&ista.com
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)on el presente documento no pretendo in6entar la pól6ora/ ni muc&o menos rein6entar la Teoría 7eneral de Sistemas "T7S#... •
L# 0or'#!ión %e ;#(ores !8;i!os 9
Modelo de formación de 6alores del profesional de ingeniería mecnica. E!periencias ad=uiridas en la aplicación de este ... •
Tr#nsporte 9 Distri/u!ión %e =i%ro!#r/uros
8lanificación de un Sistema de Transmisión de 7as Natural. Estudios de mpacto Ambiental de Riesgos en Ductos. Transpo... Ger mas traba
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