TexasGas Group
Incremento de la Vida Útil de Intercambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor
Tubos y Placa
-
Tubos y Carcasa
“Fin Fan Cooler”
Enfriador Atmosférico
Recalentadores
Otros (que utilicen tubo y placa)
Intercambiador de Calor
Tubo y Carcasa
Intercambiador de Calor
“Fin Fan Cooler”
Intercambiador de Calor
Enfriador Atmosférico
Intercambiador de Calor
Recalentador
Proceso de Expansión
(Junta de Tubo Expandido)
Proceso de Soldadura
(Juntas Aceptables de Tubo Soldado)
Manifestación de Fallas en Juntas
de Tubos y Placa
Fuga a través de:
-
Porosidades
Fisuras
Grietas
Perforaciones
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
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
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
Corrosión Galvánica
Ejemplo
Corrosión Galvánica
Consecuencia
-
-
-
Disolución de metal alrededor de
las juntas
Eventual pérdida de sello entre
tubo y placa
Contaminación de fluidos
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
Corrosión por Rendija
Ejemplos
Corrosión por Rendija
Consecuencias
-
-
-
Disolución de metal alrededor de
las juntas
Eventual pérdida de sello entre
tubo y placa
Contaminación de fluidos
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
Corrosión Inducida por Esfuerzos
Ejemplo
Corrosión Inducida por Esfuerzos
Consecuencias
-
-
-
Formación de poros (“pitting”)
en la zona de transición
Eventual formación de grietas y
perforaciones
Contaminación de fluidos
Corrosión Bajo Tensión
Mecanismo de Corrosión
• Pérdida de ductibilidad en el metal
debido a esfuerzos residuales
• Presencia de un electrolito específico
Corrosión Bajo Tensión
Ejemplo
Corrosión Inducida por Esfuerzos
y Bajo Tensión
Corrosión Bajo Tensión
Consecuencias
-
-
Formación de grietas y fisuras en
superficies sometidas a esfuerzos
Fractura catastrófica e impredecible
Contaminación de fluidos
Erosión Corrosión
Mecanismo de Corrosión
• Disolución de la superficie interna
del tubo
• Se exacerba a la entrada del tubo en
presencia de flujo turbulento
Erosión Corrosión
Ejemplo
Erosión Corrosión
Consecuencias
• Se forman surcos y/o perforaciones
• Contaminación de fluidos
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
Desgaste por Erosión
Ejemplos
Desgaste por Erosión
Consecuencias
• Se forman surcos y/o perforaciones
• Contaminación de fluidos
¿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?
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 Protección
•
•
•
•
Polímeros/Resinas/Pinturas
Galvanizado
Recubrimiento Electrolítico
Recubrimiento Autocatalítico o
“Electroless” (Pat. Pendiente)
Polímeros/Resinas/Pinturas
Problema
Alteran el Coeficiente de
Transferencia de Calor
Galvanizado
Problema
No se puede asegurar la
protección en las juntas entre
la placa y el haz tubular
Recubrimiento Electrolítico
Problemas
• Acumulación en las
puntas
• Penetración nula en
zonas internas
• Total dispersión de
espesores en las
diversas zonas
Recubrimiento Autocatalítico o Electroless
Ventajas
• 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
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 Electroless
en Juntas Expandidas (Pat. Pendiente)
Recubrimiento Autocatalítico o Electroless
en Juntas Soldadas (Pat. Pendiente)
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 Expandida
Contaminación de Fluidos
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)
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

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
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
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
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
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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C.A. TECNOLOGIA APLICADA