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TexasGas GroupTexasGas Group
Incremento de la Vida Útil de Intercambiadores de Calor
Intercambiadores de CalorTubos y Placa
Intercambiadores de CalorTubos y Placa
- Tubos y Carcasa
- “Fin Fan Cooler”
- Enfriador Atmosférico
- Recalentadores
- Otros (que utilicen tubo y placa)
Intercambiador de CalorTubo y Carcasa
Intercambiador de CalorTubo y Carcasa
Intercambiador de Calor“Fin Fan Cooler”
Intercambiador de Calor“Fin Fan Cooler”
Intercambiador de CalorEnfriador Atmosférico
Intercambiador de CalorEnfriador Atmosférico
Intercambiador de CalorRecalentador
Intercambiador de CalorRecalentador
Proceso de Expansión(Junta de Tubo Expandido)
Proceso de Expansión(Junta de Tubo Expandido)
Proceso de Soldadura(Juntas Aceptables de Tubo Soldado)
Proceso de Soldadura(Juntas Aceptables de Tubo Soldado)
Manifestación de Fallas en Juntasde Tubos y Placa
Manifestación de Fallas en Juntasde Tubos y Placa
Fuga a través de:
- Porosidades- Fisuras- Grietas- Perforaciones
Consecuencia de Fallas en Juntasde Tubos y Placa
Consecuencia de Fallas en Juntasde 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
Causas de Fallas en Juntasde Tubos y Placa
Causas de Fallas en Juntasde Tubos y Placa
- Corrosión Galvánica (Bimetálica)
- Corrosión por Rendija
- Corrosión Inducida por Esfuerzos (SIC)
- Corrosión Bajo Tensión (SCC)
- Erosión Corrosión
- Desgaste por Erosión
Corrosión GalvánicaMecanismo de Corrosión
Corrosión GalvánicaMecanismo 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
Corrosión GalvánicaEjemplo
Corrosión GalvánicaEjemplo
Corrosión GalvánicaConsecuencia
Corrosión GalvánicaConsecuencia
- Disolución de metal alrededor de las juntas
- Eventual pérdida de sello entre tubo y placa
- Contaminación de fluidos
Corrosión por RendijaMecanismo de Corrosión
Corrosión por RendijaMecanismo 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
Corrosión por RendijaEjemplos
Corrosión por RendijaEjemplos
Corrosión por RendijaConsecuencias
Corrosión por RendijaConsecuencias
- Disolución de metal alrededor de las juntas
- Eventual pérdida de sello entre tubo y placa
- Contaminación de fluidos
Corrosión Inducida por EsfuerzosMecanismo de Corrosión
Corrosión Inducida por EsfuerzosMecanismo 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
Corrosión Inducida por EsfuerzosEjemplo
Corrosión Inducida por EsfuerzosEjemplo
Corrosión Inducida por EsfuerzosConsecuencias
Corrosión Inducida por EsfuerzosConsecuencias
- Formación de poros (“pitting”) en la zona de transición
- Eventual formación de grietas y perforaciones
- Contaminación de fluidos
Corrosión Bajo TensiónMecanismo de Corrosión
Corrosión Bajo TensiónMecanismo de Corrosión
• Pérdida de ductibilidad en el metal
debido a esfuerzos residuales• Presencia de un electrolito específico
Corrosión Bajo TensiónEjemplo
Corrosión Bajo TensiónEjemplo
Corrosión Inducida por Esfuerzosy Bajo Tensión
Corrosión Inducida por Esfuerzosy Bajo Tensión
Corrosión Bajo TensiónConsecuencias
Corrosión Bajo TensiónConsecuencias
- Formación de grietas y fisuras en superficies sometidas a esfuerzos
- Fractura catastrófica e impredecible- Contaminación de fluidos
Erosión CorrosiónMecanismo de CorrosiónErosión CorrosiónMecanismo de Corrosión
• Disolución de la superficie interna
del tubo• Se exacerba a la entrada del tubo en
presencia de flujo turbulento
Erosión CorrosiónEjemplo
Erosión CorrosiónEjemplo
Erosión CorrosiónConsecuencias
Erosión CorrosiónConsecuencias
• Se forman surcos y/o perforaciones• Contaminación de fluidos
Desgaste por ErosiónMecanismo de Desgaste
Desgaste por ErosiónMecanismo de Desgaste
• Problemas de Cavitación• Presencia de sólidos suspendidos• Se exacerba a la entrada del tubo
en presencia de flujo turbulento
Desgaste por ErosiónEjemplos
Desgaste por ErosiónEjemplos
Desgaste por ErosiónConsecuencias
Desgaste por ErosiónConsecuencias
• Se forman surcos y/o perforaciones• Contaminación de fluidos
¿Cómo evitar los Mecanismos de Corrosión?
¿Cómo evitar los Mecanismos de Corrosión?
Impidiendo que el electrolito contacte las superficies metálicas discimiles y/o sujetas a esfuerzos y/o deformación plástica
¿Cómo evitar los Mecanismos de Desgaste?
¿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
Métodos de ProtecciónMétodos de Protección
• Polímeros/Resinas/Pinturas• Galvanizado• Recubrimiento Electrolítico• Recubrimiento Autocatalítico o
“Electroless” (Pat. Pendiente)
Polímeros/Resinas/PinturasProblema
Polímeros/Resinas/PinturasProblema
Alteran el Coeficiente de Transferencia de Calor
GalvanizadoProblema
GalvanizadoProblema
No se puede asegurar la protección en las juntas entre la placa y el haz tubular
Recubrimiento ElectrolíticoProblemas
Recubrimiento ElectrolíticoProblemas
• Acumulación en las
puntas• Penetración nula en
zonas internas• Total dispersión de
espesores en las diversas zonas
Recubrimiento Autocatalítico o ElectrolessVentajas
Recubrimiento Autocatalítico o ElectrolessVentajas
• No hay acumulación
en las puntas• Penetración total en
áreas interiores• Espesor uniforme en
todas las zonas
Recubrimiento de Aleación de Níquel y Fósforo (“Electroless Nickel”) o ENP
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
Recubrimiento Autocatalítico o Electrolessen Juntas Expandidas (Pat. Pendiente)
Recubrimiento Autocatalítico o Electrolessen Juntas Expandidas (Pat. Pendiente)
Recubrimiento Autocatalítico o Electrolessen Juntas Soldadas (Pat. Pendiente)
Recubrimiento Autocatalítico o Electrolessen Juntas Soldadas (Pat. Pendiente)
Intercambiador de Calor E-50(Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
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
Grieta en la Zona ExpandidaGrieta en la Zona Expandida
Contaminación de FluidosContaminación de Fluidos
Intercambiador de Calor E-50(Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
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
Intercambiador de Calor E-50(Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
Intercambiador de Calor E-50(Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
Intercambiador de Calor E-50(Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
Intercambiador de Calor E-50(Unidad de Alquilación de Refinería PDVSA Puerto La Cruz)
ConclusionesConclusiones
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
ConclusionesConclusiones
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
ConclusionesConclusiones
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
ConclusionesConclusiones
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
ConclusionesConclusiones
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
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
www.texasgasgroup.com
