FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN GESTIÓN DEL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADOS EN PROCESOS DE INSPECCIÓN TÉCNICA DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO TESIS DE GRADO Previo a la obtención del Título de: INGENIERO MECÁNICO Presentada por: Wilson Iván Chávez Basantes

CONTENIDO EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

JUSTIFICACIÓN La inspección integral ha adquirido importancia La filosofía actual de las compañías ecuatorianas es la producción Perdidas económicas

EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO INSPECCIÓN BASADA EN RIESGO Involucra el análisis de riesgos y la integridad mecánica en un elemento Envuelve planeación de una inspección con la información obtenida del análisis de riesgo

DOCUMENTOS DE TRABAJO ASME: “General Document Volume 1 CRTD-Vol.20-1 API Pbl 581 “Base Resource Document: Risk Based Inspection”

EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO PROCESO TRADICIONAL DEL ANÁLISIS DE RIESGOS

EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO DEFINICIÓN DEL SISTEMA PARA EL ANÁLISIS DE RIESGOS Metas y objetivos Medición requerida del riesgo Límites del sistema Nivel de detalle Recolección de datos

EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS Estudio de peligrosidad y operabilidad: Lluvia de ideas Análisis de los modos de fallas y sus efectos Análisis de árbol de fallas Análisis de árbol de eventos Análisis de seguridad humana

VALORIZACIÓN PROBABILÍSTICA PARA UN ANÁLISIS DE RIESGOS Medida por la frecuencia de falla FS = FAgujero x PResultado

EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO ANÁLISIS DE LAS CONSECUENCIAS EN UN ANÁLISIS DE RIESGOS

EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO CÁLCULO DEL RIESGO RiesgoS = CS x FS Niveles de Análisis: Nivel 1: Cualitativa Nivel 2: Cuantitativo, área afectada Nivel 3: Cuantitativo, área afectada e impacto económico

IDENTIFICACIÓN DEL ESCENARIO DE ANÁLISIS Circunstancias que involucra el deterioro de los equipos, la posibilidad de que fallen, los eventos y las consecuencias

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS ADQUISICIÓN DE DATOS DE OPERACIÓN Encabezado Información Universal Información Mecánica Información del Proceso Información de Mantenimiento o de Inspección Información del Sistema de Seguridad

ÍNDICE DE RIESGO CUALITATIVO Determinación de la probabilidad Determinación de las consecuencias de daños Determinación de las consecuencias a la salud

ÍNDICE DE RIESGO CUALITATIVO Determinación de la probabilidad Si existe la probabilidad de falla catastrófica por fragilización por operación a baja temperatura Consecuencias de inflamabilidad, reactividad y toxicidad: NFPA 704

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS ANÁLISIS DE RIESGOS DE COMPONENTES Grupos TK Fluido Inflamabilidad Reactividad Toxicidad G1 1 Diluyente 3 2 Xileno 5 Butanol G2 Hexano 7 Acetato de etilo G3 6 Tolueno 8 H2SO4 9 NaOH

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS ANÁLISIS DE RIESGOS DE COMPONENTES Componente Nivel de riesgo Tanque N° 2 Tanque N° 3 Tanque N° 8 3C (Medio) 3B (Bajo) 3D(Medio Alto)

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES DESARROLLO DEL PLAN DE INSPECCIÓN Planificar las actividades Identificar los mecanismos y tipos de daños Selección de la técnica de inspección y la frecuencia Datos del equipo

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES TÉCNICAS DE INSPECCIÓN Se seleccionan de acuerdo a su efectividad La efectividad es cuantificada por el teorema de Bayes La frecuencia es seleccionada como una fracción de la vida remanente del equipo

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES INSPECCIÓN DE LOS EQUIPOS SELECCIONADOS Mecanismos de daños: Corrosión Tipos de daños Reducción de espesor Ensayos No Destructivos Inspección visual Medición de espesores Frecuencia de inspección Norma API 620 y API 653 5 años

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES INSPECCIÓN VISUAL

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS Propiedades del fluido Juego de agujeros Cantidad disponible de emisión Tasa de emisión Tipo de emisión Fase final del fluido Efectos posteriores Área afectada o costo relativo

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS PROPIEDADES DEL FLUIDO Definen el análisis de consecuencias Fluidos mezclados: Definir fluido por la temperatura de evaporación, peso molecular y densidad

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS JUEGO DE AGUJEROS Pequeño: ¼” Mediano: 1” Largo: 4” Ruptura: Diámetro del componente, no mayor a 16”

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS CANTIDAD DISPONIBLE DE EMISIÓN Masa en componente más la que se puede añadir en 3 minutos, hasta 8” Total de masa del fluido Cantidad de líquido disponible

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS ESTIMACIÓN DE LA TASA DE EMISIÓN Instantánea o continua. Depende de las propiedades físicas del material, la fase inicial y las condiciones del proceso Presión de transición Líquido Sónico Subsónico

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS TIPO DE EMISIÓN Depende de la cantidad emitida en 3 minutos Las características de dispersión después de la emisión son dependientes de la fase con respecto al medio ambiente

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS FASE FINAL DEL FLUIDO Las características de dispersión después de la emisión son dependientes de la fase con respecto al medio ambiente

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS EFECTOS POSTERIORES Se evalúa los sistemas de mitigación La duración es parámetro crítico en la evaluación de las consecuencias La efectividad se evalúa por el sistema de detección y aislamiento y luego se estima los efectos

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS ÁREA AFECTADA Consecuencias inflamables Emisión continua o instantánea Auto ignición probable o no probable Fase final: gas o líquido Elegir entre área afectada del componente o el área de fatalidad Seleccionar ecuación con respecto al fluido Ajuste del sistema de detección y mitigación

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS ÁREA AFECTADA Consecuencias tóxicas Tipo de material contenido RBI considera al HF, Cl, NH3, H2S Tasa y tipo de emisión Duración de la emisión. Máximo 1 hora Área afectada de curvas Ácidos y cáusticos poseen juego especial de curvas

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS COSTO RELATIVO Consecuencias Ambientales Consecuencias Financieras

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS INFLAMABLES

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS TÓXICAS

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES ÁREA AFECTADA POR EMISIÓN DE TOLUENO

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS DETERMINACIÓN DE LA PROBABILIDAD DE FALLA Frecuencia genérica de falla Factor de modificación del equipo Módulo técnico Universal Mecánico Proceso Factor del sistema de administración

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS IDENTIFICACIÓN DEL DETERIORO Y MODOS DE FALLAS Reducción de espesor Fisuras por corrosión bajo esfuerzos Deterioro de propiedades metalúrgicas y ambientales Deterioro de propiedades mecánicas

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS MÓDULO TÉCNICO Si no existen mecanismos de daños, el subfactor de módulo técnico es de –2 La norma API 581, en sus Apéndices F al N tiene desarrollados los módulos técnicos para mecanismos de falla típica de los equipos

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS Factor de evaluación del sistema de administración Integridad Mecánica: Todos los empleados envueltos en el mantenimiento y la inspección de los equipos están capacitados para las desviaciones del proceso y sus peligros

FACTOR DE EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES MÓDULO TÉCNICO

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES FACTOR DE MODIFICACIÓN DEL EQUIPO Módulo técnico: 0.5 Universal: 1 Mecánico: -1 Proceso: Tanques 1 al 7 = -3.5. Tanques 8 y 9 = 0.5

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES FRECUENCIA AJUSTADA DE LOS TANQUES

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES ÍNDICE DE RIESGOS DEL TANQUE 2 CON XILENO

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES FALLAS ENCONTRADAS Pintura deteriorada Tapas corroídas Cordones de soldaduras Silletas de soporte no poseen placa de desgaste Tanque Nº 7 con fuga del sistema de enfriamiento Corrosión localizada en el Tanque Nº 8 Separación entre tanques Distancia entre tanques y muros de contención.

PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES ACONDICIONAMIENTOS RECOMENDADOS Colocar sello asfáltico en las silletas Instalar placas de desgaste Controlar el proceso de llenado Reparar soldaduras defectuosas Reparar tapas corroídas Reemplazar la pintura Evitar fugas del sistema de enfriamiento Eliminar el contacto entre escalera y tanque N° 8 Remplazar válvulas defectuosas Separar los tanques de acuerdo a la norma IRI Ubicar muros de contención a una distancia igual o mayor a la altura de los tanques.

CONCLUSIONES Provee una visión real del estado de los componentes e identifica los mecanismos de daños Integra los END con las políticas de calidad Se enfoca en la importancia en que la gerencia presta atención a los componentes y a la integridad de las operaciones La determinación del riesgo se basa en aspectos estadísticos que evalúan la efectividad de la inspección Se identifica las áreas afectadas por cada componente y se logra reducir el impacto esperado.

RECOMENDACIONES Debería ser aplicado en las compañías ecuatorianas que utilizan sustancias inflamables o tóxicas, para disminuir las perdidas económicas por fallas de equipos. Modelar las consecuencias tóxicas de sustancias no consideradas Creación de organismo de control que verifique su correcta aplicación Poseer base de datos de inspecciones anteriores