CILINDROS “Seguridad y vida útil de los cilindros de GNC” Ing. Diego Goldin dgoldin@prognc.com

Normas de Cilindros en 1984 Normas DOT 3AA ISO 4705 DM 1925 IRAM 2526

Normas de Cilindros en 1995 NGV2 NZS 5454:1989 IRAM 2526 ISO 4705 NGV2 CAN 8933

Normas de Cilindros en 2001 NGV2 ECE R 110 ISO 11439 NZS 5454:1989 IRAM 2526 NGV2 ISO4705 CAN 8933

Situación en Argentina NAG 415 ARG IMPORT. IRAM 2526 ISO 4705

Cilindros Industriales Frecuencia promedio de llenado: 1 vez cada 21 días El cargador ve el cilindro cada vez que lo carga Puede estar sometido a golpes

Cilindros Vehiculares Frecuencia de llenado: Hasta 3 veces por días El cargador nunca ve el cilindro Puede estar sometido a golpes, impactos, ambientes agresivos, ciclados térmicos

Cilindros Industriales Sin definir vida útil Vehiculares Vida útil determinada

Análisis de las Normas IRAM 2526 “requisitos mínimos” para cilindros de acero almacenamiento y el transporte de gases permanentes No se considera su uso como tanque de combustible vehicular

Análisis de las Normas IRAM 2526 - Ensayos Ciclado de Prototipo (provisto por el fabricante): 80000 a 200 bar ó 12000 a 300 bar Ciclado del Lote: No se realiza Verificación de defectos por Ultrasonido: No se realiza

Análisis de las Normas ISO 4705 requerimientos mínimos para “ciertos” aspectos concernientes a los materiales, diseño, construcción y trabajado, procesos de manufactura y ensayos de cilindros rellenables de acero sin costura No se considera su uso como tanque de combustible vehicular

Análisis de las Normas IRAM 4705 - Ensayos Ciclado de Prototipo (provisto por el fabricante): 75000 (80000) a 200 bar ó 10000 (12000) a 300 bar Ciclado del Lote: No se realiza Verificación de defectos por Ultrasonido: No se realiza

Análisis de las Normas ISO 11439 requerimientos mínimos cilindros rellenables livianos producidos en serie indicados exclusivamente para el almacenamiento a bordo de GNC Fija una vida útil máxima de 20 años La vida útil debe ser determinada mediante el criterio de crecimiento de fisuras por fatiga

Análisis de las Normas IRAM 11439 un sistema de garantía de calidad declaración de la vida útil especificación de los dispositivos de alivio de presión un análisis de tensiones del cilindro (elementos finitos o similar) Tamaño máximo de defecto a ser detectado por ensayo no destructivo que asegure el comportamiento de pérdida antes que rotura (leak before break), y que prevenga la falla del cilindro por fatiga por la vida útil del cilindro, o la falla del cilindro por estallido El diseño debe garantizar “pérdida antes que rotura” (leak before break). Los esfuerzos deben estar calculados para 200 bar, 300 bar y presión de estallido. Los cálculos debe demostrar la distribución de esfuerzos para establecer que el espesor de pared es adecuado

Análisis de las Normas IRAM 11439 - Ensayos Ciclado de Prototipo (provisto por el fabricante): 45000 a 260 bar No debe fallar antes de los 20000 LBB entre 20000 y 45000 45000 a 300 bar: LBB Bonfire Penetración Balística

Análisis de las Normas ISO 11439 – Ensayos Ciclado del Lote: 20000 ciclos a 260 bar Verificación de defectos por Ultrasonido: 100%. Se debe garantizar la ausencia de defectos que puedan generar fallas durante la vida útil

Análisis de las Normas ISO 11439 – Ensayos Excepción para poder obviar el ciclado de Lote: Diseño bajo 9809 Ciclado de prototipo: 15000 ciclos a 300 bar (30000 a 260 bar)

Análisis Técnicos Es unánime la opinión que los cilindros de GNC tienen que tener una vida útil máxima especificada, debido a una serie de factores que hacen a la utilización y a los medios interno y externo a esos cilindros.

Análisis Técnicos Los Cilindros de gas natural comprimido (GNC) para vehículos de gas natural (GNV) están sujetos a una combinación de ciclos de presión, asociados con el reabastecimiento periódico y a un ambiente potencialmente corrosivo. En estas condiciones se ha demostrado que la vida del cilindro se rige por el crecimiento de fisuras de corrosión / fatiga por defectos internos como huecos, imperfecciones o pliegues que pueden presentarse después de la fabricación. (Southwest Research Institute)

Análisis Técnicos La vida útil de diseño de un cilindro de metal, que está basada en la velocidad de propagación de fisura por fatiga en la pared del cilindro está determinada por una variedad de factores incluyendo las propiedades del material, los esfuerzos en la pared asociados con la amplitud del ciclo de presión y la naturaleza del factor de iniciación de la fisura en el cilindro (Clean Vehicle Education Foundation)

Análisis Técnicos Para una vida de 11000 ciclos de carga la incidencia de fallas es mínima pero crece exponencialmente a partir de los 15000 ciclos, tornándose inaceptable a partir de los 20000 (University of Maryland)

Análisis Técnicos La experiencia en servicio ha demostrado que los diseños de cilindros industriales han sido a menudo inadecuados para condiciones de servicio en vehículos, con resistencia insuficiente al ataque ambiental o no alcanzando la resistencia a la fatiga necesaria (Craig Webster, Powertech)

Situación en Argentina SGT N°3 MERCOSUR emitió en 2008 el RTM03/08 : Fabricación de Cilindros: ISO 11439 Vida Útil Máxima de los cilindros anteriores: 30 años

Conclusiones Argentina debe incorporar rápidamente el RTM 03/08 modificando la vigencia de los cilindros viejos. Los cilindros de GNC en ningún caso deben superar los 20 años de uso Se debe diseñar un esquema conveniente para el recambio de los cilindros antiguos.

MUCHAS GRACIAS