Incremento de la Vida Útil de Intercambiadores de Calor

Presentación del tema: "Incremento de la Vida Útil de Intercambiadores de Calor"— Transcripción de la presentación:

1 Incremento de la Vida Útil de Intercambiadores de Calor
TexasGas Group Incremento de la Vida Útil de Intercambiadores de Calor

2 Intercambiadores de Calor Tubos y Placa
- Tubos y Carcasa - “Fin Fan Cooler” - Enfriador Atmosférico - Recalentadores - Otros (que utilicen tubo y placa)

3 Intercambiador de Calor Tubo y Carcasa

4 Intercambiador de Calor “Fin Fan Cooler”

5 Intercambiador de Calor Enfriador Atmosférico

6 Intercambiador de Calor Recalentador

7 Proceso de Expansión (Junta de Tubo Expandido)

8 Proceso de Soldadura (Juntas Aceptables de Tubo Soldado)

9 Manifestación de Fallas en Juntas de Tubos y Placa
Fuga a través de: Porosidades Fisuras Grietas Perforaciones

10 Consecuencia de Fallas en Juntas de Tubos y Placa
- Contaminación de fluidos - Pérdida de eficiencia y rendimiento - Riesgo de explosiones - Riesgo de contaminación ambiental y salud - Incremento en gastos operacionales y mantenimiento

11 Causas de Fallas en Juntas de Tubos y Placa
- Corrosión Galvánica (Bimetálica) - Corrosión por Rendija - Corrosión Inducida por Esfuerzos (SIC) - Corrosión Bajo Tensión (SCC) - Erosión Corrosión - Desgaste por Erosión

12 Corrosión Galvánica Mecanismo de Corrosión
- Metal del tubo anódico (“menos noble”) es atacado por metal catódico (“noble”) de la placa - Metales están en contacto - Se cierra el circuito a través de un electrolito

13 Corrosión Galvánica Ejemplo

14 Corrosión Galvánica Consecuencia
Disolución de metal alrededor de las juntas Eventual pérdida de sello entre tubo y placa Contaminación de fluidos

15 Corrosión por Rendija Mecanismo de Corrosión
Se debe a la desoxigenación del fluido atrapado en la rendija que se forma entre el tubo y la placa Ocurre entre la rendija y la placa debido a desequilibrio químico

16 Corrosión por Rendija Ejemplos

17 Corrosión por Rendija Consecuencias
Disolución de metal alrededor de las juntas Eventual pérdida de sello entre tubo y placa Contaminación de fluidos

18 Corrosión Inducida por Esfuerzos Mecanismo de Corrosión
En un mismo elemento metálico, la zona con esfuerzos residuales (anódica) mantiene contacto con la zona libre de esfuerzos (catódica) Se cierra el circuito entre ambas zonas a través de un electrolito

19 Corrosión Inducida por Esfuerzos Ejemplo

20 Corrosión Inducida por Esfuerzos Consecuencias
Formación de poros (“pitting”) en la zona de transición Eventual formación de grietas y perforaciones Contaminación de fluidos

21 Corrosión Bajo Tensión Mecanismo de Corrosión
Pérdida de ductibilidad en el metal debido a esfuerzos residuales Presencia de un electrolito específico

22 Corrosión Bajo Tensión Ejemplo

23 Corrosión Inducida por Esfuerzos y Bajo Tensión

24 Corrosión Bajo Tensión Consecuencias
Formación de grietas y fisuras en superficies sometidas a esfuerzos Fractura catastrófica e impredecible Contaminación de fluidos

25 Erosión Corrosión Mecanismo de Corrosión
Disolución de la superficie interna del tubo Se exacerba a la entrada del tubo en presencia de flujo turbulento

26 Erosión Corrosión Ejemplo

27 Erosión Corrosión Consecuencias
Se forman surcos y/o perforaciones Contaminación de fluidos

28 Desgaste por Erosión Mecanismo de Desgaste
Problemas de Cavitación Presencia de sólidos suspendidos Se exacerba a la entrada del tubo en presencia de flujo turbulento

29 Desgaste por Erosión Ejemplos

30 Desgaste por Erosión Consecuencias
Se forman surcos y/o perforaciones Contaminación de fluidos

31 ¿Cómo evitar los Mecanismos de Corrosión?
Impidiendo que el electrolito contacte las superficies metálicas discimiles y/o sujetas a esfuerzos y/o deformación plástica

32 ¿Cómo evitar los Mecanismos de Desgaste?
Impidiendo que el fluido contacte la superficie metálica interna a la entrada de cada tubo y/o modificando las velocidades de flujo para evitar cavitación y reducir turbulencia

33 Métodos de Protección Polímeros/Resinas/Pinturas Galvanizado
Recubrimiento Electrolítico Recubrimiento Autocatalítico o “Electroless” (Pat. Pendiente)

34 Polímeros/Resinas/Pinturas Problema
Alteran el Coeficiente de Transferencia de Calor

35 Galvanizado Problema No se puede asegurar la protección en las juntas entre la placa y el haz tubular

36 Recubrimiento Electrolítico Problemas
Acumulación en las puntas Penetración nula en zonas internas Total dispersión de espesores en las diversas zonas

37 Recubrimiento Autocatalítico o Electroless Ventajas
No hay acumulación en las puntas Penetración total en áreas interiores Espesor uniforme en todas las zonas

38 Copia fielmente la superficie a ser recubierta
Recubrimiento de Aleación de Níquel y Fósforo (“Electroless Nickel”) o ENP Copia fielmente la superficie a ser recubierta Presenta adherencia atómica y por difusión Presenta alta resistencia a la corrosión Presenta alta resistencia al desconchamiento

39 Recubrimiento Autocatalítico o Electroless en Juntas Expandidas (Pat
Recubrimiento Autocatalítico o Electroless en Juntas Expandidas (Pat. Pendiente)

40 Recubrimiento Autocatalítico o Electroless en Juntas Soldadas (Pat
Recubrimiento Autocatalítico o Electroless en Juntas Soldadas (Pat. Pendiente)

41 Intercambiador de Calor E-50 (Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
Problema Funcionamiento errático requiriendo mantenimiento y/o recambio de haz tubular cada año y medio (en promedio) debido a grietas generadas por Corrosión bajo Tensión en ambiente caustico

42 Grieta en la Zona Expandida

43 Contaminación de Fluidos

44 Intercambiador de Calor E-50 (Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
Solución Funcionamiento sin problemas desde el año 2005, luego de la aplicación (en calidad de prototipo) del recubrimiento de Aleación de Níquel y Fósforo (“Electroless Nickel”) o ENP

45 Intercambiador de Calor E-50 (Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)

46 Intercambiador de Calor E-50 (Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)

47 Conclusiones El ENP impide que el electrolito haga contacto con las superficies de metales disimiles, evitando corrosión galvánica o bimetálica El ENP impide que el electrolito haga contacto con las paredes de las rendijas, evitando corrosión por rendija

48 Conclusiones El ENP impide que el electrolito haga contacto con las superficies de metales con esfuerzos residuales y/o pérdida de ductilidad, evitando corrosión inducida por esfuerzos y corrosión bajo tensión

49 Conclusiones El ENP impide que el electrolito haga contacto con la superficie metálica interna a la entrada de los tubos, reduciendo los efectos de la erosión corrosión y desgaste por erosión

50 Conclusiones La implementación de ENP en las juntas de tubos y placa, permite reducir los factores de riesgo de los intercambiadores de calor, en consecuencia, reduciendo significativamente los riesgos de explosión y contaminación ambiental, así como los asociados a la salud

51 Conclusiones La implementación de ENP en las juntas de tubos y placa, permite extender la vida útil de los intercambiadores de calor, en consecuencia, reduciendo significativamente gastos de mantenimiento y paradas no programadas

52 GRACIAS POR SU ATENCIÓN