Fallas En Cañerias

1. Índice.

Índice………………………………………………………………………………….1

Introducción…………………………………………………………………………..2

Objetivos……………………………………………………………………………...3

Metodología…………………………………………………………………………..4

Efectos de la temperatura…………………………………………………………..4.1

Termofluencia (Creep)……………………………………………………………...4.2

Análisis Final………………………………………………………………………....5

Ejemplos……………………………………………………………………………...5.1

Conclusión…………………………………………………………………………....6

2. Introducción.

En nuestro trabajo como mantenedores, nos veremos enfrentados a distintas situaciones, que aparte de provocar una falla significativa de algún sistema podría provocar un grave accidente. En este informe se realizo un análisis de la falla ocurrida en una central termoeléctrica en una de las cañerías principales de vapor a alta presión, la que impulsa la turbina generadora de energía eléctrica. Para fortuna de los trabajadores de la termoeléctrica no resulto nadie accidentado por los sistemas de seguridad que aparte de proteger al personal nos sirve para la detección del problema, para determinar el porqué de la falla fue necesario realizar un análisis que determino la fatiga térmica (termofluencia). También fue necesario explicar en este informe los pasos a seguir como proceder y que reparación realizar en el sistema los que se detallan a continuación.

3. Objetivos.

Nuestro objetivo principal como mantenedores, es velar por la continuidad del servicio en cualquiera sea el rubro de la empresa en la que nos desempeñemos, por lo tanto es importante crear un procedimiento para esta falla ocurrida en una termoeléctrica. Este procedimiento debe especificar que hacer en este caso puntual para no detener por completo el servicio de suministro eléctrico, sino bajar si capacidad de entrega al 50% esto ya que nuestro sistema de generación cuenta con 2 turbinas de combustión y el problema se genera solo en una, que es la descarga de vapor a alta presión y temperatura, para la impulsión de la turbina de generación según el siguiente esquema.

4. Metodología.

1) Se presenta problema de Ruptura de cañería con vapor a alta presión 300 bar 2200 Psi aproximado, la detección del problema se produjo por la variación de los siguientes parámetros y observaciones.

a) Baja de rendimiento eléctrico de la turbina de generación.

b) Baja de presión de trabajo de generador de vapor de 300 bar a 100 bar.

c) Bajo nivel de agua en sistema de torres de enfriamiento.

d) Inspección visual evidente nube de vapor en instalaciones.

e) Sonido de alarma en central de monitoreo (sensores de temperatura, presión y eléctricos).

2) Luego de la detección del problema se procedió a aplicar el procedimiento en caso de falla el que consistió en el cierre inmediato de las válvulas que aíslan el ducto siniestrado.

3) Se le solicita a personal de mantenimiento realice un análisis muy riguroso de lo sucedido, para lo cual se contrata empresa externa especialista.

4) Luego del informe realizado se determina cambiar gran parte del tramo de los ductos ya que la falla fue atribuida a la fatiga del material por efecto de la temperatura (termofluencia).

5) Una vez ejecutado el cambio, se realiza un levantamiento y observación de los ductos de alta presión para prevenir otra ruptura.

4.1 Efecto de la temperatura.

Al aumentar la temperatura de un metal o aleación disminuyen tanto su resistencia, como su vida de fatiga. Existen dos mecanismos de falla relacionados con la temperatura; (a) Termofluencia y (b) Fatiga Térmica. Si la carga es constante se producirá una deformación dúctil y el material terminará fallando por” termofluencia”. Por otra parte, los cambios cíclicos de temperatura favorecen la falla por fatiga térmica, cuando el material se calienta de manera no uniforme, algunas partes de la estructura se dilatarán más que otras. Esta expansión no uniforme introduce esfuerzos dentro del material y cuando la probeta se enfría y se contrae se introducen esfuerzos opuestos y como consecuencia de los esfuerzos y deformaciones inducidos térmicamente el material fallará por fatiga.

4.2 Termofluencia (CREEP).

Un metal o aleación a temperatura ambiente, no sufre deformación plástica si un esfuerzo aplicado es menor que “y”. Sin embargo, si la temperatura de estos materiales se aumenta, es posible que comiencen a deformarse plásticamente aún cuando los esfuerzos aplicados sea pequeños y finalmente fallará. Entonces, se dice que el material falló por termofluencia, la deformación plástica que sufre el material depende de la temperatura y del tiempo que la fuerza esté aplicada.

Existen varias definiciones de termofluencia [1–3], se denomina “Termofluencia a la relación entre la deformación plástica permanente y el tiempo que sufren los materiales durante su servicio a temperaturas elevadas”.

Las temperaturas de termofluencia son aquellas mayores de 0.5TM, donde TM es la temperatura de fusión [1]. De tal manera que el plomo, estaño y aluminio

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