INSPECCION DE REACTOR DE METANOL R-0201 MEDIANTE REMOTE FIELD TEST Joaquín Lozano – Inspector de Equipos Estáticos CIPH Verónica Domínguez – Jefe Inspección de Equipos CIPH Luis Saavedra – Coordinador Operativo Planta de Metanol Jorge Bustos – Jefe Planta de Metanol 11/13/2018

Descripción del Reactor de Metanol Reactor de Síntesis de Metanol 5449 Tubos de Acero Inoxidable Dúplex ASTM A789 UNS S31500, de 2.1 mm de espesor Posee 5 placas espaciadoras Presión de trabajo Lado Tubos: 8.3 Mpa 11/13/2018

Descripción del Reactor de Metanol Reacción exotérmica: CO + 2H2  CH3OH CO2 + 3H2  CH3OH + H2O Generación de Vapor de Media Presión en Lado Carcasa Perfil de temperaturas en tubos del equipo Zona superior, de mayor temperatura 11/13/2018

Posibles mecanismos de daño Resistencia a la corrosión bajo tensiones del material 3RE60 (A789 UNS S31500) 11/13/2018

Inspección de R-0201 Inspección de tubos de R-0201 Técnicas Empleadas: RFT (Remote Field Test), como técnica principal IRIS (Internal Rotating Inspection System) VIDEOSCOPIA Inspección de 1000 tubos (aproximadamente 20% del total) con RFT 11/13/2018

Técnicas de Inspección RFT (Remote Field Test): Cuenta con un sensor con 2 bobinas emisor-receptor. Genera un campo magnético. El tiempo de tránsito del campo permite detectar pérdidas de espesor y defectos. Detector Emisor Tubo Herramienta Zona corroída 11/13/2018

Técnicas de Inspección IRIS (Internal Rotating Inspection System): Basado en el principio del ensayo por ultrasonido. Cuenta con un sensor que gira a 1800 rpm, y usa agua como acoplante. Requiere una buena limpieza del tubo para lograr resultados satisfactorios. Inspección Visual con Videoscopía: Se utilizó una cámara con monitor blanco y negro. 11/13/2018

Resultados del ensayo RFT Se detectó un gran número de tubos con pérdida de espesor, en algunos casos, con pérdidas hasta un 100% Zona afectada ubicada en la parte superior de los tubos, a la altura de la primer placa espaciadora. Esta región coincide con la zona donde la reacción alcanza la mayor temperatura. Se extendió la inspección a la totalidad de los tubos, obteniendo resultados similares. 11/13/2018

Resultados del ensayo RFT 11/13/2018

Resultados del ensayo RFT Esquema de la distribución de los diferentes niveles de daño de los tubos, según diagnóstico de RFT 11/13/2018

Inspección con Método IRIS Se escogieron 3 tubos que según el RFT presentaban un importante daño, y se ensayaron con IRIS: Este método no reveló perdidas de espesor, ni defectos apreciables. Mostró diferencias significativas con los resultados del método RFT Si bien este método es muy preciso para la medición de espesores, no es efectivo para la detección de defectos lineales, tales como fisuras. 11/13/2018

Inspección con Método IRIS Las zonas azules representan pérdida de señal producto de una limpieza insuficiente. 11/13/2018

Inspección visual exterior de tubos Se extrajeron 2 tubos para inspección visual, y análisis metalográfico No se observaron zonas con pérdida de espesor Ausencia de fisuras y defectos lineales Los tubos se encuentran en condiciones operativas 11/13/2018

Análisis químico de los tubos extraídos. 11/13/2018

Micrografías Micrografía correspondiente a zona inferior de los tubos. Libre de precipitados. 11/13/2018

Micrografías Micrografía correspondiente a zona superior de los tubos. Se observan precipitados (puntos blancos) en fase ferrítica. Aumento: 2020X 11/13/2018

Estructura del material según ubicación Precipitados en Fase ferrítica Fase Ferrítica libre de Precipitados 11/13/2018

Posibles causas Posibles valores de temperatura en los tubos mayores a los calculados por el diseñador. Esto podría haber modificado la microestructura y propiedades del material, afectando la lectura del RFT 11/13/2018

Casos reportados en la bibliografía Existen estudios llevados a cabo con aceros inoxidables dúplex UNS S31803, en los cuales se observa un deterioro en las propiedades mecánicas del material por efecto de la temperatura. Se manifiesta por un aumento en el endurecimiento y la fragilización del mismo, así como una ligera modificación en algunas de las propiedades magnéticas Otros, han observado un cambio en las constantes elásticas de ciertos grados de inoxidables dúplex por efecto de la temperatura. 11/13/2018

Conclusiones La técnica RFT demostró ser inapropiada para la detección de defectos o discontinuidades en los tubos del Reactor R-0201. El método IRIS, si bien fue utilizado en forma complementaria, permitió obtener resultados más confiables que el RFT. Los tubos del reactor se encuentran en condiciones satisfactorias para la operación. 11/13/2018

Conclusiones Se está llevando a cabo un análisis más profundo a los tubos extraídos, con el objeto de determinar el origen de la lectura errónea del ensayo RFT, así como también poder evaluar un posible deterioro en las propiedades del material de los tubos y en tal caso como podría verse afectada su integridad en el futuro. Los resultados preliminares ya han permitido comprobar la presencia de precipitados en la fase ferrítica, en la zona de los tubos expuesta a mayor temperatura. 11/13/2018