Tipos de agrietamiento y detección por Emisión Acústica en tambores de coquización

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Carmelo Castillo Jiménez
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1 Tipos de agrietamiento y detección por Emisión Acústica en tambores de coquización Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 1

2 En casos históricos se han encontrado diversos tipos de agrietamiento en tambores de coquización. Estos pueden ser clasificados de acuerdo al siguiente dibujo esquemático. Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 2

3 Esquema de los tipos de agrietamiento encontrados en tambores de coquización. 4) 7) 5) 1) 6) 2) 8) 3) Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 3

4 Clasificación Podemos dar una rápida clasificación por su ubicación: En las paredes del tambor a) Donde existe soldadura Metal/soldadura Clad/soldadura b) Donde no existe soldadura Clad c) En las uniones del tambor con sus accesorios Boquillas Faldón Las descripción de dichas fallas se comentan a continuación. Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 4

5 a) En las paredes del tambor, donde existe soldadura Tipo Grieta en la interface del clad y se propaga a través del cordón de soldadura circunferencial Grieta en clad debajo del cordón de soldadura circunferencial Grieta en la capa de soldadura debajo del cordón de soldadura longitudinal Descripción Este tipo de grieta suele presentarse, o al menos se ve favorecida cuando el tambor sufre de pandeo Cuando los cordones de soldadura internos y externos están alineados Este tipo de grieta suele presentarse, o al menos se ve favorecida cuando el tambor sufre de pandeo Debido a la fatiga térmica y pandeo Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 5

6 b) En las paredes del tambor, donde no hay soldadura 4 5 Tipo Grieta superficial en el clad Grieta por desprendimiento Descripción Se presenta por corrosión en la superficie del clad y se magnifica con la distorsión en las paredes debido a los cambios de temperatura Se presenta por un inadecuado procedimiento de fabricación 6 Picadura en el clad Es debida a la corrosión interna Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 6

7 c) En las uniones del tambor con sus accesorios 7 8 Tipo Grieta en la unión de soldadura de la boquilla Grieta en la unión de soldadura del faldón (la mas común) Descripción Se presenta por corrosión en la superficie del clad y se magnifica con la distorsión en cambios de temperatura Se presenta por un fatiga térmica Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 7

8 Monitoreo e inspección Se recomienda ampliamente el monitoreo de los agrietamientos que conectan con el metal envolvente (shell) sean realizados mediante emisión acústica, sin sacar el tambor de operación. Se debe inspeccionar al 100% de todas las soldaduras y clad mediante inspección volumétrica de emisión acústica Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 8

9 Detección de Grietas en tambores de coquización mediante Emisión Acústica Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 9

10 Objetivo Aplicaciones de la Prueba de Emisión Acústica para ayudar en la evaluación de la Integridad Mecánica y confiabilidad de tambores de coquización mientras están en servicio, fuera de servicio o durante la fabricación Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 10

mediante Emisión Acústica desde el inicio, antes de detectarla por

11 Grietas por Fatiga Las grietas por fatiga en soldaduras circunferenciales de tambores de coquización, pueden ser detectadas mediante Emisión Acústica desde el inicio, antes de detectarla por Inspección Visual. Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 11

12 Colocación de transductores para la Prueba de EA Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 12

Aplicación de EA en tambores de coquización

como grietas por fatiga térmica Ajusco 15,

13 Aplicación de EA en tambores de coquización Durante de Prueba Hidrostática Para detectar discontinuidades de fabricación Estas son las fallas, las cuales eventualmente inician y crecen como grietas por fatiga térmica Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 13

14 Distribución de 36 transductores de EA en tambores de coquización incluido el cono (indicados en color rojo) Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 14

Prueba de Emisión Acústica en Servicio Se realiza con el tambor de coquización en servicio Se realiza con las condiciones térmicas de enfriamiento y calentamiento normales Se basa en la detección de

15 Prueba de Emisión Acústica en Servicio Se realiza con el tambor de coquización en servicio Se realiza con las condiciones térmicas de enfriamiento y calentamiento normales Se basa en la detección de grietas activas debido a las ondas elásticas generadas por el ruido de agrietamiento por fatiga térmica. Dado que los ciclos pueden ser sustancialmente diferentes entre sí, se requiere evaluar al menos 3 ciclos. La prueba de EA puede separar defectos localizados en el diámetro interno o diámetro externo. Proporciona una cobertura total de la envolvente, la tapa y el cono o parcial cobertura centrándose en áreas problemáticas conocidas (abombamientos, faldón, boquillas, etc.) Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 15

16 Caso 1 Agrietamiento en la soldadura del faldón Grietas en las ranuras "ojo de cerradura" El cliente necesita saber si las grietas del faldón están creciendo Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 16

17 Caso 1 Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 17

18 Caso 1 Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 18

19 Caso 1 Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 19

20 Caso 2 Monitoreo en servicio de tambores de coquización para 6 ciclos Diseño poco normal con un mástil en la cabeza superior por medio de un faldón cilíndrico. Grietas significativas encontradas en soldaduras de unión falda-tapa Localización difícil de inspeccionar Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 20

21 Caso 2 Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 21

22 Caso 3 22

23 Caso 4 Sistema de tubería de vapor de una Unidad de Coquización sujeta a vibración, donde se indujo una grieta por fatiga Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 23

24 Conclusiones Detección de grietas activas, conectadas por el diámetro interno y externo, cubriendo el 100% de la superficie de los tambores. Localización mapeo de las áreas con grietas activas Priorización de discontinuidades activas con la finalidad de una adecuada planeación para inspección y reparación durante los paros de operación Determinación de la presencia y localización aproximada de los defectos de fabricación en nuevos tambores de coquización, con la finalidad de que las reparaciones puedan ser ejecutadas apropiadamente. Lo cual tiene como objetivo evitar la presencia de pequeños defectos que pueden actuar como "lugares de nucleación" para el futuro crecimiento de grietas por fatiga térmica. Ajusco 15, Colonia Portales, Delegación Benito Juárez, C.P , México, D.F. 24

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