Page 10 - Predictiva21- Año 4, Nº 24
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Mecanismo de Deterioro                     Estructura de la norma API 579
                                APLICACIÓN DEL ESTÁNDAR                                                                                            índole que ha llevado a la ocurrencia de una   estudio será considerada la Sección 5:
                                                                                                                                                                                              Está dividida en 10 secciones y para el caso de
                                                                                                                                                   Proceso físico, químico o de cualquier otra
                                                                                                                                                   falla funcional. (ISO 14224).
                                                                                                                                                                                              Evaluación de pérdida de espesor localizada,
                              API 579 A UN ACTIVO FÍSICO                                                                                           Modo de Falla                              como se muestra en la gura 1.
                                        Caso de estudio basado                                                                                     Es la apariencia, manera o forma como un   CASO DE ESTUDIO BASADO EN
                                                                                                                                                                                              MÉTODOS Y NORMAS VIGENTES
                                                                                                                                                   componente de un sistema se maniesta por sí
                                en Métodos y Normas Vigentes                                                                                       misma. Es la manera observada de falla. (ISO   La plantas  de  Cloro utilizan como  materia
                                                                                                                                                   14224).
                                                                                                                                                                                              prima  la  sal  común  de  la cual  mediante  un

                                                                                                                                                   NORMAS APLICABLES                          proceso  de  descomposición  electrolítica,   se
                                                                                                                                                                                              obtiene cloro  (Cl2),  soda cáustica  (NaOH)  e
                                                                                                                                                   Aplicable para realizar estudio de integridad en   hidrógeno  (H2). El  gas  cloro  proveniente  de
                                                                                                                                                   recipientes  a   presión,  tanques   de    las  celdas  electroquímicas  está  saturado con
                                                                                                                                                   almacenamiento y tuberías. Construidos bajo   vapor  de  agua,  la cual es  removida  en  las
                                                                                                                                                   las siguientes Normas o Códigos:           Torres  de  Secado mediante la utilización de
                     La decisión de intervenir o reemplazar     nacionales e internacionales como OSHA,                                                •   ASME SECCIÓN VIII, DIVISIÓN I Y II  ácido sulfúrico concentrado siendo este
                     oportunamente un determinado equipo        ASME, ANSI, ISO, API, NACE, NOM, PAS 55 entre                                          •   ASME SECCIÓN I                     producto químico un ecaz deshidratador de la
                     representa  uno    de    los   elementos   otras (Reliability & Risk Management).                                                 •   ASME/ANSI B 31.3                   corriente de producción de Cloro.
                     fundamentales en la Gestión de Mantenimiento                                                                                      •   ASME/ANSI B 31.1
                     y Conabilidad en la industria Petroquímica,   Conabilidad                                                                       •   API 650                            Un tanque horizontal, el cual presta servicio
                     Gas y Petróleo. Una intervención o reemplazo   Probabilidad de que un equipo o sistema                                            •  API620                              para el almacenamiento de ácido sulfúrico al
                     postergado más tiempo del razonable puede   cumpla adecuadamente con la función                                                                                          98%, presentó una condición de deterioro en la
                     elevar los costos de producción debido a una   requerida ante condiciones especicas, durante                                 METODOLOGÍAS DE EVALUACIÓN                 supercie externa. Producto del derrame de
                     serie de problemas fáciles de identicar.  un periodo de tiempo dado. (ISO 14224).                                            Los procedimientos estipulados en esta norma   ácido sulfúrico diluido proveniente de una línea
                                                                                                                                                   permiten determinar la integridad actual del   de Ø 1-1/2” ubicada en la plataforma superior al
                     A  partir  de  la conguración  conceptual antes   Causa de la Falla                                                          componente respecto a un estado de deterioro   tanque. Este derrame ocasionó un ataque
                     expuesta, se diría que el objetivo fundamental   Circunstancias durante el diseño, la fabricación                             especíco, así como la proyección de su vida   localizado provocando un deterioro
                     de este trabajo es la aplicación del estándar API   o el uso, las cuales han conducido a una falla. El                        remanente.                                 (adelgazamiento) progresivo del material
                     579 a un activo físico, con características físicas   estándar enfatiza que para la identicación de                                                                     contenedor del compuesto químico, tal y como
                     similares a los recipientes horizontales de   las causas de una falla, se necesita realizar una                               Niveles de evaluación                      se muestran en la Fotografía 1 frente a esta
                     almacenamiento de Ácido Sulfúrico fabricados   investigación exhaustiva por medio de un                                           a)  Nivel I - Inspector o Ingeniero    formulación era      necesario evaluar
                     de  acuerdo  con  la  ASME  Sección  VIII,            Análisis Causa Raíz de Fallas para descubrir los                            b)  Nivel II- Ingeniero                exhaustivamente la integridad operacional del
                     División 1, donde se considera la presión de   factores físicos, humanos y organizacionales                                       c)  Nivel III- Ingeniero Especialista  recipiente, recurriendo al método de evaluación
                     diseño de 345 kPa (50 psig) o incluso por debajo   fundamentales, que pudieran ocasionarla.                                                                              para adecuación de servicio API 579.
                     de 100 kPa (15 psig).
                                                                Según el estándar ISO 14224 las causas de fallas
                     MARCO CONCEPTUAL                           pueden ser englobadas en 5 categorías:
                     Integridad Mecánica                        a. Relacionadas al diseño
                     Es una losofía de trabajo que tiene por objeto   b. Relacionadas a la fabricación e Instalación
                     garantizar que todo equipo de proceso sea   c. Relacionada a la operación o mantenimiento
                     diseñado, procurado, fabricado, construido,   d. Relacionadas a la organización o gerencia
                     instalado, operado, inspeccionado, mantenido,   e. Otras
                     y/o reemplazado oportunamente para prevenir
                     fallas, accidentes o potenciales riesgos a   Falla Funcional
                     personas, instalaciones y al ambiente, todo esto   Es la terminación de la habilidad de un sistema,
                     utilizando los criterios basado en data histórica,   equipo o parte para realizar una función
                     normas y regulaciones organizacionales,    requerida.  (ISO 14224).


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                                                                                                                                                                                              Paso 9. Determinar el factor de resistencia
                                                                                                                                                                                              remanente. Se realiza empleando la Ecuación 11.


                                                                                                                                                   Paso 4. El cálculo del espesor remanente Rt. Se
                                                                                                                                                   realiza empleando la Ecuación 5.
                                                                                                                                                                                              Paso 10. Determinar si la extensión longitudinal
                                                                                                                                                                                              del defecto (λ) es aceptable. Mediante la gura 2.



                                                                                                                                                   Paso 5. Cálculo del parámetro de longitud (λ). Se
                                                                                                                                                   realiza empleando la Ecuación 6.
                                                                Paso 2. Determinar los espesores mínimos
                                                                Circunferenciales y Longitudinales, en cuerpos
                     Es importante mencionar que la inspección se   cilíndricos.
                     realizó con el recipiente en servicio, ya que se
                     debe mantener la inyección constante de Ácido   a) Esfuerzo circunferencial cuando P ≤ 0.385SE y                              Donde el diámetro se determina empleando la
                     Sulfúrico a las torres de secado de Cloro. Las   tminC ≤ 0.5R (Juntas longitudinales). Se                                     Ecuación 7, de la siguiente forma:
                     mediciones de profundidad del defecto se   determina mediante la Ecuación 1.
                     tomaron con ayuda de un PIT GAGE Manual.

                     Paso 1. Determinar los planos de inspección   Dónde:                                                                          Paso 6. Determinar el Factor (Mt) considerando
                     circunferencial y longitudinal del defecto.  P = Presión de diseño                                                            el parámetro de defecto longitudinal (λ) y el
                                                                R = Radio interior                                                                 espesor remanente (Rt) para carcasas cilíndricas,
                                                                S = Valor del esfuerzo del material                                                cónicas y esféricas (Ver Tabla 5.2 de la API
                                                                E = Eciencia de la junta                                                          579-2016).                                 Habiendo calculado el espesor remanente
                                                                tc= Espesor de pared                                                                                                          Rt=0,55  y la longitud del defecto λ=1,15.
                                                                b) Esfuerzo longitudinal cuando P ≤ 1.25SE y                                       Nota: Es muy probable que se deba realizar una   Ubicamos los valores en la Figura 5.6 de API
                                                                tminL ≤ 0.5R (Juntas circunferenciales). Se                                        interpolación, debido a que los valores no son   579-2016. Donde el resultado indica que la
                                                                determina mediante la Ecuación 2.                                                  del todo preciso.                          longitud del defecto es inaceptable se debe
                                                                                                                                                                                              recalcular la presión de trabajo máxima
                                                                                                                                                   Paso 7. Comprobación de los criterios de   admisible MAWPr (Nivel 2).
                                                                                                                                                   aceptación para el tamaño del defecto
                                                                Dónde:                                                                             utilizando las Ecuaciones 8, 9 y 10.       Paso 11. Recalcular la presión de trabajo
                                                                tsl  =  Espesor  requerido  para cargas                                                                                       máxima     admisible   (MAWPr)     tanto
                                                                suplementarias.                                                                                                               circunferencial como longitudinal, utilizando las
                                                                                                                                                                                              Ecuaciones 12 y 13.
                                                                Es importante mencionar que el cálculo de los
                                                                espesores mínimo circunferencial arrojo el
                                                                siguiente resultado:                                                               Nota: Se debe comprobar que los resultados
                                                                                                                                                   arrojados cumplan con los tres criterios de
                                                                                                                                                   aceptación del Nivel 1 de la norma API
                                                                                                                                                   579-2016.
                                                                Paso 3. Determinar el espesor de pared (tc) y el                                                                              Una vez calculado la presión de trabajo máxima
                                                                espesor uniforme de la zona de daño (trd)                                          Paso 8. Se debe determinar si chequear el   admisible  tanto  circunferencial  como
                                                                establecida por las mediciones en el momento                                       criterio para un defecto tipo Ranura (Groove) o   longitudinal, debemos tomar el mínimo valor.
                                                                de la inspección. Se determinan mediante las                                       si es aplicable a una categoría de área local
                                                                Ecuaciones 3 y 4.                                                                  delgada (LTA).                             Paso 12. Calculado factor de resistencia restante
























                     basado en la extensión meridional de la LTA y el   localizado”.  Arrojó  que  el  defecto  es                                 Hallazgo: Se localizó defecto tipo Ranura en   En la opinión particular de los autores, los
                     factor de resistencia restante admisible. Si RSF   considerado aceptable mediante los criterios                               sentido circunferencial de hasta 1,2 metros de   resultados esperados en una estimación
                     <RSF, el MAWP reducido puede ser calculado   establecidos en el Nivel 1. Sin embargo  es de                                   longitud y 8,5 milímetros de profundidad.   cuantitativa realizada a un determinado equipo
                     usando la Ecuación 14.                     hacer notar que al calcular el valor de la                                         Asimismo se evidenció áreas con picaduras   en servicio son sumamente importantes, ya que
                                                                longitud del defecto en sentido circunferencial                                    localizadas  cercanas  a  discontinuidades  muestra al evaluador un panorama signicativo
                                                                (λc =2,06) revela un deterioro creciente                                           estructurales  (cordones  de   soldadura   de los posibles daños presentes en equipos con
                                                                (adelgazamiento)   por    corrosión  en                                            circunferenciales). Es importante mencionar   ciertas características físicas situados en la
                                                                comparación con el valor calculado en sentido                                      que la longitud de la pérdida de metal es mucho   industria Petroquímica. Es cierto que se deben
                                                                longitudinal. Por lo antes mencionado se                                           mayor que la anchura.                      establecer condiciones necesarias para realizar
                                                                recomendó entregar     el recipiente a                                                                                        una inspección integral de un determinado
                     La extensión longitudinal del defecto es   mantenimiento programado a corto plazo, con                                        CONCLUSIONES                               equipo, pero ésta metodología permite mitigar
                     aceptable. Sin embargo es importante evaluar   el rme propósito de conocer el grado de                                       Gracias a la evaluación realizada en servicio al   sin lugar a dudas la incertidumbre, ya que esta
                     la extensión circunferencial del defecto.  deterioro ocasionado por el derrame de ácido                                       recipiente de almacenamiento de ácido      representa un fenómeno muy complejo y que
                                                                sulfúrico diluido. Es importante mencionar una                                     sulfúrico al 98% mediante API 579 – 2016, se   se puede denir como el conjunto de todas las
                     Paso 13. A partir de la CTP circunferencial, se   vez más que la inspección del recipiente se                                 evitó una falla catastróca que pudo haber   posibilidades que pueden ocurrir en un
                     determina (λc) utilizando la Ecuación 15.  realizó en servicio  por ser un activo físico                                      generado alto riesgo al personal, ambiente e   momento dado frente a uno o varios eventos en
                                                                necesario para el funcionamiento del área de                                       instalación, por tal motivo se denieron las   la realidad física  y que por una determinada o
                                                                secado de Cloro.                                                                   acciones correctivas necesarias para restablecer   indeterminada cantidad de factores presentes
                                                                                                                                                   la conabilidad y continuidad operacional del   puede alterarse un resultado esperado.
                                                                RESULTADO FINAL                                                                    recipiente.
                     Paso 14. Comprobar los siguientes criterios.  Debido a la recomendación emitida en el                                                                                         Referencias y Lecturas Complementarias
                                                                análisis de integridad mecánica realizada con                                      Es  muy    importante  acotar  que   los      a. API 579-1/ASME FFS-1, June, 2016.
                                                                API 579-2016. Se entrega a mantenimiento el                                        procedimientos de la Sección 5, pueden usarse   Fitness-For-Service.
                                                                recipiente. La primera recomendación fue                                           para evaluar los componentes sujetos a        b. ISO 55000 Asset Management — Overview,
                                                                aplicar limpieza por chorro abrasivo metal                                         pérdidas de metal local por corrosión / erosión y   Principles and Terminology, 2014.
                                                                blanco (SSPC-SP5) a toda la supercie externa                                      daño mecánico que superan o prevé exceder la   c. NACE SP0294-2006 Práctica estándar.
                                                                del tanque. Prestando mayor atención en la                                         tolerancia a la corrosión antes de la siguiente   Diseño, Fabricación e Inspección de Sistemas
                                                                                                                                                                                                 de Tanques de Almacenamiento para Ácido
                                                                zona evaluada con API-579.                                                         inspección programada. La pérdida de metal    Sulfúrico Concentrado Fresco y Procesado a
                     Paso 15. Calcular el factor de resistencia a la                                                                               local puede ocurrir en la supercie interior o   Temperaturas Ambientales.
                     tracción utilizando la Ecuación 16.                                                                                           exterior del componente. Los tipos de defectos   d. Edgar Fuenmayor. Análisis de Reemplazo de
                                                                                                                                                   que se caracterizan como pérdida de metal local   un Activo Basado en Costos de Ciclo de Vida.
                                                                                                                                                   se denen de la siguiente manera: a) Pérdida de   Revista Conabilidad Industrial Nº 11.
                                                                                                                                                   metal local (LTA), b) Defecto tipo Ranura y c)   Venezuela. 2011. www.conabilidad.com.ve
                                                                                                                                                   Defecto tipo Surcó.                           e. Edgar Fuenmayor, José Duran y Luís Sojo:
                     Paso 16. Habiendo calculado el espesor                                                                                                                                      ‘Decisión de Reemplazo o Reparación de un
                     remanente Rt=0,55  y la longitud del defecto                                                                                  En el caso particular de estudio mediante la   Equipo’, 2011. www.gestionpas55.com.
                     circunferencial λc =2,06.  Ubicamos los valores                                                                               aplicación de API 579 a un activo físico, se
                     en la Figura 5.8 y Tabla 5.4  de API 579-2016.                                                                                sospechó primeramente a la pérdida de metal
                     Donde el resultado indica que la longitud del                                                                                 local (LTA) como primera opción debido a las
                     defecto es aceptable y el espesor remanente Rt                                                                                características del defecto observado en la
                     es mayor que el Rt_mínimo 0,2.                                                                                                inspección visual inicial. Desde luego habiendo
                                                                                                                                                   realizado la evaluación con el recipiente en
                                                                                                                                                   servicio y asumiendo la condición de alto riesgo
                                                                                                                                                   al personal evaluador. No obstante el resultado
                     RESULTADO PRELIMINAR                                                                                                          arrojado de la intervención del equipo, muestra
                     El resultado de la evaluación realizada mediante                                                                              que el defecto es del tipo Ranura debido a las
                     la norma API 579 - 2016 concretamente con la                                                                                  características presentadas en la fotografía 2.
                     Sección 5: “Evaluación de pérdida de espesor
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