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MANTENIMIENTO DEL TANQUE DE AZUFRE SR-01A

MANTENIMIENTO TANQUE DEMANTENIMIENTO TANQUE DE AZUFRE SR-01A

TPLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO

INST. 215 / 218

X MESA REDONDA DE ACIDOX MESA REDONDA DE ACIDOSULFURICOSULFURICO CHILECHILESULFURICO SULFURICO -- CHILE CHILE

Con la participación de: Jairo Palacios, Simón Carrasco, Ángel Araujo y Pedro GonzálezNOVIEMBRE 2014


INTRODUCCIÓN

El 03 de Marzo de 2014 el tanque de almacenamiento de azufre líquido SR-01A, de03 de a o de 0 e a que de a ace a e o de a u e qu do S 0 , de

26 m de diámetro y 11 m de altura y en servicio desde 1986, fue fabricado a partir de

acero al carbono estructural ASTM A 36 y cuyo espesor varía con cada anillo, para el

momento del evento contenía 5 m de altura de azufre correspondiente a 4695

toneladas métricas, sufriendo un derrame de una gran cantidad azufre, forzando la

paralización de la planta de ácido sulfúrico Inst 218paralización de la planta de ácido sulfúrico Inst. 218.


INTRODUCCIÓN

Objetivo: Reparar el tanque de almacenamiento de azufre TAG SR 01 A el cual surteObjetivo: Reparar el tanque de almacenamiento de azufre TAG SR-01 A, el cual surte

a la planta de ácido sulfúrico Inst. 218 cumpliendo los requerimientos de diseño,

legislación Venezolana y con Códigos internacionales aplicables, sin afectaciones al

proceso y equipos asociados, en el menor tiempo posible.

Problema: Reemplazo parcial del material del fondo y primer anillo inferior del tanque

SR-01 A.


INTRODUCCIÓN

El tanque fue enfriado para inspección constatando el derrame de 4 m de columnaEl tanque fue enfriado para inspección, constatando el derrame de 4 m de columna

correspondiente a 3756 toneladas métricas de azufre. El aislamiento inferior fue

removido, encontrando grandes zonas con severa pérdida de espesor en toda la

periferia del tanque a una altura de 40 cm con respecto al piso del tanque.

La lámina de pared y de piso fueron inspeccionadas con UT para determinar el

espesor remanente, determinándose gran pérdida de dicho espesor de pared y el

deterioro en el piso interno, y verificándose un mecanismo de deterioro de pérdida

de espesor por corrosión uniforme o corrosión bajo aislamientode espesor por corrosión uniforme o corrosión bajo aislamiento.





Una vez presentada la falla, se acondicionó

ACONDICIONAMIENTO DEL EQUIPO PARA INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO

el tanque para su intervención:

1. Conformación del terreno en todo elcontorno del tanquecontorno del tanque.2. Instalación de dos cuerpos de andamiosde altura en todo el perímetro del tanque.3. Remoción de las láminas acanaladas dealuminio y del aislante térmico en la parteinferior de la pared del tanque hasta unaaltura de 2,5 mts en toda la periferia.4 Remoción del azufre solidificado en toda4. Remoción del azufre solidificado en todala periferia inferior del tanque mediantelimpieza manual mecánica.5. Limpieza con chorro de arena (SSPCSP6) t d l if i i f i d l tSP6) en toda la periferia inferior del tanque.

Derrame de azufre como consecuencia deperforaciones en láminas de la pared cilíndrica.


ÓINSPECCIÓN DEL EQUIPODurante inspección visual se observó severapérdida de material y perforaciones comoconsecuencia del mecanismo de degradación deconsecuencia del mecanismo de degradación decorrosión bajo aislamiento. El modo de falla sepresentó en toda la periferia del tanque,específicamente en el área comprendida entre la

Corrosión severa con pérdida de material yperforaciones en láminas del cuerpo del tanque

pestaña de fondo y 40cm de la unión pared/piso.

A fin de definir el área afectada, se realizómedición de espesores en láminas del cuerpoilí d i d t l f llperforaciones en láminas del cuerpo del tanque

Tabla de medición de espesores en láminas del cuerpo cilíndrico

cilíndrico en zonas adyacentes a la falla,corroborándose con este ensayo que el ataquefue localizado.

Matriz para medición de espesores en láminas delcuerpo del tanque


ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO REALIZADAS

Teniendo en cuenta la poca flexibilidad operacional y los compromisos deproducción a nivel nacional se planteó la estrategia de intervenir el tanque de

1. Reemplazo de toda la periferia del cuerpo cilíndrico del tanque a una altura de

producción a nivel nacional, se planteó la estrategia de intervenir el tanque demanera parcial, recomendándose las siguientes reparaciones temporales:

50 cm desde la unión pared/piso. Láminas de material ASTM A-36 de 25mm deespesor.

2 Reemplazo de sección de láminas del piso en toda la periferia del tanque La2. Reemplazo de sección de láminas del piso en toda la periferia del tanque. Laprofundidad de la reparación (distancia radial desde la unión pared/piso hacia elcentro del tanque) será definida según inspección. Láminas de material ASTMA-36 de 10mm de espesor.

A fin de garantizar la integridad mecánica del tanque, se dieron facilidades parainspección interna, para de esta manera definir el alcance de los trabajos dep , p jmantenimiento mayor.


INSTALACIÓN DE VIGAS DE REFUERZOS

Para evitar deformacionesdurante el reemplazo de lasláminas del cuerpo del tanquese instalaron vigas IPN-160,longitud 1 6 mt para rigidizarlongitud 1,6 mt, para rigidizarel equipo, distanciadas entresí a 7 mt. Las vigas derefuerzo fueron fijadas altanque con soldaduraintermitente, empleandoproceso SMAW, electrodoE-7018.E 7018.

Proceso de instalación de vigas de refuerzo


CORTE DE LÁMINAS DE PARED

El corte de las láminas corroídas serealizó en secciones de 50 cm de altura(medidos desde la unión pared / piso) y70 m de longitud.

La remoción de las ventanas serealizaron en zonas diametralmenteopuestas.

El total de ventanas extraídassimultáneamente no excedió el 40% delperímetro del tanque a fin de garantizar elperímetro del tanque a fin de garantizar elsoporte de carga estructural.

Proceso de corte empleado: Arcair

Proceso de corte con arc air en láminas de pared


REMOCIÓN DE SEDIMENTOS

Una vez extraída la lámina del cuerpocilíndrico, se procedió a remover elazufre solidificado en el fondo deltanque empleando taladro neumático yherramientas manual mecánicasherramientas manual mecánicas.

Azufre solidificado

Finalizada la remoción de sedimentos,se realizó limpieza con chorro de arena( dbl ti ) lá i d l i(sandblasting) en lámina del piso.


INSTALACIÓN DE LANA MINERAL

P it l i i ió d l fPara evitar la ignición del azufredurante los procesos de corte ysoldadura, se instaló lana mineral paraaislar el azufre solidificado de cualquieraislar el azufre solidificado de cualquierchispa generada en los procesosmencionados

Lana mineral colocada para aislar el azufre y evitar laignición durante el proceso de soldadura


INSPECCIÓN DE LÁMINAS DEL PISO (VT / UT)

Finalizada la limpieza con chorro dearena (sandblasting) en lámina del pisoarena (sandblasting) en lámina del piso,se realizó inspección visual (VT) ymedición de espesores (UT) a fin deevaluar la integridad mecánica delcomponente y definir área dereparación.

M di ió d lá i d l iMedición de espesores en láminas del piso


CORTE Y PREPARACIÓN DE LÁMINAS DEL PISO

Bisel simple en V a 60°

Detalle de Bisel

El corte de las láminas del piso se realizó

Proceso de corte en láminas del piso del tanque

co te de as á as de p so se ea ócon esmeril, por secciones en todo elperímetro del tanque, con una dimensión de2 mt medidos radialmente desde la uniónpared/piso hacia el centro del equipopared/piso hacia el centro del equipo.


LIMPIEZA DE LOSA DE CONCRETO

Una vez removida la sección del piso sepaplicó limpieza con chorro de arena a lalosa de concreto expuesta, con el propósitode remover restos de material, impurezas ycualquier contaminante que pudiera afectarcualquier contaminante que pudiera afectarel desempeño en servicio de la nuevasección del piso.

Restos de material y contaminantes en losa deconcreto


INSTALACIÓN Y SOLDADURA DE LÁMINA DE PISO

Procedimiento de Soldadura N°S-120202003

Proceso de soldadura SMAW, electrodoE-6010, Ø1/8, para pase raíz y electrodoE-7018, Ø1/8 para pases restantes., p p

Instalación de láminas nuevas en piso del tanque

La instalación de las láminas del pisose realizó por secciones en todo el

í t d l t

Instalación de láminas nuevas en piso del tanque

perímetro del tanque, con unadimensión de 20 cm medidosradialmente desde la unión pared/pisohacia el centro del equipo.q p

Soldadura de láminas del piso


INSPECCIÓN DE LÁMINAS DEL PISO (VT / PT)

Durante el proceso de soldadura de lasDurante el proceso de soldadura de lasláminas del piso, se realizó inspecciónvisual y líquidos penetrantes al pase deraíz e inspección visual al pase de

llrelleno.

Inspección visual en soldaduras de láminas del piso


Ó ÁPREPARACIÓN DE BISEL EN LÁMINA DE PARED

Detalle del bisel superior (soldadura horizontal)El bisel superior se realizó segúnreferencias del plano N°218-B-3-00555,realizando bisel simple, con ángulo de

Detalle del bisel unión pared / piso

p g45° en lámina existente y cara plana en lalámina nueva. La preparación del biselfue con oxicorte y el acabado conesmeril.p p

El diseño de junta para launión pared / piso fue enángulo con penetracióncompleta a un ángulo de 45°

Detalle del bisel para soldaduras verticales

completa, a un ángulo de 45y recargo con filete (piernadel filete 10mm)

El di d j l iEl diseño de junta para las unionesverticales fue a tope con bisel simple enV a 60°


INSTALACIÓN DE RESPALDO SUPERIOR (BACKING)INSTALACIÓN DE RESPALDO SUPERIOR (BACKING)

A efectos de mejorar la calidad de la soldadura, seinstaló un respaldo (Backing) en la parte posteriord l ió t t l t l d

Instalación de respaldo de soldadura

de la unión para soportar y retener el metal desoldadura fundido, con el propósito de mejorar lapenetración y reducir la contaminación del cordónde soldadura con azufre.Para el respaldo se utilizaron láminas de materialASTM A36 de 6mm de espesor y 50cm de ancho,soldadas de manera intermitente (filete desoldadura de 10mm con espaciado de 60 cm)

Detalle de Backing superiorsoldadura de 10mm con espaciado de 60 cm)empleando el procedimiento N° S120202003

Respaldo de soldadura (Backing)


INSTALACIÓN Y SOLDADURA DE TOPE INFERIOR (BACKING)

Para el respaldo en la soldadurapared / piso se emplearon, al igualp p p gque en el respaldo superior,láminas de material ASTM A36 de6mm de espesor y 50mm deanchoancho.

La función del respaldo inferior,además de soportar y retener elmetal de soldadura fundido, fueservir como guía o tope durante elproceso de instalación de la láminade paredde pared.

Soldadura intermitente (filete desoldadura de 10mm con espaciadod 60 ) P di i t N°

Respaldo de soldadura y/o tope inferior(Backing)

de 60 cm). Procedimiento N°S120202003.


INSTALACIÓN DE LÁMINA DE PARED

La instalación de las láminas de paredse realizó por secciones en todo elperímetro del tanque, con dimensionesde 50 cm de altura y longitud enalgunos casos variable, según laubicación de la lámina.

Instalación de lámina de pared

Distribución y dimensiones de láminas de reemplazo en el perímetro del tanque


SOLDADURA DE LÁMINA DE PARED

Procedimiento de Soldadura:Para la reparación del equipo se utilizó unprocedimiento de soldadura combinado:

Pase Raíz: Proceso de soldaduraSMAW, electrodo E-6010, Ø1/8.Procedimiento N° S-120202003

Pase de Relleno: Proceso de soldaduraGMAW, electrodo ER-70S-6, Ø1/8,Procedimiento N°S-12041000Soldadura de lámina de pared Procedimiento N S 12041000p


INSPECCIÓN DE LÁMINAS DE PARED (VT / PT)

Se realizó inspección visual y líquidost t l d iblpenetrantes coloreados removibles con

solvente (Tipo II-C) en soldaduras tantohorizontales como verticales. El ensayose efectuó bajo las premisasj pestablecidas en el Código ASME secciónV, artículo 6.

Líquidos penetrantes en soldadura del pase raíz

Se realizó 100% inspección visual y 10%spot ultrasónico en soldadura de relleno.El ensayo de ultrasonido se efectuó bajolas premisas establecidas en el CódigoASME sección V, artículo 4.

Ultrasonido en soldaduras de la pared del tanque


APLICACIÓN DE AUTONIVELANTE

L d t i d l t b j dLuego de terminado los trabajos desoldadura en el cuerpo cilíndrico deltanque, se aplicó polímero epóxicoautonivelante (Catalizador NOVOLAKauto e a te (Cata ado O O265 y concreto PTC) entre la fundación yel piso del tanque con el propósito denivelar la superficie y reducir laseparación producida por el deterioro deseparación producida por el deterioro deconcreto, para así mejorar el soporte delequipo y reducir las tensiones en lasoldadura pared / piso durante el

A t i l t li d t l f d ió l ip p

servicio.Autonivelante aplicado entre la fundación y el pisodel tanque



CONCLUSIONES

Como resultado de la inspección se constató que no hubo pérdida de espesor por elComo resultado de la inspección, se constató que no hubo pérdida de espesor por el

lado interno del tanque, en contacto con el azufre líquido, sino por el lado externo

del tanque, recubierto de aislamiento térmico y expuesto al ambiente, y que la

pérdida de espesor se debió principalmente a corrosión uniforme. La falla se

presentó a lo largo de toda la periferia del tanque en el extremo inferior del primer

anillo, debido a la acción del ambiente altamente corrosivo del CPM, por acción

combinada del salitre, emisiones de las plantas de ácido sulfúrico, ácido fosfórico,

fertilizantes NPK y las constantes fugas de condensado del tanque SR-01A Elfertilizantes NPK y las constantes fugas de condensado del tanque SR 01A. El

espesor remanente medido para el momento de la falla era de 5 mm con múltiples

perforaciones de la lámina.


G C S O S C ÓGRACIAS POR SU ATENCIÓN

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