Diseno Sistema Mantenimiento Planta a Silco Pdvsa

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL TRABAJO DE GRADO

DISEO DE SISTEMA DE MANTENIMIENTO PARA LA PLANTA COMPRESORA PJ2 DEL COMPLEJO OPERACIONAL JUSEPN BASADO EN EL SISTEMA DE INSPECCIN DE LAZOS PARA CONFIABILIDAD OPERACIONAL (SILCO) DE PETRLEOS DE VENEZUELA, S.A., DISTRITO FURRIAL.

MARTNEZ BELLORN ALEJANDRA REBECA

PUERTO ORDAZ, MAYO DE 2010


UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL TRABAJO DE GRADO


Trabajo de Grado presentado ante el Departamento de Ingeniera Industrial de la UNEXPO Vicerrectorado Puerto Ordaz como requisito para la obtencin del ttulo de Ingeniero Industrial.

PhD. Mayra D Armas Tutor Acadmico

Ing. Melvin Lpez Tutor Industrial

PUERTO ORDAZ, MAYO DE 2010

MARTNEZ BELLORN, ALEJANDRA REBECA. Diseo de Sistema de Mantenimiento para la Planta Compresora PJ2 del Complejo Operacional Jusepn basado en el Sistema de Inspeccin de Lazos para Confiabilidad Operacional (SILCO) de Petrleos de Venezuela, S. A., Distrito Furrial, 2010. Pgs. 118 Trabajo de Grado. Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre. Vicerrectorado Puerto Ordaz. Departamento de Ingeniera Industrial. Tutor Acadmico: PhD. Mayra D Armas. Tutor Industrial: Ing. Melvin Lpez. Referencias Pg. 105 Captulos: I. El Problema. Il. Generalidades de la Empresa. III. Marco Terico. IV. Marco Metodolgico. V. Resultados. Conclusiones. Recomendaciones. Anexos.

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICERRECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL TRABAJO DE GRADO

ACTA DE APROBACIN

Quienes suscriben, miembros del Jurado Evaluador designados por la Comisin de Trabajos de Grado del Departamento de Ingeniera Industrial de la Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre, Vicerrectorado Puerto Ordaz, para evaluar el Trabajo de Grado presentado por el (la) ciudadano(a): ALEJANDRA REBECA MARTNEZ BELLORN, portador de la Cdula de Identidad No V-16.162.844, titulado: DISEO DE SISTEMA DE MANTENIMIENTO PARA LA PLANTA COMPRESORA PJ2 DEL COMPLEJO OPERACIONAL JUSEPN, BASADO EN EL SISTEMA DE LAZOS PARA CONFIABILIDAD OPERACIONAL (SILCO) DE

PETRLEOS DE VENEZUELA, S.A., DISTRITO FURRIAL , para optar al ttulo de INGENIERO INDUSTRIAL, consideramos que este cumple con los requisitos exigidos para tal efecto y por lo tanto lo declaramos APROBADO.

________________________ PhD. Mayra D Armas Tutor Acadmico

________________________ Ing. Melvin Lpez Tutor Industrial

________________________ Ing. Emerson Surez Jurado Evaluador

________________________ Msc. Ivn Turmero Jurado Evaluador

Dedicado a:

Dios Todopoderoso. Mi madre y hermanos. Mis amigos. A una persona muy especial, Ta Yazmn, se que desde el cielo nos acompaas y cuidas a todos los que te queremos!

vi

AGRADECIMIENTOS

A Dios, por haberme regalado el milagro de la vida y llenarme de fe, voluntad y constancia para lograr todos mis objetivos y alcanzar esta anhelada meta y tambin por rodearme de personas que han estado dispuestas a brindarme su apoyo.

A mi madre, Del Valle Bellorn por su lucha constante para motivarme a formarme como profesional y como persona. Igualmente a mis hermanos y a mi familia por su valiosa ayuda.

A mis tutores, Ing. Melvin Lpez por su amistad y asesora tcnica en la realizacin de mi trabajo de grado, a PhD. Mayra D Armas por su orientacin, sus enseanzas y por haber tenido la oportunidad de trabajar como preparadora.

A PDVSA, por ofrecerme la oportunidad de realizar mi trabajo de Grado, formarme a nivel profesional y por todo lo aprendido durante mi estada en esta empresa.

Al personal que labora en las Plantas Compresoras y al personal de ICCEE: Guillermo, Vctor, Jos C., Moiss, Ramn C., Pablo, Edward, Mara S., Morelia y Wilmar por toda su colaboracin.

A la UNEXPO Vice-rectorado Puerto Ordaz, mi casa de estudios y a todos los profesores con quienes tuve la oportunidad de compartir, aprender todo lo relacionado a mi carrera y a formarme acadmica e integralmente.

vii

A mis amigos y compaeros: Leo, Andrea, Carlitos, Vanessa, Lili, Anghi, Oscar, Gaby, Emely, Jhoanna, Paola, Daniel, Armando, Csar F y a todos mis compaeros de Ingeniera Industrial que siempre han estado conmigo a lo largo de mi carrera y con quienes he compartido muchos momentos y experiencias que de una u otra manera nos han dejado algn aprendizaje. A Marbelis, Dolianna, Raquel, Leyddy, Meyris y Aleyda quienes siempre han estado pendiente de mis estudios y sobretodo por mantener durante tanto tiempo una amistad muy grande.

A mis compaeros tesistas: Neyla, Mirvis, Luisana, Kasandra, Rafael, Ramn S., Orlando y a mi hermanito Diego, nuestra integracin y equipo de trabajo fue excelente, gracias a ustedes por hacer todos estos meses ms llevaderos y brindarme su amistad, espero siempre nos mantengamos unidos.

A todos, muchsimas Gracias!

viii

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICERRECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL TRABAJO DE GRADO


Autor: Martnez Bellorn, Alejandra Rebeca. Tutor Acadmico: PhD. Mayra D Armas. Tutor Industrial: Ing. Melvin Lpez.

RESUMEN

En el siguiente trabajo se desarroll un sistema de mantenimiento para la Planta Compresora PJ2 del Complejo Operacional Jusepn basado en el Sistema de Inspeccin de Lazos para Confiabilidad Operacional (SILCO) de Petrleos de Venezuela, S.A., Distrito Furrial. La investigacin es de tipo documental, descriptiva y de campo. Los resultados obtenidos fueron: quince (15) lazos de corrosin, cincuenta y cinco (55) circuitos y trescientos sesenta y cinco (365) puntos de inspeccin. Mediante el anlisis de jerarquizacin se obtuvo que los lazos ms crticos son los 2, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 13 y 14 respectivamente debido a que la informacin sobre los mismos es muy limitada y no poseen inspecciones. Las mediciones con Ultrasonido se realizarn en Enero de 2011 y en Septiembre de 2011 para garantizar la integridad mecnica de la Planta.

Palabras clave: Corrosin, Mecanismo de Corrosin, Lazos de Corrosin, Anlisis de Criticidad, Silco.

ix

NDICE GENERALDEDICATORIA AGRADECIMIENTOS RESUMEN INTRODUCCIN CAPTULO I EL PROBLEMA 1.1 Planteamiento del Problema 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo General 1.2.2 Objetivos Especficos 1.3 Alcance 1.4 Limitaciones 1.5 Justificacin 5 5 6 6 6 3

vi vii ix 1

II

GENERALIDADES DE LA EMPRESA 2.1 Antecedentes de la Empresa 2.2 Ubicacin de la Empresa 2.3 Visin de la Gerencia de Mantenimiento 2.4 Misin de la Gerencia de Mantenimiento 2.5 Poltica de la Calidad de la Gerencia de Mantenimiento 2.6 Descripcin del Complejo Operacional Jusepn 2.6.1 Descripcin del proceso de la Planta Compresora Jusepn 2 14 11 8 9 11 11 11

III

MARCO TERICO 3.1 Antecedentes 3.2 Bases Tericas 3.2.1 Corrosin 17 16

3.2.2 Caractersticas de la Corrosin 3.2.3 Factores que afectan la Corrosin 3.2.4 Clasificacin y Tipos de Corrosin 3.2.4.1 Corrosin Uniforme 3.2.4.2 Corrosin Galvnica 3.2.4.3 Picaduras Pitting 3.2.4.4 Hendiduras (Crevices) 3.2.4.5 Ataque selectivo (Leaching) 3.2.4.6 Esfuerzos (Stress Corrosion Craking) 3.2.4.7 Corrosin Intergranular 3.2.4.8 Erosin/Corrosin 3.2.4.9 Fatiga 3.2.4.10 Corrosin dulce o corrosin por CO2 3.2.4.11 Corrosin agria o corrosin por H2S 3.2.4.12 Corrosin por oxgeno 3.2.4.13 Biolgica 3.2.5 Inhibidores de Corrosin 3.2.5.1 Clases de Inhibidores 3.2.6 Ensayos No Destructivos (END) 3.2.6.1 Objetivos de los ensayos no

17 18 20 20 20 22 23 24 25 25 26 27 28 29 30 30 31 31 32 32

destructivos 3.2.6.2 Mtodos de ensayos no destructivos 3.2.7 Mecanismos de Corrosin 3.2.8 Anlisis referencial de jerarquizacin de lneas y equipos de proceso del lazo 3.2.9 Sistema de Inspeccin de Lazos para Confiabilidad Operacional (SILCO) 3.2.9.1 Objetivos del SILCO 3.2.9.2 Alcance del SILCO 3.2.9.3 Variable SILCO 3.2.9.4 Ventana SILCO 3.2.9.5 Diseo de plan selectivo de inspeccin 38 39 39 39 41 37 33 35 36

IV

MARCO METODOLGICO 4.1 Tipo De Estudio De La Investigacin 4.2 Poblacin y Muestra 4.3 Recursos 4.3.1 Recursos Humanos 4.3.2 Recursos Materiales 4.4 Tcnicas y/o instrumentos de recoleccin de datos 4.4.1 Revisin Documental 4.4.2 Observacin Directa no Participante 4.4.3 Entrevistas no Estructuradas 4.5 Procedimiento 47 48 48 48 46 47 45 46

V

RESULTADOS 5.1 Descripcin de los Lazos de Corrosin establecidos 5.2 Jerarquizacin de los lazos PCJ-2 5.3 Determinacin de la mano de obra, duracin y costos de las actividades de inspeccin 5.4 Anlisis de los resultados 5.5 Plan de Mantenimiento para planta compresora Jusepn 2 CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ANEXOS 102 104 105 106 92 94 51 89 89

LISTA DE TABLASN 3.1 3.2 3.3 3.4 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 Serie galvnica Vs. fem. Rangos de Corrosin por CO2 Severidad de Corrosin por H2S Matriz de criticidad para lneas y equipos de proceso de lazo Valores operacionales para el Lazo - 1 Equipos estticos correspondiente al PJ2 Lazo - 1 Lneas de proceso correspondiente al PJ2 Lazo - 1 Valores operacionales para el Lazo - 2 Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 2 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 2 Valores operacionales para el Lazo - 3 Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 3 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 3 Valores operacionales para PJ2 Lazo 4 Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 4 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 4 Valores operacionales del PJ2 Lazo 5 Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 5 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 5 Valores operacionales para el PJ2 Lazo 6 Equipos estticos correspondiente al PJ2 Lazo 6 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 6. Valores operacionales para el PJ2 Lazo 7 Pg. 22 28 30 37 52 52 53 54 55 55 57 57 57 59 59 59 61 61 62 63 64 64 66

5.20 5.21 5.22 5.23 5.24 5.25 5.26 5.27 5.28 5.29 5.30 5.31 5.32 5.33 5.34 5.35 5.36 5.37 5.38 5.39 5.40 5.41 5.42 5.43

Equipos estticos para el PJ2 Lazo 7 Lneas de proceso para el lazo de corrosin 7 Valores operacionales para PJ2 Lazo 8 Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 8. Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 8 Valores operacionales para el PJ2 Lazo 9. Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 9 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 9 Valores operacionales para el PJ2 Lazo 10. Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 10 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 10. Valores operacionales para el PJ2 Lazo 11 Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 11 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 11 Valores operacionales para el PJ2 Lazo 12 Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 12 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 12 Valores operacionales para el PJ2 Lazo 13 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 13 Valores operacionales para el PJ2 Lazo 14 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 14 Valores operacionales para el PJ2 Lazo 15 Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 15 Puntos inspeccionados por perodo

66 67 68 69 69 71 71 72 73 74 74 76 76 77 79 79 80 82 82 84 85 86 87 96

LISTA DE FIGURAS

N 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Ubicacin Geogrfica de PDVSA Jusepn, Distrito Furrial Diagrama de Flujo de Proceso Complejo Operativo Jusepn Esquema de proceso compresores C1 y C2 de PCJ 2 Esquema de proceso compresores C-3 y C-4 de la PCJ 2 Corrosin uniforme Corrosin galvnica Corrosin por picaduras Corrosin crevice Corrosin selectiva Corrosin SCC Corrosin intergranular Corrosin erosin Corrosin por fatiga

Pg. 10 10 15 15 20 21 23 24 24 25 26 27 28 40 50 52 54 56 58 61 63 66 68

3.10 Flujograma de acciones SILCO 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 Lazos de corrosin de la Planta Compresora Jusepn (PCJ-2) Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 1 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 2 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 3 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 4 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 5 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 6 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 7 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 8

5.10 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 9 5.11 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 10 5.12 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 11 5.13 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 12 5.14 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 13 5.15 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 14 5.16 Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 15 5.17 Resultados de la jerarquizacin de los lazos de corrosin de PJ2

70 73 75 79 81 84 86 89

GRFICOS

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Plan de inspeccin actual vs plan de inspeccin propuesto (Costos) Plan de inspeccin actual vs plan de inspeccin propuesto (H-H) Avance de inspeccin de PJ2 Puntos a inspeccionar Enero 2011 Puntos a inspeccionar Septiembre 2011

91 92 95 99 101

LISTA DE ANEXOS

ANEXO A B C Posiciones de medicin mediante ultrasonido en tuberas y accesorios Formato para el anlisis de criticidad de lneas y equipos de proceso Caractersticas ms resaltantes de los quince (15) lazos de corrosin establecidos por la metodologa SILCO para la Planta Compresora Jusepn 2 (PJ2) Anlisis cromatogrfico del Gas Natural para PCJ 2 Resumen de circuitos PCJ 2 y codificacin de isomtricos Caractersticas de los circuitos PJ2 cargados en SILCO Isomtrico del circuito 001P2 Tabla de medicin de espesores circuito 001P2, inspeccin ao 2009 Tabla de medicin de espesores circuito 001P2, inspeccin ao 2007 Reporte SILCO: Espesores de retiro del circuito 001P2 Reporte SILCO: Grfica de puntos del circuito 001P2

Pg. 107 108 112

D E F G H I J K

112 113 114 115 116 116 117 118

ANEXOS DIGITALIZADOS

Isomtricos de Planta Compresora Jusepn 2 Tablas de medicin de espesores ao 2009 Tablas de medicin de espesores ao 2007 Reporte SILCO: Espesores de retiro Grfica de puntos por circuito Puntos que requieren medicin original Programacin Enero 2011 PJ2 Programacin Septiembre 2011 PJ2

INTRODUCCIN

En la industria petrolera los daos causados por un problema de corrosin pueden ser muy amplios, ya sea por la ruptura de una pieza, fuga u otro, la reparacin de una falla, aparte del costo inherente a la sustitucin de un tramo de tubera daado, hay que tener en cuenta el dao causado al ambiente, muchas veces irreversibles, puede provocar accidentes de importante magnitud, as como el posible paro en la industria y los consiguientes problemas de desabastecimiento que puede llegar a acarrear.

La Planta Compresora Jusepn 2 maneja un gas que contiene agentes corrosivos como el sulfuro de hidrgeno (H2S) y el dixido de carbono (CO2) presentes en las lneas y equipos, que en combinacin con el agua que el gas arrastra, pueden originar la activacin de distintos mecanismos de corrosin, provocando as problemas de degradacin por corrosin interna en las lneas y equipos que conforman esta planta compresora. Esta corrosin es resultado de las condiciones operacionales del proceso. Por tal motivo es importante llevar un control de las mismas a travs de un plan de inspeccin. Actualmente, no se cuenta con ello por lo que las frecuencias de las inspecciones implementadas no es la ptima y a su vez es difcil estimar el tiempo de vida til de los equipos que conforman esta planta, adems se debe tener en cuenta que todo esto se traduce en costos.

Basado en lo anterior, el Departamento de Inspeccin y Control de Corrosin de Equipos Estticos (ICCEE), de la Gerencia de Mantenimiento de PDVSA Distrito Furrial, como una forma de optimizar los recursos pone en marcha el presente proyecto a fin de implementar el software llamado Sistema de Inspeccin de Lazos de corrosin (SILCO), el cual combina las metodologas:

Lazos de Corrosin, Inspeccin Basada en Riesgos (IBR) y el Sistema de Inspeccin en Marcha (SIEM), para realizar seguimiento de las variables operacionales a manera de establecer frecuencias ptimas de inspeccin de acuerdo a las condiciones operacionales y a su vez estimar el tiempo de vida til de los equipos y lneas, este sistema tambin permitir establecer los rangos de operacin as como mantener una base de datos actualizada sobre la integridad mecnica de las instalaciones.

La informacin para desarrollar la investigacin, se apoyar en la documentacin acerca del proceso de la planta, historiales de fallas, isomtricos, mediciones de espesores por ultrasonido y visitas a la planta. La investigacin consiste bsicamente en identificar las variables y determinar los mecanismos de corrosin predominantes de acuerdo a los lazos de corrosin seleccionados, una vez cargada toda la data en el sistema se podr monitorear cada lazo con el fin de garantizar la confiabilidad de las instalaciones.

La estructura del informe se presenta de la siguiente manera: en el captulo I se expone el problema, el captulo II contiene los aspectos generales de PDVSA Jusepn, en el captulo III se presentan las bases tericas de la investigacin, el captulo IV es el marco metodolgico, en el captulo V se muestran los resultados y el plan de mantenimiento para PJ2. Posteriormente se presentan las conclusiones, recomendaciones y anexos que dan soporte de la informacin obtenida.

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CAPTULO I

EL PROBLEMA

Este captulo describe la problemtica y los objetivos que persigue la investigacin que se emprende para implementar SILCO en PJ2 de Jusepn.

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

PDVSA, como empresa dedicada a la exploracin y produccin de energa, necesita establecer lneas de transferencia de gas y crudo hacia los distintos Centros de Operacin que conforman la geografa nacional; normalmente, estos productos dependiendo de su procedencia, contienen impurezas que influyen en la corrosin de los materiales y en las propiedades de los productos tratados.

La corrosin tiene efectos no deseados como fugas y fallas que traen como consecuencia paradas de plantas no programadas que se traducen en costos elevados, e incluso pueden provocar accidentes fatales y daos al ambiente, razn por la cual resulta necesario que la empresa aproveche las bondades de la tecnologa, para desarrollar proyectos que contribuyan a mantener bajo control y reducir en lo posible los efectos negativos que se desprenden de la corrosin.

En la Planta Compresora 2 ubicada en el Complejo Operacional Jusepn de PDVSA, se maneja un flujo de gas de aproximadamente 20 MMPCND compuesto bsicamente por CO2 y H2S que al hacer contacto con el agua se

convierte en un agente altamente corrosivo y en esta instalacin no se inyecta actualmente algn producto para tratamiento qumico que minimice este problema. Adems la frecuencia de inspeccin sistemtica establecida es bianual para todas las plantas que conforman el complejo sin considerar la condicin de las mismas, adicionalmente no se tiene al alcance informacin suficiente sobre los equipos ni registros histricos sobre los mantenimientos y fallas ocurridas en dicha planta. De esto se deriva que el tiempo de vida til remanente de las lneas no se puede determinar, as como la frecuencia ptima para realizar las inspecciones acorde a la criticidad de los equipos y lneas de transferencia, todo esto acarrea mayor cantidad de mantenimientos correctivos efectuados y por ende se generan mayores costos.

De acuerdo a lo anteriormente expuesto, el Departamento de Inspeccin y Control de Corrosin de Equipos Estticos (ICCEE), adscrito a la Gerencia de Mantenimiento, en bsqueda de mejorar la utilizacin de los recursos propone facilitar el seguimiento de las condiciones operacionales mediante la definicin de lazos de corrosin, circuitos y puntos de control para predecir fallas y desviaciones en los mismos. De esta manera, se podr optimizar la frecuencia de las inspecciones y garantizar la confiabilidad en las instalaciones de las plantas a evaluar, por lo cual emprendi la presente investigacin proponiendo aplicar el Sistema de Inspeccin de Lazos de Corrosin (SILCO), el cual ha sido implementado con xito en otras instalaciones de PDVSA. SILCO es un software que sirve de herramienta para la predictibilidad de corrosin interna, que combina las metodologas: Lazos de Corrosin, Inspeccin Basada en Riesgos (IBR) y el Sistema de Inspeccin en Marcha (SIEM), utilizados para planes de inspeccin y mantener bajo monitoreo las variables operacionales que necesiten ser evaluadas.

4

1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

Para llevar a cabo el estudio planteado se formularon los objetivos siguientes:

1.2.1 OBJETIVO GENERAL

Disear un Sistema de Mantenimiento para la Planta Compresora PJ2 del Complejo Operacional Jusepn basado en el Sistema de Inspeccin de Lazos para Confiabilidad Operacional (SILCO) de Petrleos de Venezuela, S.A., Distrito Furrial.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS:

1. Identificar

las

variables

operacionales

y

corrosivas

de

las

instalaciones. 2. Establecer los lazos y circuitos de corrosin. 3. Determinar los mecanismos de degradacin que afectan las lneas y equipos de las plantas. 4. Clasificar los Lazos de Corrosin basado en el anlisis referencial de jerarquizacin (anlisis de criticidad). 5. Calcular la frecuencia ptima de inspeccin para cada punto de control de acuerdo a su condicin mediante el software SILCO. 6. Determinacin de mano de obra, recursos, duracin y costos de las actividades de inspeccin. 7. Programacin de las actividades de inspeccin para la Planta Compresora PJ2 basado en SILCO.

5

1.3 ALCANCE El estudio se realizar en el Departamento Inspeccin y Control de Corrosin de Equipos Estticos y contempla la descripcin de los lazos de corrosin establecidos en la planta compresora PJ2 desde las facilidades de entrada, compresin y facilidades de salida, incluyendo los sistemas de alivio y venteo, drenaje y gas combustible de la planta. En estas se estudian las caractersticas y variables del proceso de compresin, mecanismos de corrosin, especificaciones de equipos y lneas, verificacin de isometras, tablas de mediciones de ultrasonido y asignacin de cdigos para uso en el sistema de Inspeccin de Lazos de Corrosin para Confiabilidad

Operacional.

1.4 LIMITACIONES

Los inconvenientes que se presentan durante la realizacin del proyecto se deben a la falta de equipos computadores, lo cual retrasa el proceso de obtencin de informacin, redaccin del informe y carga de data. Otra limitacin encontrada es precisamente la falta de documentacin de historiales de fallas y especificaciones tcnicas de los equipos que forman parte de las instalaciones de la planta, este es precisamente uno de los motivos por los cuales se emprende la presente investigacin.

1.5 JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DEL ESTUDIO

La ejecucin del proyecto permitir a la Gerencia de Mantenimiento programar las inspecciones por puntos de control de los equipos y lneas de acuerdo a su condicin mecnica y monitoreo de variables operacionales con el propsito de realizar las acciones oportunas al costo ptimo y estudios necesarios segn sea el tipo de falla, para reducir los mantenimientos

6

correctivos que generan riesgos operacionales y costos mayores por concepto de paradas de plantas.

La aplicacin del software SILCO permitir estimar el comportamiento de las velocidades de corrosin de las lneas y equipos de la Planta Compresora 2 del Complejo Operacional Jusepn, con lo cual se podr contar un monitoreo de las condiciones de las mismas, adems definir rangos recomendados de operacin para evitar la prdida de material y/o propiedades mecnicas, se podr determinar la vida til de los equipos y las lneas de proceso y gracias a esto se obtendr una data actualizada, por tanto la operacin de estas instalaciones aumentar la confiabilidad y productividad.

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CAPTULO II GENERALIDADES DE LA EMPRESA

En este captulo se abordarn aspectos relevantes como; ubicacin, antecedentes, misin, visin, polticas de calidad, objetivos, estructuras organizativas, tanto de la empresa como de la Gerencia donde se realiza el trabajo de investigacin.

2.1 ANTECEDENTES DE LA EMPRESA

Petrleos de Venezuela, S.A. (PDVSA) fue constituida como empresa del Estado Venezolano en el ao 1.976. Desde entonces, se ha convertido en una de las corporaciones energticas ms importantes del mundo, siendo la Casa Matriz que se encarga del desarrollo de la industria petrolera, petroqumica y carbonfera.

PDVSA est orientada a planificar, coordinar, supervisar y controlar las actividades operativas de sus divisiones; tanto a nivel nacional como internacional, con el fin de motorizar el desarrollo armnico del pas, afianzar el uso soberano de los recursos, potenciar el desarrollo endgeno y propiciar una existencia digna y provechosa para el pueblo venezolano.

Desde sus inicios, PDVSA estuvo encaminada hacia la produccin de sedimentos para la exportacin y actualmente ocupa una destacada posicin entre los refinadores mundiales y la red de manufactura. Adems; realiza actividades en las reas de petroqumica, investigacin y desarrollo

tecnolgico, educacin y adiestramiento en sectores vinculados con la industria energtica.

Para la comercializacin de los productos, petrleos y derivados; PDVSA forma parte de la Organizacin de Pases Exportadores de Petrleo (OPEP), donde se asigna una cuota determinada para colocar productos finales en mercados internacionales. Asegura la capacidad de las refineras en Venezuela, la exportacin de crudo y la capacidad de las refineras venezolanas en el exterior.

En la actualidad; tambin se encarga de la comercializacin de otros productos como Carbn, Gases Combustibles y Orimulsin, y como resultado del cambio de patrn de depuracin y la modernizacin de las refineras, se purifica buena parte de los residuales y un gran volumen de crudos pesados y extrapesados.

2.2 UBICACIN DE LA EMPRESA

Petrleos de Venezuela S.A. (PDVSA) est presente a lo largo y ancho de la geografa nacional, encontrndose en los estados: Falcn, Zulia, Lara, Barinas, Anzotegui, Monagas, Sucre, entre otros.

Para el mejor desarrollo y gestin la Corporacin Energtica Venezolana cuenta con PDVSA Exploracin y Produccin (E&P), la cual est dividida de la siguiente manera: Divisin Oriente, Divisin Occidente y Divisin Centro Sur.

La Divisin Oriente en particular, dispone de diversas reas operacionales que se subdividen en distritos operacionales, entre los cuales se encuentran los distritos: Anaco, Costa Afuera, Punta de Mata, Furrial y San Tom.

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La empresa donde se llev a cabo el proyecto pertenece al Distrito Furrial; el cual abarca todos los campos petroleros ubicados en el noroeste del estado Monagas. El rea de estudio se encuentra en el Complejo Jusepn, ubicado en las inmediaciones de la poblacin de Jusepn (ver figura 2.1). Este complejo est formado por las siguientes unidades: La Planta de Recuperacin Secundaria de Oriente (RESOR), Planta de Extraccin de Lquidos Jusepn (antigua ACOGAS), Planta de Tratamiento Sistema de Agua Efluente Norte (SAEN), Sistema Deshidratador de Crudo, Tanque de Estabilizacin, siete (7) Mdulos de Produccin ubicados en la Estacin Principal Jusepn y el Mdulo Adicional JOM (Jusepn-Orocual-Manresa), Planta Recuperadora de Vapor (REVA) integrada por cuatro (4) unidades (RV-1, 2, 3 y 4) y la Planta Compresora Jusepn integrada nueve (9) unidades compresoras modulares PC-JUS-2, 6, 8, 9,10,43 y MP-JUS-3, 4 y 5.

Figura 2.1: Ubicacin Geogrfica de PDVSA Jusepn, Distrito FurrialFuente: Intranet www.PDVSA.com.ve

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2.3 VISIN DE LA GERENCIA DE MANTENIMIENTO

Ser una organizacin lder mundial por su excelencia en el mantenimiento de equipos e instalaciones de la industria petrolera.

2.4 MISIN DE LA GERENCIA DE MANTENIMIENTO

Mantener los equipos e instalaciones ubicadas en el Distrito Norte de la Divisin Oriente, en forma confiable y segura, mediante la aplicacin de las mejores prcticas de mantenimiento clase mundial, con trabajadores altamente capacitados y motivados, con responsabilidad social, en armona con el medio ambiente y contribuyendo a la creacin del mximo valor para el accionista.

2.5 POLTICA DE LA CALIDAD DE LA GERENCIA DE MANTENIMIENTO

Planificar, Programar y Ejecutar el mantenimiento de los equipos e instalaciones del Distrito Norte de la Divisin Oriente, basado en su condicin, con personal altamente calificado, mejorando continuamente los procesos y prestando un servicio en forma segura, al menor costo y de calidad, a fin de lograr la satisfaccin de los clientes.

2.6 DESCRIPCIN DEL COMPLEJO OPERACIONAL JUSEPN

En este centro operativo se procesan cuatrocientos cincuenta mil barriles por da (450 MBPD) de crudos livianos y medianos provenientes de los yacimientos del campo el Furrial. La explotacin de los yacimientos de este campo trae asociado a la produccin de crudo un volumen de gas, el cual es separado en la Estacin Principal Jusepn, donde operan siete mdulos de

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produccin y un mdulo adicional conocido como JOM (Jusepn-OrocualManresa). El gas separado en la Estacin Principal JUSEPIN es comprimido en el Centro Operativo JUSEPIN el cual est constituido por nueve (9) plantas compresoras y cuatro (4) plantas recuperadoras de vapor, las cuales suman una capacidad operacional de 460 MMPCND y una capacidad instalada de 500 MMPCND.

Figura 2.2: Diagrama de Flujo de Proceso Complejo Operativo JUSEPIN. Fuente: Manual de Contextos Operacionales de las Instalaciones de PDVSA, Dtto. Norte.

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El proceso de compresin est definido para realizar la separacin de los lquidos del gas, depuracin, enfriamiento, tratamiento qumico y compresin del gas a tres (3) niveles de presin. En la primera etapa la presin se eleva hasta 120 psi, en la segunda hasta 500 psi y en la ltima etapa hasta 1300 psi.

El sistema de compresin de gas est compuesto por los siguientes sistemas principales: Compresin de Alta: Compresin de Media: 500 a 1300 Lppcm. 100 a 1300 Lppcm. PC-JUS-6.

PC-JUS-8 (Operada y Mantenida por HANOVER). PC-JUS-9 (Operada y Mantenida por WILPRO). MINIPLANTAS 120 a 1300 Lppcm. JUS-10 (Operada y Mantenida por HANOVER). 40 a 120 Lppcm. PC-JUS-2A. 120 a 1300 Lppcm. PC-JUS-2B.

Compresin de Baja:

El gas antes de entrar a las etapas de compresin, pasa primero por un separador general de succin (SG) donde se separan los lquidos de arrastre del gas, luego pasa por una etapa de depuracin interetapas (DG), el gas descargado por estas unidades es enviado hacia la etapa de enfriamiento, luego el gas es comprimido y descargado por las plantas compresoras aproximadamente a 1300 Lppcm, es transferido hacia la succin de la Planta de Extraccin JUSEPIN (Antiguo Acogas) y hacia Muscar, donde es reprocesado para su posterior uso (Ver figura 2.2).

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2.6.1 CARACTERSTICAS DE LAS INSTALACIONES A EVALUAR Para efectos del proyecto se evala la Planta Compresora Jusepn 2.

2.6.1.1 Planta Compresora JUSEPIN 2 (PCJ-2) Est constituida por cuatro unidades compresoras: C-1, C-2, C-3 y C-4, con compresores reciprocantes. A las unidades C-1 y C-2 entra gas de baja presin procedente de los Mdulos de Produccin, con un flujo de aproximadamente 20 MMPCND en cada una. En la primera etapa la presin se eleva desde 40 hasta 80 psi, y en la segunda hasta 120 psi. El gas antes de entrar a estas unidades, pasa por el depurador general de succin DG02, donde se separan los lquidos de arrastre del gas. Cada unidad est provista de un depurador general de succin, uno interetapa DII y uno de descarga DD, adems de un enfriador tipo ventilador cuyo arreglo provee enfriamiento al gas de proceso, al agua del motor y al agua para enfriamiento del aceite. El gas descargado, una vez enfriado y depurado, es enviado hacia las Miniplantas Compresoras JUSEPIN 3, 4 y 5 a los compresores C-3 y C-4 de PCJ-2. (Ver figura 2.3). A las unidades C-3 y C-4 entra gas de media presin (120 psig) procedente del campo Boquern, con un flujo de aproximadamente 10 MMPCND. Estas unidades constan de tres etapas de compresin (ver figura 2.4). En la primera etapa, la presin del gas se eleva hasta 360 psig, en la segunda a 680 psig y en la tercera hasta 1300 psig. Cada unidad est provista de un depurador de succin DS, dos depuradores interetapas DII y DIII, respectivamente y un depurador de descarga DD, adems del enfriador. El gas descargado por estas unidades es enviado a PDVSA Gas.

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1era. Etapa40 psig 100 F 10 MMPCNDDS

2da. Etapa80 psig 120 FDII

80 psig 175 F 20 MMPCND 40 psig

120 psig 150 F

DG02

Enfriador

DD

Hacia Miniplantas Compresoras 3, 4, 5 o a los compresores C3 y C4 de PCJ-2

10 MMPCND A la otra unidad compresora.

Figura 2.3: Esquema de proceso compresores C1 y C2 de PCJ 2. Fuente: Manual de Contextos Operacionales de las Instalaciones de PDVSA, Dtto. Norte.

1era. Etapa120 psig 110 FDII DS

2da. Etapa

360 psig 100 F

10 MMPCND 120 psig 360 psig 170 F 680 psig 110 F

Enfriador680 psig 180 F

3era. EtapaDIII

1300 psig 200 F

1300 psig 120 FHacia Transferencia DD

Figura 2.4: Esquema de proceso compresores C-3 y C-4 de la PCJ 2. Fuente: Manual de Contextos Operacionales de las Instalaciones de PDVSA, Dtto. Norte.

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CAPTULO lll MARCO TERICO

3.1 ANTECEDENTES

Garca, H (2006). Este trabajo consisti en la aplicacin de la tcnica de los lazos de corrosin la cual se puede definir como una filosofa basada en control de riesgo y condiciones o un sistema de mantenimiento preventivo dedicado a controlar los mecanismos de degradacin de las unidades de proceso de la industria petrolera, con la finalidad de optimizar el funcionamiento de los equipos mejora la frecuencia de inspeccin y disminuir los costos de mantenimiento e inspeccin de las plantas.

Martnez, C (2006). Realiz un proyecto de anlisis de la influencia de las variables operacionales y factores que generan corrosin interna en la Planta Compresora Jusepn 2 (PJ2), PDVSA, Distrito Norte, para predecir y prevenir posibles fallas por corrosin interna en las lneas de proceso y equipos estticos de la planta. Se seleccionaron once secciones o lazos de corrosin considerando los criterios de similitud operacional, material de fabricacin y tipo de fluido en servicio. Se estudiaron tres sistemas auxiliares: drenaje, venteo y gas combustible. La informacin obtenida en informes del departamento de procesos; de los P&ID y entrevistas al personal; mostr el comportamiento de las condiciones operacionales con los factores que propician la corrosin y que los mecanismos de corrosin que pueden suscitarse en cada lazo y sistema de la PJ2 son por H 2S y por CO2, siendo ste predominante.

3.2 BASES TERICAS

3.2.1 CORROSIN La corrosin es definida como la destruccin o deterioro de un material (generalmente metales o aleaciones) debido a su reaccin con el medio ambiente al cual esta expuesto. Siempre que la corrosin est originada por una reaccin qumica (oxidacin), la velocidad a la que tiene lugar depender en alguna medida de la Temperatura, la salinidad del fluido en contacto con el metal y las propiedades de los metales en cuestin. Los ms conocidos son las alteraciones qumicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formacin de ptina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latn). Los efectos corrosivos sobre los materiales se manifiestan de diversas maneras: ataque qumico, prdida de peso, desgaste, agrietamiento, reduccin de las propiedades mecnicas, ampollamiento y decoloracin.

3.2.2 CARACTERSTICAS DE LA CORROSIN Son reacciones que ocurren en regiones plenamente identificadas, llamadas andicas y catdicas. Reaccin andica es una reaccin de oxidacin, la cual libera electrones que se dirigen a la regin catdica, aumentando as la valencia o produccin de electrones. Es un proceso que slo ocurre en presencia de un electrolito. En la regin andica se produce la disolucin del metal (corrosin). En la reaccin catdica se produce la inmunidad del metal, consiste en la disminucin de valencia o consumo de electrones.

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3.2.3 FACTORES QUE AFECTAN LA CORROSIN Entre los factores tenemos:

- Temperatura: La velocidad de corrosin es directamente proporcional a la temperatura, tiende a aumentar con el incremento de la temperatura.

La temperatura juega un doble proceso de deterioro, por un lado su incremento proporciona la movilidad de las molculas facilitando el transporte de sustancias, por su disminucin puede dar lugar a condensaciones que, a su vez, pueden producir incrementos locales importantes del contenido de humedad del material. Adems la cantidad absoluta de vapor de agua en la atmsfera vara con la temperatura.

- Concentracin: La concentracin de la corriente puede tener efectos importantes sobre las velocidades de corrosin, ya que al cambiar constantemente es ms difcil la prediccin de los grados de corrosin.

- Efecto del oxgeno disuelto: Para que un metal sufra corrosin apreciable en agua neutra o casi neutra, a temperaturas ordinarias, es necesario la presencia de oxgeno (O2) disuelto en agua saturada con aire. La velocidad de corrosin del hierro es proporcional a la concentracin de oxgeno.

En ausencia del oxgeno disuelto, la velocidad de corrosin a temperatura ambiente es inapreciable tanto para el hierro puro como para el acero.

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-

Velocidad: Un aumento de la velocidad del movimiento relativo entre una solucin corrosiva y una superficie metlica tiende a acelerar la corrosin, debido a la rapidez con que los productos qumicos corrosivos llegan a la superficie que se corroe, y a la mayor rapidez con que los productos de la corrosin podran acumularse en la superficie y disminuir la corrosin.

Mientras mayor sea la velocidad sern ms delgadas las pelculas a travs de las cuales deben penetrar las sustancias corrosivas y por las cuales se tiende a difundir los productos de corrosin, que son solubles.

Se produce resistencia a la corrosin, debido a la acumulacin de capas de productos de corrosin insolubles en la superficie del metal, el efecto de la alta velocidad puede evitar su formacin normal o retirarlos despus que se forman.

- Pelculas: Las impurezas en una corriente pueden actuar como inhibidor y retrasar en realidad la corrosin. Al retirar estas impurezas por algn cambio de proceso, el resultado puede ser un aumento resaltante en el proceso de corrosin.

Las impurezas en un material corrosivo pueden ser tanto buenas como malas desde el punto de vista de la corrosin, y sus efectos son variados y complejos. Por supuesto, otras impurezas pueden tener efectos perjudiciales sobre los materiales.

Iniciado el proceso de corrosin, su avance puede ser controlado con mucha frecuencia, por la naturaleza de las pelculas, como las pasivas que se forman o acumulan en la superficie del metal.

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- PH de la solucin: La velocidad de corrosin en la mayora de los metales es afectada por el pH, el efecto vara segn la combinacin del metal y del ambiente.

3.2.4 CLASIFICACIN Y TIPOS DE CORROSIN La corrosin ha sido clasificada de diferentes maneras. Un mtodo la divide en corrosin por combinacin directa u oxidacin y corrosin electroqumica, y otro la divide en corrosin hmeda y seca. Sin embargo Fontana, indica la conveniencia de clasificar la corrosin de acuerdo a la forma en que se manifiesta, obtenindose bajo este criterio, la siguiente clasificacin:

3.2.4.1 Corrosin Uniforme: Es la ms comn y menos peligrosa, caracterizada por un ataque y desgaste parejo del metal hasta que ocurre la fuga/falla. Es ms fcil de monitorear y predecir la vida remanente de los equipos afectados, mediante ensayos de corrosin. Sin embargo, es la que genera mayores cantidades de prdida de metal (ver figura 3.1).

Figura 3.1: Corrosin uniforme. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

Se previene a travs de la seleccin apropiada de materiales, uso de pinturas, inhibidores de corrosin, etc.

3.2.4.2 Corrosin Galvnica: Se origina entre dos metales de diferente actividad qumica (diferente potencial, fuerza electromotriz), conectados

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mediante un conductor metlico o por contacto directo entre ellos o entre distintas zonas de un mismo metal, en presencia de un electrolito o ambiente corrosivo (ver figura 3.2).

Figura 3.2: Corrosin galvnica. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

Factores que influyen en la corrosin galvnica.

-

Tiempo: La diferencia de potencial generado por el acople galvnico puede cambiar con el tiempo.

-

Ambiente: La humedad atmosfrica juega un papel muy importante. Diferencias entre ambientes.

-

Distancia: Generalmente la corrosin galvnica es ms severa cerca de las juntas y el ataque disminuye a medida que se aleja de ellas.

-

rea: La relacin de rea es quizs el segundo factor ms importante, mientras menor sea el rea o superficie andica o activa, en comparacin con el rea del metal noble o catdico, mayor ser la densidad de la corriente de corrosin y mayor la velocidad de corrosin del metal andico. Esta relacin se define:

rea Catdica 1 Desfavorable rea Andica

(Ecuacin 3.1)

rea Catdica 1 Favorable rea Andica

(Ecuacin 3.2)

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Tabla 3.1: Serie galvnica Vs. fem.

Fuente: Curso de corrosin CELADE.

Para la prevencin de este tipo de corrosin se deber: Seleccionar metales o aleaciones cercanos en la serie galvnica. Evitar la relacin desfavorable nodo pequeo/ctodo grande. De ser posible, aislar elctricamente los metales/aleaciones que van a estar en contacto. Evitar el uso de uniones roscadas entre metales diferentes. Aplicar pinturas anticorrosivas protectoras.

3.2.4.3 Picaduras Pitting: Es uno de los tipos de corrosin ms agresivos. Se manifiesta como ataque localizado intenso y la falla/fuga ocurre de manera repentina, sin prdida significativa de material, es difcil de detectar y cuantificar. Se observan puntos aislados cubiertos con productos de corrosin, bajo los cuales se ha propagado una perforacin y son ms comunes en aleaciones que poseen una capa invisible, adherente y resistente a la corrosin (pelculas pasivas), tales como los aceros inoxidables austenticos y el aluminio (ver figura 3.3).

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Figura 3.3: Corrosin por picaduras. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

Mtodos de control: - Inhibidores de corrosin. - Pinturas - Revestimientos.

3.2.4.4 Hendiduras (Crevices): El ataque es muy similar al de las picaduras. Ocurre debido a la presencia de celdas de concentracin de oxigeno (aireacin diferencial), presentes en reas muy confinadas, que favorecen el estancamiento del fluido, debajo de depsitos de slidos, tales como en las superficies de las empacaduras de las uniones bridadas, en las juntas solapadas y en ensamblajes de tornillos/tuercas o en remaches (ver figura 3.4).

Mtodos para prevenir la corrosin por hendiduras: - Utilizar empacaduras slidas, no absorbentes de humedad (tefln, metlicas). - Usar juntas soldadas en lugar de remachadas. - Especificar penetracin completa en las soldaduras y evitar juntas punteadas. - Evitar sitios de estancamiento del fluido y acumulacin de slidos extraos. - Instalar drenajes adecuados en recipientes y equipos.

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Figura 3.4: Corrosin crevice. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

3.2.4.5 Ataque selectivo (Leaching): Es un proceso de seleccin en el cual uno de los elementos de una aleacin slida es removido (ver figura 3.5).

Figura 3.5: Corrosin selectiva. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

Para prevenir la corrosin se deber: - Utilizar latones con contenido de cinc inferior a 15% y/o aleaciones de latn inhibidas, tales como admiralty metal y elementos como estao y pequeas adiciones de antimonio y fsforo (entre 0.02% y 0.05%) u otras aleaciones que no contengan cinc (cobre, nquel, bronces, etc). - En el caso de hierro fundido, se recomienda emplear hierro dctil y hierro maleable, pues la forma y disposicin del grafito, los hacen prcticamente inmunes a este tipo de ataque selectivo.

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3.2.4.6 Esfuerzos (Stress Corrosion Craking): Es un proceso de corrosin en el cual el material est sometido a esfuerzos, generalmente tensin y se fractura en presencia de un medio corrosivo. Las fallas ocurren repentinamente, de modo frgil, sin deformacin, desgaste ni prdida de peso y suelen ser prematuras, muy costosas y aveces, catastrficas (ver figura 3.6).

Figura 3.6: Corrosin SCC. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

Mtodos de control: Reducir los esfuerzos. Ej.: cabillas. Eliminar contaminantes crticos (humedad, CO2, H2S, etc). Uso de inhibidores de corrosin. Uso de revestimientos.

3.2.4.7 Corrosin Intergranular: Consiste en un ataque localizado en los lmites o bordes de los granos de la microestructura cristalina de una aleacin. No se aprecia visualmente de manera significativa, pero este tipo de corrosin reduce drsticamente las propiedades mecnicas de la aleacin, sin desgaste apreciable (ver figura 3.7).

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Figura 3.7: Corrosin intergranular. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

Mtodos de control: Tratamientos trmicos. Materiales con elementos estabilizadores de carburos tales como columbio + tantalio, titanio. Aceros con contenido de carbono < 0.03%.

3.2.4.8 Erosin/Corrosin: Es el dao severo en las aleaciones, originado por la accin conjunta y movimiento relativo del ambiente corrosivo y la superficie metlica, acelerado por la accin fsica de desgaste y prdida de material, por efecto de la velocidad del fluido. Su apariencia fsica se caracteriza por la presencia de ranuras, surcos, canales en las superficies metlicas, orientados en la direccin del fluido (ver figura 3.8).

Para prevenir este tipo de corrosin se deber: Seleccionar apropiadamente los materiales metlicos y los no metlicos. Utilizar revestimientos y con duros depositados con soldadura reforzados de con

elastmeros

refractarios

monolticos,

fibras/agujas metlicas. Reducir la agresividad del ambiente (control de contaminantes como O2, Cl-, H2S, etc.).

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-

Mejorar el diseo metlico y de proceso: mejorando la geometra global del sistema; evitando cambios bruscos de velocidad, caudal del fluido y controlando su rgimen (laminar en lugar de turbulento); aumentando el espesor del material en zonas crticas; instalando insertos en los extremos de la entrada de la tubera de

intercambiadores de calor.

Figura 3.8: Corrosin erosin. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

3.2.4.9 Fatiga: Se caracteriza por la reduccin significativa del lmite de resistencia a la fatiga de una aleacin, debido al efecto del ambiente corrosivo al cual est expuesto (ver figura 3.9).

Para controlar la corrosin por fatiga se deber: Utilizar tratamientos trmicos superficiales que generan capas muy finas endurecidas sobre la superficie del metal para aumentar la resistencia a la fatiga. Reducir la magnitud de los esfuerzos cclicos aplicados y reducir la agresividad del ambiente corrosivo. Controlar e inspeccionar la calidad de los procesos de fabricacin, maquinado y de acabado superficial. Una superficie pulida es mucho ms resistente a la fatiga que una rugosa.

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-

Aplicar revestimientos electrolticos sobre la superficie metlica (cromado, niquelado, etc.).

Figura 3.9: Corrosin por fatiga. Fuente: http:materias.fi.uba.ar/

Adicionalmente la American Petroleum Institute, cita cuatro formas de corrosin comunes en la industria de petrleo y gas:

3.2.4.10 Corrosin dulce o corrosin por CO2: El Dixido de Carbono (CO2) disuelto en agua corroe el acero al carbono. Si el vapor de agua condensa en las tuberas o lneas de flujo, el cido carbnico (N 2CO3) formado produce corrosin por picaduras en el metal expuesto. La porcin desde una cierta profundidad hacia la tubera de produccin y las lneas de flujo de superficie son ms susceptibles a este tipo de corrosin. Para aceros al carbono y de baja aleaciones, a temperaturas por debajo de 350 F existe corrosin activa por CO2 bajo los rangos siguientes:Tabla 3.2: Rangos de Corrosin por CO2.

PpCO2 (Psi) 30

Caracterstica Levemente corrosivo Moderadamente corrosivo Severa


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Por otra parte, el incremento de la temperatura eleva la tasa de corrosin hasta el punto donde el CO2 es vaporizado. El ataque a la superficie del metal por medio de este fenmeno de corrosin puede presentarse en tres tipos:

-

Tipo I: La corrosin es homognea y ocurre tpicamente por debajo de los 60 C (140 F) a pH menores de 5 mpy. La disolucin del hierro es pobre y por ende el producto de corrosin no cubre enteramente la superficie; la adhesin de este producto a la superficie metlica no es muy buena, facilitando la remocin de la misma por el fluido en movimiento.

-

Tipo II: La corrosin es localizada y ocurre tpicamente alrededor de los 100 C (212 F), aqu la tasa de corrosin es mayor y se observan picaduras en el metal. La capa de carbonato de hierro formada, es porosa y heterognea lo que produce la formacin de picaduras.

-

Tipo III: Ocurre a temperaturas superiores a 150 C (302 F), la corrosin disminuye dado la formacin de una capa de carbonato de hierro homognea, adherente y de buenas propiedades mecnicas, lo cual disminuye la disolucin del hierro.

3.2.4.11 Corrosin agria o corrosin por H2S: El Sulfuro de Hidrgeno (H2S) disuelto en agua, a partir de niveles muy bajos, puede crear un ambiente sumamente corrosivo. Este ataque esta caracterizado por la formacin de una capa de Sulfuro de Hierro negro sobre la superficie metlica, la cual es conocida como corrosin general por H2S.

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Tabla 3.3: Severidad de Corrosin por H2S.Condicin Severidad segn Nace MR-0175 Baja probabilidad de Corrosin por H2S

PpH2S < 0,0125

0.015 < PpH2S < 0.05

Susceptible a Agrietamiento por Hidrogeno

0.05 < PpH2S 0.10

Corrosin General


3.2.4.12 Corrosin por oxgeno: Ocurre cuando el oxgeno est disuelto en agua, lo cual incrementa muy rpido la velocidad de corrosin. En un sistema de inyeccin de agua, el aire puede entrar en la corriente del fluido en muchas partes del sistema. En pozos productores, este tipo de corrosin es causado usualmente cuando el aire entra en el anillo entre el revestidor y la tubera de produccin.

3.2.4.13 Biolgica: El metal o aleacin se deteriora debido a procesos de corrosin, los cuales ocurren directa o indirectamente, como resultado de la actividad de organismos vivos (bacterias, algas, caracoles, etc.).

Estos organismos viven y se reproducen en ambientes de pH variables entre 2 y 11, temperaturas desde 5 a 75 C y presiones tan elevadas de 1000 Kg/cm2, en ambientes tales como suelos, agua natural y salada, sedimentos, productos petroleros y fluidos rompedores de emulsiones.

Los microorganismos podran ser clasificados en dos grandes familias:

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-

Bacterias aerbicas que requieren la presencia de oxgeno para reproducirse.

-

Bacterias anaerbicas, las cuales se reproducen y viven en ausencia de oxgeno. Las ms conocidas son las BSR o Bacterias Sulfatos Reductoras, capaces de reducir los iones sulfatos o sulfitos presentes en el agua a iones sulfuro, resultandoH2S como subproducto. Se nutren de: carbn, nitrgeno y fsforo.

Para prevenir leste tipo de dao se deber: - Utilizar biocidas, tales como el cloro gaseoso o compuestos clorados, hipoclorito de sodio, NaOCl usado en sistemas de agua de enfriamiento con agua salada, en agua dulce, etc.). - Usar sustancias venenosas como las sales cuaternarias de amonio, pinturas con compuestos de cobre para el control biolgico (para evitar el taponamiento o fouling en equipos y componentes), tales como algas y caracoles. - Utilizar revestimientos y proteccin catdica. - Evitar acumulacin de slidos y condiciones anaerbicas,

manteniendo limpia las superficies.

3.2.5 INHIBIDORES DE CORROSIN

Se definen inhibidores de corrosin como todas aquellas sustancias qumicas que adicionadas al medio corrosivo en pequeas cantidades producen una disminucin sensible de la velocidad de corrosin.

3.2.5.1 Clases de Inhibidores

Existen muchos tipos y composiciones de inhibidores. La mayora han sido desarrollados por experimentacin emprica y muchos estn patentados sin

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conocerse su composicin exacta. Por estas razones, los mecanismos de operacin de los inhibidores no se conocen completamente. Bsicamente existen 5 grupos: Inhibidores de tipo absorcin. Inhibidores que retardan evolucin de hidrgeno. Depuradores (scavengers). Oxidantes o pasivadores. Inhibidores del tipo fase- vapor.

3.2.6 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)

En trminos mas generales posibles, un mtodo de ensayo no destructivo (END) consiste en aplicar un campo de energa o un medio de prueba a la pieza o material bajo ensayo, detectar las modificaciones sufridas en el campo de energa o medio de prueba en su interaccin con la pieza o material, evaluar el significado de dichas modificaciones y, finalmente, relacionarlas con la presencia de discontinuidades, variaciones de

descomposicin, estructura y/o propiedades.

3.2.6.1 Objetivos de los ensayos no destructivos

Los END son mtodos que permiten detectar y evaluar discontinuidades, estructuras o propiedades de materiales, componentes o piezas, sin modificar sus condiciones de uso o aptitud de servicio.

Los END tienen por objetivo: Asegurar la calidad y confiabilidad. Prevenir fallas y accidentes. Producir beneficios econmicos. Contribuir al desarrollo de la ciencia de los materiales.

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3.2.6.2 Mtodos de ensayos no destructivos

Los diferentes mtodos son especficos para un determinado tipo de problema. En muchos casos existe la posibilidad de aplicar ms de un mtodo con iguales resultados en cuanto a la informacin que se pueda obtener. En otros casos, entre los varios mtodos aplicables, uno puede tener ventajas sobre los dems. Puede ocurrir tambin que la informacin que se desea se obtenga utilizando en forma complementaria ms de un mtodo aplicable o que sea necesario pensar en el desarrollo de un mtodo especfico para obtener la informacin que se necesita.

Cada especificacin de END debe estar basada en un correcto conocimiento de la naturaleza y funcin del material o parte a ser ensayada, y de las condiciones en que prestar servicio, a fin de poder seleccionar el mtodo ms apropiado.

a) Ensayo Visual: Se aplica para detectar defectos superficiales (macro) o deterioros estructurales en los materiales y para la determinacin de cantidad, forma, tamao, estado superficial, reflectividad, color de la pieza a ensayar. Este mtodo tiene como ventaja que puede ser usado en reas donde otros mtodos son imprcticos, adems ayuda a conocer cual ser el otro mtodo a aplicar. Sin embargo, solo detecta defectos superficiales y la confiabilidad depende de la habilidad y experiencia del operador, la facilidad de acceso o el uso de instrumentos auxiliares. b) Ensayo de Fugas: Tiene como objetivo garantizar la estanqueidad en recipientes destinados a la contencin y transporte de gases y lquidos, con el fin de evitar accidentes o contaminacin del medio ambiente.

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c) Ensayo de Partculas Magnticas: Es aplicado para la deteccin de discontinuidades ferromagnticos. superficiales y subsuperficiales en materiales

d) Ensayo Corrientes Inducidas: Es usado para deteccin de grietas, clasificacin de materiales y tomar medidas de recubrimiento. Es aplicable solo para aleaciones de aluminio, pues su penetracin es limitada a como mximo y su aplicacin en materiales ferromagnticos a veces es difcil.

e) Radiografa: El objeto de la radiografa es obtener informacin de la macroestructura interna de una pieza o componente. La inspeccin radiogrfica se utiliza cuando el ultrasonido no es aplicable, por ejemplo tuberas de bajo dimetro (menores a 2 pulg.). La aplicacin del ensayo requiere el uso de:

- Una fuente productora de radiacin. - Obtencin de una Imagen radiante que sensibiliza la pelcula radiogrfica. - La formacin de una imagen latente en la pelcula. - Revelado que pone de manifiesto la imagen fotogrfica del objeto observable visualmente por transparencia.

f) Lquidos Penetrantes: Este mtodo es muy sensible para la deteccin de discontinuidades abiertas a la superficie, tales como grietas y poros en materiales metlicos y no metlicos. El procedimiento de ensayo es similar para todos los tipos de penetrantes considerando de seis pasos fundamentales:

- Limpiado y secado de la superficie a inspeccionar.

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- Aplicacin del penetrante sobre la superficie, el cual debe permanecer un tiempo adecuado, a fin de que penetre en las discontinuidades del material. - Remocin del penetrante remanente sobre la superficie, sin eliminar el mismo de las discontinuidades. - Aplicacin del lquido revelador para ayudar a extraer el penetrante de las discontinuidades. - Examen visual de la superficie, para detectar indicaciones sobre la capa de revelador y tinte penetrante.

g) Utrasonido: El mtodo se usa bsicamente para: Medir espesores. Detectar discontinuidades internas. Detectar propiedades fsicas, estructura, tamao de grano y constantes elsticas de los materiales. En la figura mostrada en el anexo A se indican las posiciones de medicin con ultrasonido para diferentes tipos de accesorios en una tubera.

3.2.7 MECANISMOS DE CORROSIN

Es el factor que influye directamente en la alteracin qumica de un metal debido principalmente a su entorno, produciendo generalmente la

degradacin de sus condiciones fsicas y mecnicas.

Los mecanismos de degradacin por corrosin que ms usualmente coexisten son: - Dixido de carbono (CO2). - Acido sulfrico (H2S). Los criterios de KANE y DALTON, permiten determinar el mecanismo de degradacin predominante.

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El criterio de Dalton establece un clculo de la presin parcial del (CO2) y del (H2S) segn las siguientes ecuaciones:%CO2 Pt 100

PpCO2

(Ecuacin 3.3)

PpH 2 S

( ppm H 2 S Pt ) 10 6

(Ecuacin 3.4)

Donde: Pt = Presin total del sistema.

De acuerdo al criterio de Kane y aplicando el clculo anteriormente indicado, el mecanismo predominante se obtiene segn las siguientes condiciones: - PpCO2 / PpH2S > 200 Corrosin por CO2 - PpCO2 / PpH2S < 200 Corrosin por H2S Cabe destacar que aparte de estos mecanismos de degradacin por corrosin, existe otro fenmeno de degradacin conocido como erosin, el cual puede presentarse en menor proporcin.

3.2.8 ANLISIS REFERENCIAL DE JERARQUIZACIN DE LNEAS Y EQUIPOS DE PROCESO DEL LAZO Para el anlisis de criticidad de las lneas de proceso del lazo se recomienda seguir la evaluacin de criticidad mostrada en el formato indicado en el Anexo B, la cual est basada en anlisis de criticidad de API581 Nivel I. El llenado de esta encuesta requiere de informacin de campo, anlisis de historial de fallas y manejo de normas, para lo cual se recomienda seguir su instructivo de llenado. Los resultados de este anlisis se ubican en una matriz como la descrita en la tabla 3.4, la cual permite establecer comparaciones cuantitativas entre las lneas de proceso que conforman un

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lazo, y sirven de sustento para la toma de decisiones sobre la inclusin/exclusin de la misma en el SILCO. El valor del factor de criticidad obtenido para una lnea, debe incluirse en el listado de lneas de proceso del lazo. Un ejemplo de matriz de criticidad para lneas de proceso se muestra en la Tabla 3.4.

Para los equipos de proceso del lazo se debe realizar el anlisis de historial de falla para ello se recopila cronolgicamente la informacin asociada a reportes de inspeccin en operacin normal y en reparacin general y/o parcial, resultados de investigaciones especializadas, y cualquier otro tipo de fuente de informacin asociada al historial de falla de los mismos.Tabla 3.4: Matriz de criticidad para lneas y equipos de proceso de lazo.

Fuente: Manual de Inspeccin en Marcha PDVSA.

3.2.9 SISTEMA DE INSPECCIN DE LAZOS DE PARA CONFIABILIDAD OPERACIONAL (SILCO)

Es una filosofa de trabajo que integra de igual manera la metodologa de Lazos de Corrosin e Inspeccin Basada en Riesgo (IBR) con el Sistema de Inspeccin en Marcha (SIEM) para disear y llevar a cabo planes preventivos ptimos de inspeccin de lneas de proceso y equipos estticos en servicio, mediante la aplicacin de ensayos no destructivos (visual, ultrasonido, rayos X, etc.) en lugares previamente seleccionados, denominados puntos de

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control. Tambin realiza un seguimiento al comportamiento de las variables operacionales especficas que afectan la degradacin por corrosin u otros mecanismos de deterioro en los equipos y lneas contenidos dentro de un lazo, mediante el monitoreo continuo.

3.2.9.1 Objetivos del SILCO

El principal objetivo del SILCO es alertar tempranamente las desviaciones de las variables operacionales y las condiciones de integridad mecnica de lneas de procesos y equipos crticos para evitar fallas potenciales que impactan la confiabilidad operacional de las instalaciones o plantas.

Entre los objetivos especficos se tienen los siguientes: - Mantener el monitoreo de las variables operacionales. - Ejecutar el programa de inspecciones tanto en rgimen por condicin como en rgimen por frecuencia. - Dar alerta temprana al equipo de trabajo (operaciones, mantenimiento, procesos, inspeccin, planta) de las desviaciones detectadas en las variables operacionales. - Generar planes selectivos de inspeccin en las instalaciones afectadas por las variaciones de dichas variables. - Detectar y analizar los cambios de diseo actual que puedan incidir en zonas no controladas y que requieran el establecimiento de puntos de control nuevos, y proveer de insumos para la elaboracin de los alcances de las paradas de plantas programadas, as como para el mantenimiento de rutina. - Generar un informe gerencial mensual donde se especifican las desviaciones detectadas y recomendaciones emitidas para mantener la disponibilidad de las plantas, as como el seguimiento a las acciones planificadas en el mdulo de frecuencia.

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3.2.9.2 Alcance del SILCO

El Sistema de Inspeccin de Lazos para Confiabilidad Operacional (SILCO) abarca inspecciones por criticidad y por frecuencia determinadas en los lazos de corrosin, as como el monitoreo de las variables de operacin en lazos, de plantas definidas por su riesgo.

En el caso de inspecciones por criticidad, SILCO cubre las lneas y equipos de proceso que manejen servicios crticos como: Hidrocarburos con altas temperaturas y tuberas con productos corrosivos (o mezcla de ellos con productos no corrosivos).

3.2.9.3 Variable SILCO

Son variables operacionales que producen la corrosin en los materiales de las lneas de proceso y equipos, ejemplo de ellos son: cidos, agua, bases fuertes, temperatura, sales, cloruros, PH, entre otros, que incrementa la tasa de corrosin e influye sobre la integridad mecnica de los sistemas, a la cual se establece un rango para su monitoreo.

3.2.9.4 Ventana SILCO Es la representacin tabulada de los parmetros claves de los procesos de operacin de cada uno de los lazos de corrosin, que estn relacionados directamente con la degradacin de las lneas y equipos estticos que forman parte de la instalacin o planta en estudio (ver figura 3.10).

En la realizacin de esta ventana, se establece un rango mximo y mnimo de las variables precursoras de mecanismos de corrosin, que deben mantenerse para que no se originen mecanismos de corrosin en dicho lazo.

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Esta ventana est formada por: las variables y parmetros a monitorear, el lugar donde se debe medir estas variables o parmetros, la frecuencia de esta medicin, la unidad del parmetro o variable a medir, el valor mximo y mnimo de esta variable o parmetro, y por ltimo las observaciones, la razn de este monitoreo.

FLUJOGRAMAPROGRAMACION DE ESPESORES VISUALIZACION VENTANAS OPERACIONALES

VENTANAS DENTRO DE LIMITES

NO

AVISO OPERACIONES

ANALISIS PREVENTIVO DE LA VARIABLE NO CONTADOR> SI

SI PROGRAMA NORMAL PLAN SELECTIVO DE INSPECCION

1

COMIT SILCO ANALISIS DE RESULTADOS EJECUCION INSPECCION

DESVIACION

SI

RECOMENDACION PREVENTIVA A MANTENIMIENTO

2

NO REPORTE HISTRICO INTERVENCION DE MANTENIMIENTO REPROGRAMACION DE FRECUENCIA AJUSTE DE FECHA INICIAL CONTADOR

1

INDICADOR DE VARIABLES FUERA DE CONTROL

2

INDICADOR FALLAS EVITADAS

Figura 3.10: Flujograma de acciones SILCO. Fuente: Manual SILCO.

Este es un punto muy importante en la elaboracin del Manual SILCO ya que en esta ventana se tabulan los valores que garantizan el adecuado funcionamiento de las lneas y equipos pertenecientes a la planta. En la figura 3.10 se muestra grficamente los lineamientos bsicos a seguir por SILCO.

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3.2.9.5 Diseo de plan selectivo de inspeccin

El plan selectivo de inspeccin comprende la verificacin de la integridad mecnica de los componentes del lazo, estableciendo frecuencias de inspeccin que dependen de la criticidad de los mismos. Esta etapa comprende cronolgicamente, varias fases:

a) Seleccin de Lneas a Incluir en el Programa SILCO: Basado en los resultados del anlisis referencial de jerarquizacion, en el historial de fallas y en las recomendaciones del equipo multidisciplinario, se realiza la seleccin de las lneas a monitorear por SILCO.

b) Seleccin de Esquemticos: Definidas las lneas a ser incluidas en SILCO, es necesario preparar un mecanismo para ubicar con facilidad los puntos de control a inspeccionar en las lneas especificadas. Los mecnicos o isomtricos de control, cumplen esta funcin, los cuales son dibujos referenciales de una o varias lneas de proceso a tener en seguimiento.

c) Inspeccin Visual y Levantamiento de Esquemticos: Los isomtricos de control deben contar como mnimo con lo siguiente: Servicio (lquido, gas). Presin y temperatura de diseo. Presin y temperatura de operacin. Presin de prueba hidrosttica (donde aplica). Dimetros (donde aplique). Espesor nominal y de retiro (donde aplique). Material. Aislamiento (donde aplique). Planos de referencia.

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d) Definicin de Inspeccin y Facilidades: Se debe determinar si se requiere la utilizacin de andamios (su altura en caso de ser positivo), y si se requiere retirar aislamiento trmico (su tipo en caso de ser positivo), en las diferentes secciones del isomtrico de control.

e) Seleccin de Puntos de Control: Se designan los puntos de control que se consideren necesarios en los isomtricos de control, para ello se usa como referencia la norma API 570 Seccin V.

f) Clculo de Frecuencias de Inspeccin para Lneas: Cada uno de los componentes del lazo, requiere de inspecciones internas y externas con una frecuencia que depende de su criticidad: Lneas incluidas en SILCO: La frecuencia de inspeccin (F.I) se determina por la siguiente expresin:F.I V .Umin Fc

(Ecuacin 3.5)

donde: V.Umin = mnima vida til calculada para la seccin ms crtica de la lnea de proceso (de mayor rata de corrosin detectada). Fc= factor de criticidad de la lnea (obtenido del anlisis ver..)

Por su parte, V.Umin. se calcula a partir de la expresin:

V .Umin

( Eactual Eretiro ) ( Rcmax )

(Ecuacin 3.6)

donde: Eactual: espesor medido a tiempo actual. Eretiro: espesor de retiro en la lnea de proceso.

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Rcmax: rata de corrosin mxima detectada histricamente en la lnea de proceso.

En caso de no poseer este valor, puede tomarse como referencia Rcmax de otras unidades similares o por bibliografa, como base de inicio.

-

Lneas

no

incluidas

en

SILCO:

Se

recomiendan

sean

inspeccionadas con la frecuencia recomendada por la API-570 Seccin VI. para Inspecciones Visuales, Medicin de Espesores y Verificacin de Corrosin Bajo Aislamiento Trmico (cuando aplique).

g) Anlisis y Seleccin Particular de Equipos: Para el caso de equipos de proceso, el anlisis y seleccin de los componentes a ser incluidos en SILCO debe ser realizado por el equipo multidisciplinario. Las frecuencias de inspeccin estarn definidas como:

-

Equipos incluidos en SILCO: La frecuencia y extensin de inspeccin se recomienda sea determinada.

-

Equipos

no

incluidos

en

SILCO:

Se

recomiendan

sean

inspeccionados con la frecuencia recomendada por API-510 Seccin VI. para Inspecciones Visuales, Medicin de Espesores y

Verificacin de Corrosin Bajo Aislamiento Trmico (cuando aplique).

h) Plan Selectivo de Inspeccin: Finalmente, definidos los equipos de proceso a incluir en SILCO, se establecen las condiciones que regirn el Plan Selectivo de Inspeccin cuando existan desviaciones de relevancia en las Ventanas SILCO correspondientes a cada lazo. Cuando alguna de las ventanas SILCO se encuentre fuera de rangos recomendados un

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nmero de veces superior al Contador, se considera en rgimen de alarma SILCO y se activa el proceso de anlisis para definir un Plan Selectivo de Inspeccin, teniendo en cuenta en primer termino las lneas del lazo que cumplan con los siguientes criterios: Vida til menor a 10 aos. Velocidad de corrosin mayor a 10mpy. Nmero de inspecciones mayor a 4.

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CAPTULO IV MARCO METODOLGICO

En el marco metodolgico se define el tipo de estudio, las tcnicas, recursos y procedimientos a ejecutar para llevar a cabo los objetivos de la investigacin.

4.1 TIPO DE ESTUDIO DE LA INVESTIGACIN El tipo de estudio aplicado es no experimental, pues no se hace variar intencionalmente las variables independientes. Lo que se hace en la investigacin es observar los procesos para despus analizarlos. El diseo de la investigacin puede ser de diversos tipos de acuerdo a la problemtica, y variables a estudiar. De igual forma su determinacin se ve influenciada en funcin de los objetivos de la investigacin, en este caso se tienen los siguientes tipos:

Descriptiva: Se logra caracterizar un objeto de estudio o una situacin concreta, sealar sus caractersticas y propiedades. Combinada con ciertos criterios de clasificacin sirve para ordenar, agrupar o sistematizar los objetos involucrados en el trabajo indagatorio. Esta estrategia permite que se realice un estudio de todos los elementos que intervienen en el proceso de corrosin; y de esta manera ayuda a tener una idea ms amplia sobre el problema a estudiar, especificando las caractersticas del entorno que rodea la situacin actual de dichos procesos.

De campo: La investigacin se apoya en informaciones que provienen de entrevistas, cuestionarios, encuestas y observaciones directas que entornan el seguimiento de los procesos; sirviendo de base para el desarrollo del diagnstico.

Aplicada: Se caracteriza porque busca la utilizacin de los conocimientos que se adquieren, brindando as respuestas a necesidades existentes sobre los mecanismos de corrosin en la Planta Compresora 2 de acuerdo a su nivel de criticidad, y a su vez generar conocimientos o mtodos dirigidos a controlarlos de manera ms eficiente.

4.2 POBLACIN Y MUESTRA

Para esta investigacin la poblacin es igual a la muestra, conformada por las actividades de inspeccin realizadas a los equipos estticos y lneas de la Planta Compresora 2 del Complejo Jusepn, las cuales abarca bsicamente la medicin de espesores por ultrasonido e inspeccin visual, adems de levantamiento de isomtricos. La planta esta constituda por cuatro unidades motocompresoras, un depurador de succin general, 10 depuradores interetapa y 4 depuradores de descarga, 4 enfriadores y las respectivas lneas de proceso de PJ2, incluyendo los tres sistemas auxiliares: gas combustible, drenaje de condensado y alivio y venteo.

4.3 RECURSOS

4.3.1 RECURSOS HUMANOS Este proyecto contar con el apoyo del personal profesional de la Gerencia Mantenimiento de PDVSA, especficamente del personal del Departamento Inspeccin y Control de Corrosin de Equipos Estticos, el personal

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operativo de las reas de estudio. Adems, del grupo profesoral que compone la Especialidad de Ingeniera Industrial de la Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre Vice-rectorado Puerto Ordaz.

4.3.2 RECURSOS MATERIALES

Dentro de los recursos materiales a utilizar se tiene: Bibliografas referentes al tema (libros, informes, manuales, normas y dems fuentes de informacin). Equipos de oficina (computadoras, impresoras, fotocopiadoras, entre otros). Medidor de Ultrasonido DMS. Software SILCO, programas office (Word, Excel, Project, etc.). Equipos de proteccin personal.

4.4 TCNICAS Y/O INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE DATOS

Representan al conjunto de procedimientos y actividades que permiten al investigador obtener la informacin necesaria para dar respuesta a su pregunta de investigacin.

4.4.1 REVISIN DOCUMENTAL

Esta tcnica consiste en una revisin bibliogrfica de documentos, manuales, procedimientos, entre otros, relacionados con el tema estudiado, incluyendo Internet, con el objeto de obtener informacin sobre los procesos operacionales llevados a cabo en las reas estudiadas de la empresa, los mecanismos de corrosin y el Sistema de Inspeccin de Lazos de Corrosin (SILCO).

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4.4.2 OBSERVACIN DIRECTA NO PARTICIPANTE

Por medio de esta tcnica se conoce la realidad y permite definir los datos ms significativos para la investigacin realizando visitas al rea de estudio.

4.4.3 ENTREVISTAS NO ESTRUCTURADAS

Consiste en dilogos permanentes con el personal, ingenieros de procesos y operadores de campo que laboran en la Planta Compresora 2 del Complejo Jusepn.

4.5 PROCEDIMIENTO

El proyecto se llevar a cabo manteniendo la siguiente secuencia: Recoleccin de informacin a travs de material bibliogrfico tomado de textos y archivos pertenecientes a PDVSA, as como datos tcnicos para revisar los antecedentes de los equipos (reportes, informes, etc.), con el propsito de conocer e identificar fcilmente los sistemas, subsistemas y componentes que conforman la instalacin al momento de hacer el recorrido. Realizacin de recorridos en la Planta Compresora Jusepn 2 e identificacin de los procesos de operacin. Evaluacin preliminar, cuya informacin debe contener un resumen del proceso e informacin sobre los equipos estticos y lneas de proceso pertenecientes a las instalaciones de PCJ 2. Identificacin de las variables operacionales asociadas al proceso de corrosin, apoyndose con el uso de diagramas e isomtricos.

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Seleccin preliminar de los lazos de corrosin y circuitos, estos sistemas consisten en reas que poseen similares condiciones de operacin, materiales de construccin y por ende, similares mecanismos de degradacin, los cuales se determinan mediante los criterios de Kane y Dalton. (Ver Captulo III). Evaluacin de cada lazo establecido, mediante la realizacin de diagramas de flujo de lazo y listado de los equipos y lneas que lo conforman. Anlisis de criticidad, que consiste en la jerarquizacin de lazos para dar prioridad a los ms crticos. Verificar los resultados obtenidos para hacer las correcciones pertinentes y validarlos para pasar a la siguiente etapa. Carga de datos al software, tomando en cuenta bsicamente las variables operacionales y las condiciones de diseo de los circuitos que conforman cada lazo y las mediciones de espesores por ultrasonido. Corrida del software, este arroja como resultado la frecuencia ptima de inspeccin, calcula las velocidades de corrosin en los puntos de control, espesor de retiro de la tubera, entre otros. Estimacin de costos, mano de obra y duracin de las actividades de inspeccin. Diseo de plan de inspeccin de acuerdo a las condiciones de operacin de la planta evaluada.

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CAPTULO V

RESULTADOS Del estudio para la aplicacin de la metodologa Sistema de Inspeccin de Lazos para Confiabilidad Operacional (SILCO) en la Planta Compresora Jusepn 2, se revis el proceso de compresin, las condiciones

operacionales (presin y temperatura), caractersticas corrosivas de los fluidos, caractersticas de equipos estticos y tuberas; partiendo de esta informacin se obtuvo lo siguiente: 1. Quince (15) lazos de corrosin y cincuenta y cinco (55) circuitos. Ver Anexo E. 2. La degradacin predominante en todos los lazos obtenidos es la corrosin por Dixido de Carbono (CO2). Ver Anexo C.

Figura 5.1: Lazos de corrosin de la Planta Compresora Jusepn (PCJ-2). Fuente: elaboracin propia.

En la Figura 5.1 se muestra la planta compresora seccionada por los once lazos de corrosin, que corresponden al proceso de gas. Los lazos restantes estn conformados por los sistemas auxiliares: alivio y venteo, drenaje de lquidos condensados y gas combustible.

5.1 DESCRIPCIN DE LOS LAZOS DE CORROSIN ESTABLECIDOS

A continuacin se describen los lazos de corrosin establecidos, segn las caractersticas del proceso y los mecanismos de corrosin. PJ2 LAZO - 1: Facilidades de entrada de 40 Psi.

Este lazo de corrosin comprende la entrada del gas de proceso a la Planta Compresora Jusepn 2A (C1 y C2), pasa primeramente por un proceso de depuracin general de la planta, con la finalidad de retirar la mayor cantidad de lquidos o condensados, que pudiera traer el gas proveniente de los mdulos de produccin de baja I, II, III, IV, V, VI y VII.

El volumen del gas de entrada a la planta compresora es de 20 MMPCND, siendo 10 MMPCND para C1 y 10 MMPCND para C2, pasa por esta lnea a una temperatura de 110 F y una presin de 40 psi. Este gas posee 4,972 % Molar de CO2, 47 ppm de H2S.Luego de esta depuracin general el gas de proceso sigue a otro depurador, que pertenece a la succin de primera etapa (DS-IE) de compresin de C1, donde se termina de extraer los condensados o lquidos remanentes del proceso de depuracin general.

Al salir el gas de este depurador pasa a la botella de pulsacin (BP-S), que amortigua el flujo para la succin de los cilindros. Este amortiguador enva el gas de proceso a los dos cilindros compresores que comprenden la primera etapa de compresin (ver figura 5.2).

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Figura 5.2: Diagrama de Proceso Simplificado del Lazo de Corrosin N 1. Fuente: elaboracin propia.

Condiciones operacionales. En la tabla 5.1 se presentan las condiciones operacionales para el Lazo 1, basado en anlisis de cromatografa de gas natural (Anexo D).

Tabla 5.1: Valores operacionales para el Lazo - 1.P (Psi) 40-60 T (F) 90-110 CO2 (%) 4,972 H2S (ppm) 47 PpCO2 (Psi) PpH2S (Psi) 2,9832 0,0028 PpCO2 PpH2S 1057,8723

Fuente: elaboracin propia.

Mecanismo de corrosin. Predomina la Corrosin por Dixido de Carbono (CO2) leve (PpCO2 es menor a 7), del tipo I (temperatura del sistema es inferior a 140 F).

Equipos Estticos.Tabla 5.2: Equipos estticos correspondiente al PJ2 Lazo - 1.EQUIPO Depurador de Succin General DG02 Depuradores de Succin DS C1/C2 Botellas de Pulsacin de Succin BP-S C1/C2 SERVICIO GAS GAS GAS DIMENSIONES Externo: 52 Externo: 42 Externo: 28 CONDICIONES DE OPERACIN 60 Psi @ 110F 60 Psi @ 110F 60 Psi @ 110F CONDICIONES DE DISEO 160 Psi @ 300F 150 Psi @ 200F 150 Psi @ 200F MATERIAL SA 516 Gr 70 SA 516 Gr 70 SA 516 Gr 70

Fuente: elaboracin propia

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En la tabla 5.2 se muestran los recipientes asociados al lazo 1, se hace referencia del Depurador de Succin General DG 02, sin embargo este se inspecciona con otra tcnica.

Lneas.Tabla 5.3: Lneas de proceso correspondiente al PJ2 Lazo - 1. ORIGEN DESTINO Can de succin de los depuradores DS C1 y DS C2 Depurador de succin DS C1 Depurador de succin DS C2 SERVICIO GAS GAS GAS MATERIAL API-5L-Gr B API-5L-Gr B API-5L- Gr B 16 Salida DG 02 Can de succin de los 12 depuradores DS C1 y DS C2 Can de succin de los 12 depuradores DS C1 y DS C2


La tabla 5.3 muestra las lneas del lazo 1. Las presiones de diseo de las lneas se determinaron mediante la norma ASME B31.3. Sin embargo, en el software se cargaron las mismas presiones de diseo de los recipientes, debido a que por las lneas no circulan presiones mayores a la de los equipos.

Historial de Fallas. Hasta la fecha no se han encontrado registros de fallas, ni problemas por corrosin interna de estas lneas de proceso y equipos que conforman este lazo de corrosin. Esta planta compresora est puesta en servicio desde el ao 1979.

Circuitos Asociados. Circuito 001P2: Vlvula de compuerta hasta entrada de succin de Depurador de Succin General DG02 (incluye by pass).

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Circuito 002P2: Salida del Depurador General de Succin DG02 hasta can de succin C1 y C2. Circuito 003P2: Can de succin C1/C2 hasta depurador de succin C1/C2 (incluye botella de pulsacin de succin y compresores C1/C2). PJ2 LAZO - 2: Primera etapa de compresin en 2A (C1/C2).

El gas de proceso se comprime en una primera etapa, incrementando la presin a 80 psi y su temperatura a 175 F, el volumen de gas comprimido por cada cilindro compresor es 5 MMPCND para un total entre los dos de 10 MMPCND, con 4,972 % Molar de CO2 y 47 ppm de H2S. Despus de comprimido el gas de proceso, pasa por la botella de pulsacin de descarga BP-D y luego es enviado al enfriador E-1 del motocompresor 1.

Figura 5.3: Diagrama Simplificado del Lazo de Corrosin N 2. Fuente: elaboracin propia.

Condiciones operacionales. La tabla 5.4 muestra las condiciones operacionales para el Lazo 2, basado en anlisis de cromatografa de gas natural.Tabla 5.4: Valores operacionales para el Lazo - 2.P (Psi) 80-90 T (F) 175 CO2 (%) 4.972 H2S (ppm) 47 PpCO2 (Psi) PpH2S (Psi) 4.4748 0.00423 PpCO2 PpH2S 1057.8723


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Mecanismos de degradacin. El mecanismo predominante es Corrosin por Dixido de Carbono (CO 2) leve del tipo II.

Equipos Estticos. Equipos asociados al lazo 2, ver tabla 5.5:Tabla 5.5: Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 2.EQUIPO Botella de Pulsacin de Descarga BP-D C1/C2 Enfriadores E-1/E-2 SERVICIO GAS DIMENSIONES Externo: 18 CONDICIONES DE OPERACIN 90 Psi @ 175F CONDICIONES DE DISEO 235 Psi @ 300F MATERIAL SA 516 Gr 70CABEZALES RECTANGULARES

GAS

22x35 87 TUBOS

60 Psi @ 175F

235 Psi @ 300F

SA 516 Gr 70HAZ DE TUBOS

SA 179


Lneas. La tabla 5.6 muestra las lneas de proceso pertenecientes al lazo 2.Tabla 5.6: Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 2. 8 ORIGEN Botella de Descarga DESTINO Enfriador I Etapa SERVICIO GAS MATERIAL API-5L-Gr B


Historial de Fallas. No se tiene registros de fallas, ni problemas por corrosin interna de las lneas de proceso y equipos que conforman este lazo de corrosin. La planta compresora est puesta en servicio desde el ao 1979.

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Circuitos Asociados. Circuito 004P2: Salida de botella de descarga C1 hasta enfriador C1. Circuito 005P2: Salida de botella de descarga C2 hasta enfriador C2. PJ2 LAZO - 3: Enfriamiento de la primera etapa de compresin.

Este lazo de corrosin representa el proceso de enfriamiento del gas, despus de la primera etapa de compresin el gas es enviado al E-1 que pertenece al motocompresor 1, disminuyendo la temperatura a 120 F, mientras que la presin se mantiene en el mismo valor, 80 psi. Las cantidades de CO2 y H2S son 4,972 % Molar y 47 ppm. Este gas enfriado se dirige al DS-IIE para el siguiente proceso de depuracin de la segunda etapa de compresin, el gas que sale de este equipo posee una temperatura de 120 F y una presin de 80 psi. Despus de depurado el gas, este pasa a la BP-S interetapa y luego al motocompresor para aumentar la presin del gas (ver figura 5.4).

Figura 5.4: Diagrama Simplificado del Lazo de Corrosin N 3. Fuente: elaboracin propia.

Condiciones operacionales. A continuacin la tabla 5.7 presenta las condiciones operacionales para el lazo PJ2 Lazo 3, basado en el anlisis de cromatografa de gas natural.

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Tabla 5.7: Valores operacionales para el Lazo - 3.P (Psi) 80-90 T (F) 120-130 CO2 (%) 4.972 H2S (ppm) 47 PpCO2 (Psi) PpH2S (Psi) 4.4748 0.00423 PpCO2 PpH2S 1057.8723


Equipos Estticos.

En la tabla 5.8 se observan los equipos asociados al lazo 3.Tabla 5.8: Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 3.EQUIPO Depuradores de Succin Interetapa DS IIE Botella de Pulsacin de Succin Interetapa BP-S C1/C2 SERVICIO GAS DIMENSIONES Externo: 30 Externo: 14 CONDICIONES DE OPERACIN 90 Psi @ 130F CONDICIONES DE DISEO 235 Psi @ 200F MATERIAL SA 516 Gr 70

GAS

90 Psi @ 130F

235 Psi @ 200F

SA 516 Gr 70


Lneas.

Las lneas correspondientes al lazo 3 se muestran en la tabla 5.9:Tabla 5.9: Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 3. 8 E-1 I Etapa ORIGEN DS-IIE DESTINO SERVICIO GAS MATERIAL API-5L-Gr B


Mecanismo de degradacin. La Corrosin predominante en este lazo es por Dixido de Carbono (CO 2) leve del tipo I.

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Historial de Fallas.

No se encontraron registros de fallas por corrosin en las lneas de proceso y equipos estticos que conforman este lazo.

Circuitos Asociados. Circuito 006P2: Salida del enfriador C1 hasta depurador interetapa DII C1 (incluye botella de pulsacin de succin y motocompresor). Circuito 007P2: Salida del enfriador C2 hasta depurador interetapa DII C2

(incluye botella de pulsacin de succin y motocompresor). PJ2 LAZO - 4: 2da Etapa de compresin en planta 2A.

Este lazo de corrosin lo conforma la segunda etapa de compresin del gas. Debido a la segunda etapa de compresin el gas incrementa su presin a 120 psi a un mximo de 140 psi, y por lo tanto aumenta de igual manera su temperatura a 150 F. Este gas posee una cantidad de 4,972 %M de CO 2 y 47 ppm de H2S. Debido al aumento de la temperatura del gas, este se enva al E-1 para disminuir la temperatura para la siguiente compresin (ver figura 5.5).

Figura 5.5: Diagrama Simplificado del Lazo de Corrosin N 4 Fuente: elaboracin propia.

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Condiciones operacionales. En la tabla 5.10 se presentan las condiciones operacionales para el lazo PJ2 Lazo 4, basado en anlisis de cromatografa de gas natural.Tabla 5.10: Valores operacionales para PJ2 LAZO 4.P (Psi) 120-140 T (F) 150 CO2 (%) 4,972 H2S (ppm) 47 PpCO2 (Psi) 6,9608 PpH2S (Psi) 0,00658 PpCO2 PpH2S 1057,8723


Equipos Estticos. Los equipos estticos del lazo 4 se muestran en la tabla 5.11.Tabla 5.11: Especificacin de los Equipos Estticos del Lazo de Corrosin N 4.EQUIPO Botella de Pulsacin de Descarga BP-D C1/C2 Enfriadores E-1/E-2 Etapa II SERVICIO GAS DIMENSIONES Externo: 12 CONDICIONES DE OPERACIN 140 Psi @ 150F CONDICIONES DE DISEO 430 Psi @ 300F MATERIAL SA 516 Gr 70CABEZALES RECTANGULARES

GAS

22x35 73 TUBOS

150 Psi @ 150F

450 Psi @ 300F

SA 516 Gr 70HAZ DE TUBOS

SA 179


Lneas.

Las lneas de proceso que corresponden al lazo 4 se muestran en la tabla 5.12.Tabla 5.12: Especificacin de las Lneas de Proceso del Lazo de Corrosin N 4. 6 ORIGEN Botella de Descarga DESTINO E-1/E-2 Etapa II SERVICIO GAS MATERIAL API-5L-Gr B


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Mecanismo de degradacin. Predomina la Corrosin por Dixido de Carbono (CO2) leve del tipo II. Historial de Fallas. Hasta la fecha no se han encontrado registros de fallas, ni problemas por corrosin interna de estas lneas de proceso y equipos que conforman este lazo de corrosin. Esta planta compresora est en servicio desde el ao 1979.

Circuitos Asociados. Circuito 008P2: Salida de botella de descarga C1 II etapa hasta enfriador C1. Circuito 009P2: Salida de botella

Diseno Sistema Mantenimiento Planta a Silco Pdvsa

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