Estudio desgaste prematuro en tuberías sistema de emulsión (página 2)

En una solución ácida hay otra
reacción, que también es función del
potencial y que actúa captando protones; es la
reacción de reducción del
hidrógeno:

Dicha reacción es tanto más rápida
cuanto menor sea el potencial del electrodo. Si operáramos
a un cierto potencial al cual las dos primeras reacciones
aseguran una acidificación localizada y dan lugar al
picado. Si se comienza a bajar el potencial del electrodo la
reacción (1) se hará cada vez más lenta y
por consiguiente la producción de protones según la
reacción (2) se hará también más
lenta.

Al bajar el potencial la velocidad de reacción
(5) irá en aumento. Finalmente habrá un potencial
al cual la cantidad de protones producidos por la suma de las dos
primeras reacciones es igual a la cantidad de protones consumidos
por (5).

Por debajo de este potencial la reacción (5)
consume más protones que los producidos por (1 y 2). De
este modo si hubiera alguna acidificación
desaparecería por debajo de este potencial. O sea, que si
existieran picaduras activas, estas se desactivarían. Se
ve así que hay un potencial por encima del cual se puede
presentar el picado. Por debajo de dicho potencial, la
acidificación localizada no puede producirse y no hay
peligro del picado del metal.

Este potencial se determinará como potencial de
corrosión del metal en la solución ácida en
el interior de la picadura. De este modo, el potencial de picado
debe ser mayor o igual que dicho potencial de
corrosión.

2.2.6.5. Corrosión
Galvánica

Dos metales distintos están conectados
eléctricamente y sumergidos en una disolución
electrolítica. Uno de ellos se corroerá
preferencialmente.

Figura 2.5. Efecto
galvánico en el acero.

Cualquier metal o aleación tiene un único
potencial de corrosión, Ecorr, cuando se sumerge en una
electrolito.

Si ponemos dos metales en contacto, el que tiene un
Ecorr más negativo tiene un exceso de actividad
electrónica, que se cede al metal o aleación
más positiva.

• 2.2.6.6. Cavitación

La cavitación es un fenómeno que se
produce siempre que la presión en algún punto o
zona de la corriente de un líquido desciende por debajo de
un cierto valor mínimo admisible. El fenómeno puede
producirse lo mismo en estructuras hidráulicas
estáticas (tuberías, Venturis, etc.), que en
máquinas hidráulicas (bombas, hélices,
turbinas). Por los efectos destructivos que en las estructuras y
máquinas hidráulicas mal proyectadas o mal
instaladas produce la cavitación es preciso estudiar este
fenómeno, para conocer sus causas y controlarlo. (Los
constructores de bombas hidráulicas, por ejemplo, reciben
con frecuencia reclamaciones y encargos de
reposición).

En algunas situaciones la ebullición ocurre
(cuando la temperatura no necesariamente es muy alta), formando
burbujas de vapor, entonces estas se colapsan cuando el fluido
las arrastra a una zona de mayor presión (con una
velocidad menor). Este proceso puede introducir efectos
dinámicos (implosión), si la burbuja se colapsa
cerca de una pared de un dispositivo hidráulico esta
podría, luego de un periodo de tiempo, causar daños
en este por cavitación.

Descripción de la
cavitación

Cuando un líquido fluye a través de una
región donde la presión es menor que su
presión de vapor, él liquido hierve y forma
burbujas de vapor. Estas burbujas son transportadas por el
líquido hasta llegar a una región de mayor
presión, donde el vapor regresa al estado líquido
de manera súbita, implotando bruscamente las burbujas. Si
las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una
pared sólida cuando cambian de estado, las fuerzas
ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por
el vapor dan lugar a presiones localizadas muy alto, ocasionando
picaduras sobre la superficie sólida. El fenómeno
generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando
la impresión de que se tratara de grava que golpea con
diferentes partes de la máquina.

Según se ha dicho, cuando, la corriente de un
punto de una estructura o de una máquina alcanza una
presión inferior a la presión de saturación
de vapor, el líquido se evapora y se originan en el
interior del líquido "cavidades" de vapor, de
ahí el nombre de cavitación. En el interior del
fluido existen, pues, zonas en que reina un gradiente fuerte de
presiones que aceleran las burbujas y producen un impacto en el
contorno (Venturis, tuberías, bombas, turbinas,
etc.).

Se demostró con cálculos que una burbuja
en colapso rápido produce ondas de choque con presiones
hasta de 410 MPa. Estas fuerzas ya son capaces de deformar varios
metales hasta la zona plástica, lo que está
comprobado por la presencia de bandas de deslizamiento sobre
partes de bombas o de otro equipo sujeto a
cavitación.

Si la diferencia de velocidad es considerable, las
diferencias de presión pueden también serlo. Para
flujos de líquidos, esto podría resultar con
problemas de cavitación, una situación
potencialmente peligrosa que resulta cuando la presión del
líquido se reduce hasta la presión de
saturación del vapor y entonces este hierve. La
presión de saturación del vapor es la
presión a la cual comienzan a formarse burbujas de vapor
en el líquido. Obviamente esta presión depende del
tipo de líquido y de la temperatura.

Daño por
cavitación

El daño por cavitación es una forma
especial de corrosión-erosión debido a la
formación y al colapso de burbujas de vapor en un
líquido cerca de una superficie metálica, que
ocurre en tuberías, turbinas hidráulicas,
hélices de barcos, impulsores de, bombas y otras
superficies sobre las cuales se encuentran líquidos de
alta velocidad con cambios de presión.

Un daño por cavitación tiene un aspecto
semejante a picaduras por corrosión, las zonas
dañadas muestran una superficie más irregular en el
caso de la cavitación. El daño por
cavitación se atribuye parcialmente a efectos de desgaste
mecánico. La corrosión interviene cuando el colapso
de la burbuja destruye la película protectora, como se
muestra esquemáticamente en la siguiente figura, con los
pasos siguientes:

• 1) Se forma una burbuja de
  cavitación sobre la película
  protectora.

• 2) El colapso de la burbuja causa
  la destrucción local de la película.

• 3) La superficie no protegida del
  metal está expuesta al medio corrosivo y se forma una
  nueva película por medio de una reacción de
  corrosión.

• 4) Se forma una nueva burbuja en
  el mismo lugar, debido al aumento de poder nucleante de la
  superficie irregular.

• 5) El colapso de la nueva burbuja
  destruye otra vez la película.

• 6) La película se forma de
  nuevo y el proceso se repite indefinidamente hasta formar
  huecos bastante profundos.

El mecanismo anterior también funciona sin la
presencia de una película protectora, ya que la
implosión de la burbuja ya es suficiente para deformar el
metal plásticamente y arrancarle pedazos de material. Se
acepta generalmente que la cavitación es un
fenómeno de corrosión-erosión.

Figura 2.6. Pasos del proceso de
Cavitacion.

2.2.7. Inhibidores

Los problemas de corrosión pueden evitarse
mediante una adecuada selección de materiales,
diseños y técnicas de fabricación. Sin
embargo, suele ocurrir que en numerosas aplicaciones es
más económico modificar el medio corrosivo que el
material. Esto es particularmente cierto cuando el medio
corrosivo tiene poco volumen o cuando se trata de una
situación temporal.

Se cuenta con gran variedad de inhibidores, dependiendo
del proceso de corrosión que se desee inhibir. Muchos de
ellos actúan por mecanismos bien definidos, cuyo
conocimiento permitió el desarrollo de nuevos y más
eficaces inhibidores. Otros, en cambio, se han hallado un tanto
al azar, sin conocerse con precisión el porqué de
su eficacia. Hay casos en que el medio contienen inhibidores
naturales, tal es el caso del agua potable, donde una afortunada
concurrencia de factores hace que las tuberías de
distribución sean atacadas en grado apreciable.

En este caso es una combinación de pH, contenido
en el oxígeno y CO, unidos a iones Ca y Mg junto con un
bajo tenor en cloruros hacen que el medio resulte un poco
corrosivo. En estas condiciones se forman sobre el acero
películas con depósitos calcáreos que lo
protegen. Sin embargo, si la concentración de calcio y de
magnesio es muy baja, si el pH es bajo o si el contenido en
cloruros es muy alto, el medio se torna corrosivo. En tales casos
se debe recurrir a la adición de otros inhibidores para
atenuar la corrosión.

2.2.7.1. Inhibidores pasivantes

La velocidad de corrosión de un metal se reduce
notablemente a consecuencia de la formación en su
superficie de una película de productos de
corrosión. Cuando las circunstancias son adversas a la
formación de dichas películas pasivantes, es
posible, mediante el agregado de ciertos inhibidores, favorecer
dicha formación.

De los inhibidores que actúan formando una
película protectora pasivante, los mejor conocidos, al
reducirse sobre la superficie son los cromatos alcalinos y los
nitritos. Ambos compuestos, al reducirse sobre el hierro,
estimulan la formación de películas de óxido
férrico que pasivan el metal. En el caso del cromato, el
efecto se intensifica debido a que el mayor producto de la
reducción, óxido de cromo, es insoluble y
contribuye a la formación de dicha
película.

Hay un grupo de inhibidores pasivantes que para su
funcionamiento requieren la presencia simultánea de
oxígeno. Se los denomina inhibidores pasivantes
indirectos, siendo un ejemplo típico los otros fosfatos y
los polifosfatos. La acción de estos inhibidores se
iniciaría por formación de una capa de óxido
férrico que frena parcialmente la reacción
anódica.

Esta capa de óxido férrico se sella luego,
en forma más lenta, debido a la precipitación del
fosfato ferroso. La corrosión se detiene tan pronto como
la difusión del ión ferroso es frenada por los
productos de corrosión.

2.2.7.2. Inhibidores de acción
neutralizante

Tal como se vio anteriormente, el picado de metales es
consecuencia de una acidificación localizada en la
interfase metal – solución. Por consiguiente todo agente
que dificulte dicha acidificación actuará como
inhibidor del picado. De este modo, la simple
alcalinización de la solución suele ser efectiva,
al elevar el potencial de picado. También son efectivas
las soluciones buffer que mantienen el pH en la zona alcalina o
neutra. Como inhibidores de este tipo se pueden mencionar:
boratos, silicatos, carbonatos, etc.

2.2.7.3. Inhibidores en fase vapor

En los últimos años se ha generalizado el
empleo de estos inhibidores. son productos de muy alta
tensión de vapor que se incluye en los recipientes o cajas
de embalaje del material que se quiere proteger. Su uso se limita
casi exclusivamente a materiales ferrosos. Su acción puede
ser debida a la liberación de aniones inhibidores al ser
adsorbidos por las películas superficiales
húmedas.

De esta manera producen una inhibición local en
zonas que de otro modo serían corroídas. Los
productos liberados serían benzoatos, carbonatos,
nitritos. Algunos de estos inhibidores son nitrito de
diciclohexilamina, carbonato de ciclohexilamina, etc.

2.2.7.4. Inhibidores en medio
ácidos

Antes de pintar chapas de acero, se debe limpiar su
superficie. Una etapa frecuente de la limpieza es el decapado en
medio ácido. Se suele usar, por ejemplo, ácido
sulfúrico diluido del 5 al 20%, a una temperatura entre 70
y 95°C, en estas condiciones se eliminan las películas
de óxido presentes en la superficie del acero.

En general se recurre a compuestos orgánicos,
como por ejemplo el formaldehído. La mayoría de
estos inhibidores en medio ácido actúan por
adsorción en la superficie del metal.

Algunos de ellos retardan la acción
catódica de desprendimiento de hidrógeno, otros
interfieren con la disolución anódica del hierro,
en tanto que se han encontrado ejemplos en los que en la
interferencia parece producirse en ambas reacciones.

Con los inhibidores en medio ácido no se logra la
eliminación total de la corrosión, como con los
inhibidores descritos anteriormente, pero se observa una
importante reducción de la reacción. La
reacción final puede llegar a ser un 10% de la
reacción sin inhibidor.

Del conocimiento de estas series prácticas se
deducen los siguientes puntos para la protección contra la
corrosión; Empleo de materiales que estén lo mas
juntos posible en la serie de potenciales.

Evitar superficies muy grandes del metal más
noble, pues aumenta el ataque en estas condiciones. Cuando sea
posible, aumentar las áreas innobles.

En los plaqueados satisfactorios debe ser tan grueso que
no deje que el medio agresivo se ponga en contacto con el metal
de fondo.

2.3. Definición de
términos básicos

Corrosión Química: son aquellos
casos en que el metal reacciona con un medio no iónico
(por ejemplo oxidación en aire a alta temperatura,
reacción con una solución de yodo en tetracloruro
de carbono, etc.).

Corrosión Electroquímica:
considerados desde el punto de vista de la participación
de iones metálicos, todos los procesos de corrosión
son electroquímicos. Sin embargo, es usual designar
corrosión electroquímica a la que implica un
transporte simultáneo de electricidad a través de
un electrolito. A este grupo pertenecen la corrosión en
soluciones salinas y agua de mar, la corrosión
atmosférica, en suelos, etc.

Corrosión Microbiológica: La
corrosión puede acelerarse debido a la presencia de
organismos microbianos, ya sea porque estos fabrican especies
agresivas o porque actúan como catalizadores de las
reacciones. La mayoría de los organismos activos son
bacterias que reducen u oxidan compuestos de azufre como parte de
su metabolismo.

Picadura: Se define como una cavidad o agujero
con un diámetro en superficie inferior o igual a la
profundidad.

Saponificación: Es una reacción
química entre un ácido graso (o un lípido
saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y
una base o alcalino, en la que se obtiene como principal producto
la sal de dicho ácido y de dicha base.

CAPÍTULO III

Marco
metodológico

En este capítulo se describe la
metodología seguida para realizar este trabajo, con la
finalidad de facilitar la comprensión del proceso
investigativo. El mismo está conformado por el tipo de
diseño de la investigación, población y
muestra, técnicas utilizadas para recaudar y manejar la
información, procedimiento de recolección de datos,
procesamiento de la información y el análisis de la
misma.

3.1. Tipo de investigación

De acuerdo a la metodología, la
investigación llevada a cabo fue de tipo explicativa.
Según Fidias G. Arias (1999) "La investigación
explicativa se encarga de buscar el por qué de los hechos
mediante el establecimiento de relaciones causa-efecto."
(Pág. 20).

Se considera explicativa; ya que el estudio se
basó en el establecimiento de relaciones entre variables;
estuvo dirigido a determinar las causas y su interés se
centró en explicar por qué ocurrió el efecto
y en qué condiciones se dio.

3.2. Diseño de la
investigación

El diseño de investigación es la
estrategia general que adopta el investigador para responder el
problema planteado. Para este estudio se siguieron varias etapas
que permitieron abarcar la mayor parte del sistema de
tuberías comenzando desde lo más general a lo
específico sin intervenir en el proceso natural o
modificar variable alguna.

En el caso de esta investigación el diseño
es de campo debido que los datos de la muestra se derivan
directamente de fuentes reales donde ocurrieron los hechos y la
información recolectada se obtuvo en un ambiente natural
en la que no hubo manipulación o control de ninguna
variable. También se considera no experimental debido a
que no se hizo variar de manera intencional las variables
independientes para ver su efecto sobre otras, lo que se hizo fue
observar el fenómeno tal como se dio en su contexto
natural, para después analizarlo.

3.3. Unidades de análisis

La unidad de análisis define sobre que o quienes
se van a recolectar los datos, y este depende del enfoque elegido
para la investigación, del planteamiento del problema a
investigar y de los alcances del estudio. (Hernández
2003).

Muestreo Probabilístico: proceso en el que se
conoce la probabilidad que tiene cada elemento de integrar la
muestra. En el caso de nuestro estudio se realizo por muestreo
Probabilístico por Conglomerados.

De acuerdo con Fidias G. Arias (1999) "Muestreo por
Conglomerados: se basa en la división del universo en
unidades menores, para determinar luego las que serán
objeto de investigación, o donde se realizará la
selección." (Pág. 23)

Para lograr la obtención de las muestras se
inicio con la clasificación de todo el sistema en zonas
menores en función del riesgo de falla a criterio del
personal de mantenimiento, estas fueron sometidas a un estudio de
determinación de espesores críticos de trabajo por
medio de la técnica de medición por ultrasonido y
en base a la norma ASME 31.3.

A partir de estos resultados se determinaron las
secciones de tuberías más críticas que
sirvieron de referencia para ejecutar cambios y tomar muestras
para la realización de los análisis requeridos.
Vale resaltar que la diferencia con el muestreo estratificado
radica en que no todos los conglomerados son objeto de
selección, ya que puede haber algunos donde no se extraiga
muestra. Mientras que en el estratificado, se debe extraer
muestra de todos los estratos.

3.3.1. Población

La población o universo se refiere al conjunto
para el cual serán válidas las conclusiones que se
obtengan: a los elementos o unidades (personas, instituciones o
cosas) involucradas en la investigación. (Morles, 1994, p.
17).

La investigación se basó en el estudio del
desgaste prematuro de las tuberías del sistema de
emulsión la cual fue divida en secciones y clasificada por
el personal experimentado, tomando seis de estas para la
medición de espesores a través de la técnica
de ultrasonido. Una vez obtenido los resultados se
reclasificó el estatus de nivel crítico
seleccionándose zonas más críticas medidas
según la norma ASME para espesores mínimos
requeridos en tuberías sometidas a presión. Se
tomó de toda la población entonces muestras
provenientes de los puntos más críticos obtenidos
con las mediciones de espesor.

3.3.2. Muestra

La muestra es un "subconjunto representativo de un
universo o población." (Morles, 1994, p. 54).

Para la obtención de muestras se procedió
a evaluar el estado de desgaste total presentados en el sistema
de tuberías medidos y comparados entre sí, con un
indicador común que es la norma de espesores
mínimos requerido a través de la norma 31.3; la
cual se llevo a cabo el área de laminación en
frío específicamente en el sector del Tandem II. Se
tomó de toda la población entonces muestras
provenientes de los puntos más críticos obtenidos
en las mediciones de espesor.

Tabla 3.1. Top 20 de las secciones
más críticas de todo el sistema
estudiado.

3.4. Técnicas de recolección de
datos

Para la recolección de datos se hizo
mención a las técnicas mediante las cuales se
obtuvo la información necesaria para el desarrollo de la
investigación. Estas tienen que ver con los procedimientos
utilizados para la recolección de los datos. Entre las que
tenemos: la observación directa, revisión de
informes predictivos de espesores en tuberías y la
revisión documental para obtener la mayor
información posible relacionada con el problema y las
variables involucradas.

• Revisión documental: Se realizaron
  búsquedas en los documentos de servicios
  administrativos CIT (Centro de Información
  Técnica), con la finalidad de conocer los antecedentes
  o trabajos previos relacionados a esta investigación,
  se obtuvo información teórica tanto
  digitalizada como física a través del Internet,
  Textos e Informes técnicos. Según Hurtado de
  Barrera (2010) "la información está contenida
  en texto escritos, ya sea porque la unidad de estudio es un
  texto o documento, o porque ya fue recogida y asentada por
  otra persona"(p.154)

• Observación directa: Fue aplicada
  desde el reconocimiento de todo el sistema de tuberías
  para su clasificación, para establecer condiciones
  físicas superficiales externas, para la
  verificación del cumplimiento superficial en las
  tuberías al momento de la medición de
  espesores, para la identificación y
  comprobación del tipo de desgaste sufrido.

3.5. Instrumentos de recolección de
datos

Los instrumentos están en correspondencia con las
técnicas y la selección de las técnicas a
utilizar en una investigación está relacionada con
el tipo de indicios que permiten captar el evento de estudio. Con
respecto a los instrumentos, existen diferentes tipos, no todos
los instrumentos de recolección de datos son instrumentos
de medición. Algunos sólo permiten captar la
información y otros sólo permiten registrarla.
(Hurtado J. 2010)

Los instrumentos de registro permiten tener un soporte
de la información en periodos de tiempos relativamente
largos, de modo que se puede recuperar la información
cuando lo necesite. Como las hojas de registro de Excel que se
usaron para almacenar los datos de las mediciones.

• Planos de tuberías del sistema de
  emulsión, tanques principales y de retorno.
  Utilizados para señalar los resultados de
  medición de espesor y puntos críticos en las
  diferentes zonas.

• Reportes de parámetros de emulsión
  ROLMEX. Es un resumen estadístico que se presenta
  en cada turno, informando del comportamiento de las
  diferentes variables que se deben controlar en la
  emulsión, entre las que tenemos pH, cantidad de
  hierro, temperatura etc.

• Microsoft Office Excel. Fue uno de los
  principales instrumentos utilizados para almacenar datos y
  con el cual se creó un sistema para el cálculo
  de espesor mínimo de tubería requerido
  según la norma ASME 31.3, para indicar el estatus de
  desgaste a través de un semáforo de estado
  crítico y velocidad de desgaste tomando como indicador
  la perdida de espesor.

Los instrumentos de medición captan
información de manera selectiva y precisa es decir solo
aquella información que da cuenta del evento de estudio.
Entre estos instrumentos tenemos:

• Scanner por Ultrasonido (DMS 2 TOP COAT): Es
  un instrumento basado en la aplicación del
  fenómeno de reflexión y refracción de
  ondas acústicas las cuales son de carácter
  elástico que se propagan solo donde hay átomos
  y moléculas capaces de vibrar, no así en el
  vacío. Dicho de otra manera, es un instrumento basado
  en la tecnología de las ondas
  electromagnéticas, específicamente el
  ultrasonido que no es más que una onda de alta
  frecuencia que viaja a través de los medios materiales
  y que no se propagan en el vacío. Se utilizo para
  realizar todas las medidas de espesores requeridas para el
  diagnostico del estado actual de cada sección de
  tubería estudiada.

Figura 3.1. Scanner por
Ultrasonido (DMS 2 TOP COAT).

• Microscopio Electrónico de Barrido
  (MEB): Este un microscopio de alta tecnología
  utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz para
  formar una imagen. Tiene una gran profundidad de campo, la
  cual permite que se enfoque a la vez una gran parte de la
  muestra. También produce imágenes de alta
  resolución, lo que significa que
  características espacialmente cercanas en la muestra
  pueden ser examinadas a una alta magnificación. La
  preparación de las muestras es relativamente
  fácil pues la mayoría sólo requieren que
  estas sean conductoras.

En el microscopio electrónico de barrido la
muestra generalmente es recubierta con una capa de carbón
o una capa delgada de un metal como el oro para darle propiedades
conductoras a la muestra. Posteriormente es barrida con los
electrones acelerados que viajan a través del
cañón. Un detector mide la cantidad de electrones
enviados que arroja la intensidad de la zona de muestra, siendo
capaz de mostrar figuras en tres dimensiones, proyectados en una
imagen de TV o una imagen digital.

Figura 3.2. Microscopio
Electrónico de Barrido (MEB)

• Espectroscopio por arco y chispa: Este
  instrumento es basado en la atomización y
  excitación de la muestra tiene lugar entre dos
  electrodos conectados a un circuito, el paso de la
  electricidad entre ambos proporciona la energía
  suficiente para atomizar y excitar la muestra. La
  excitación se produce por energía
  eléctrica porque los electrodos permanecen
  fríos. Es una fuente muy sensible y se consigue
  volatilizar cantidades pequeñas de muestra. Los cuales
  producen tránsitos electrónicos en los
  orbitales atómicos más externos de los
  átomos o iones en fase gaseosa. Estas transiciones
  están cuantizadas y corresponden a la región UV
  visible. El análisis cuantitativo no depende del
  estado de oxidación.

En los átomos no existen tránsitos
rotacionales ni vibracionales, por tanto se obtienen espectros de
líneas (líneas más finas) a una determinada
longitud de onda característica de cada elemento, debido a
esto es válido para análisis cualitativo. Este tipo
de análisis permite determinar los elementos presentes en
una muestra así como el porcentaje de cada uno de ellos.
Este método consiste en detectar las longitudes de onda
característica de cada elemento cuando sus electrones son
excitados mediante una chispa

Figura 3.3. Espectroscopio por
arco y chispa

• Cámara Digital: Es una cámara
  fotográfica que en vez de capturar y almacenar
  fotografías en películas fotográficas
  como las cámaras fotográficas convencionales,
  captura la imagen mediante un sensor electrónico y la
  almacena en una memoria digital. Estas generalmente son
  multifuncionales y contienen algunos dispositivos capaces de
  grabar sonido y/o video además de
  fotografías.

• Cinta Métrica: Es un instrumento de
  medición, que tiene la particularidad de estar
  construido en chapa metálica flexible debido su escaso
  espesor, dividida en unidades de medición, y que se
  enrolla en espiral dentro de una carcasa metálica o de
  plástico. Algunas de estas carcasas disponen de un
  sistema de freno o anclaje para impedir el enrollado
  automático de la cinta, y mantener fija alguna medida
  precisa de esta forma. Se utilizo para determinar la
  distancia de los puntos a medir espesores y en la
  medición de longitud en general.

Fue necesario el cumplimiento de una serie de
procedimientos para dar respuesta a los diferentes objetivos
planteados, y así poder elaborar la presente
investigación. A continuación se describen las
actividades realizadas de acuerdo a los objetivos
específicos:

3.6. Procedimiento de recolección de
datos

• Elaboración del mapa de
  Desgaste de las Tuberías

La elaboración del mapa de desgaste contemplo
varios pasos necesarios durante la primera etapa de la
investigación.

1. Elección de las zonas a medir en todo el
sistema. Se realizó en función de las
consideraciones del personal de mantenimiento y de los tramos de
tuberías no sustituidos recientemente. En el siguiente
plano se observan las zonas seleccionadas.

Figura 3.4. Mapa general del
Sistema de Emulsión del Tándem II.

2. Limpieza superficial externa de
tuberías: Para lograr la efectiva medición a
través de la técnica por ultrasonido de cada una de
ellas fue necesario eliminar las capas de residuos de
emulsión presentes en gran parte de sus superficies, en
las tuberías para cada punto medido se hiso énfasis
en cuatro zonas separadas radialmente a 90° y
longitudinalmente después de cada soldadura. Para las
paredes de tanques se realizaron la limpieza de cuadrados 50 x 50
cm en las esquinas de cada cara.

Esto debido a que dichas capas forman una barrera
importante de residuos que impide la propagación de las
ondas acústicas y evitan que estas lleguen al medio
metálico para lograr obtener un resultado cuantitativa de
la trayectoria recorrida, es decir estas capas evitan que el
instrumento arroje algún resultado numérico que
indique la medida de espesor requerido.

Figura 3.5. Residuos de
emulsión presente en la superficie de las
tuberías.

Figura 3.6. Estado superficial de
la tubería luego de una jornada de limpieza.

Figura 3.7. Estado superficial de
la Pared luego de una jornada de limpieza

3. Medición a través de la
técnica por ultrasonido: Antes de aplicar esta
técnica fue necesario hacer una representación
isométrica en el caso de tuberías especificando los
puntos a ser medidos, en el caso de paredes metálicas se
realizaron bocetos que indicaran igualmente dichos
puntos.

El proceso consistió en colocar el palpador del
ultrasonido sobre cada uno de los puntos despejados en la
superficie a medir enviando así una señal la cual
indica el recorrido de la onda acústica a través
del material metálico. Así mismo el instrumento es
programado para registrar cada valor medido en un sistema de
matrices que luego es descargado en un formato.

Para Tuberías:

Figura 3.8. Nomenclatura por tramo
de tubería según su geometría.

Figura 3.9. Puntos medidos por
tramo de tubería.

Para Paredes

Figura 3.10. Puntos medidos por
sección de pared.

4. Tabla de Control para espesores
mínimos. Para la elaboración del mapa de
desgaste se utilizaron dos tipos de tablas, que permitieron
analizar el estado o nivel crítico de los datos obtenidos
a través del proceso de medición:

• 1) Las correspondientes a paredes de
  tuberías, codos y tees. Compuestas de varias casillas
  de clasificación:

• Sigla: En las que se coloco una abreviatura
  única que identificara él punto medido, la
  primera letra representa el orden alfabético por zonas
  estudiadas, la segunda la inicial indica si pertenece a una
  tubería o una pared y el valor numérico es el
  orden en el que midieron los puntos.

• Punto: Es el nombre que recibe la zona
  medida, que para el caso de las tuberías pueden ser de
  tres tipos: Spool para referirse a una
  sección recta, Codo para indicar el accesorio
  de cambio de dirección y Tee para nombrar
  este accesorio.

• Ángulos: Indica los lugares medidos en
  una zona, esto de forma radial y especificando el punto real
  donde se realizo la medida. Expresado en grados. Incluye
  también los valores numéricos de cantidad de
  medidas efectuadas en esa zona.

• Matriz de Valores Obtenidos: Se refiere a los
  valores recibidos del departamento de ingeniería, a
  partir de los datos recaudados con el sacan por ultrasonido
  de los espesores de pared en las tuberías medidas.
  Expresados en milímetros.

• Esp. Min. (Espesor Mínimo): Es el
  valor de espesor mínimo presentado en la matriz del
  punto medido, en otras palabras es el valor más
  pequeño obtenido en la medición de espesores de
  un punto determinado. Expresado en
  milímetros.

• Esp. Dis. (Espesor Disponible): Es el valor
  de espesor de pared original presente en cada punto medido de
  las tuberías y accesorios medidos, que dependen de la
  cedula o shedule al que pertenece dicha tubería. Es
  expresado en milímetros.

• Desgaste: Es el valor numérico que
  representa el porcentaje de desgaste real sufrido desde la
  instalación de la tubería hasta el momento
  actual o de medición. Esta celda está
  diseñada con un sistema de cambio de colores tipo
  semáforo que permite establecer el estado o nivel
  crítico de la pared, que depende del porcentaje de
  desgaste sufrido y el espesor mínimo requerido
  según la norma ASME 31.3.

Tabla 3.2. Representación
de nivel crítico para un punto medido de tubería
recta

Criterio utilizado para la elaboración la
Tabla de Control. Para la definición de los valores
con los cuales se determinara el rango para catalogar o incluir
en un estatus crítico un punto medido se determino el
espesor de pared mínimo requerido para una
tubería.

• A. Espesor mínimo requerido
  según la presión del fluido (ASME 31.3).
  Este valor representa el menor espesor de pared más un
  espesor de corrosión, que puede soportar una
  tubería según el material de la misma, la
  temperatura de trabajo, la presión de diseño y
  el tipo de soldadura que está presente. Su
  expresión es la siguiente:

Donde:

• P = Presión de diseño (máxima
  presión de operación).

• D = Diámetro exterior.

• Sb = Esfuerzo permisible básico (Dependiente
  del material)

• E = Factor de calidad de junta longitudinal (Tipo de
  soldadura).

• Y = Coeficiente por temperatura (Dependiente del
  material).

• tc ( Espesor por Corrosión (Condiciones de
  Corrosión).

Una vez obtenido el valor de espesor de pared
mínimo requerido de cada uno de los puntos medidos, se
procedió a establecer los rangos que determinan los
estatus de nivel crítico para cada uno.

Si hacemos la diferencia del espesor disponible (Esp.
Dis) menos el espesor mínimo de pared (t) obtenemos el
espesor de vida útil (tv). Para la determinación
del estatus de nivel crítico será necesario hacer
una analogía entre el porcentaje de desgaste (Des.) y los
conceptos anteriores.

Esp. Dis.= 0% Des.

tv= 100% Des.

Figura 3.11. Indicación de
los Tipos de espesores y sus niveles críticos

• B. Estatus:

• Color Verde: Admisible, representa el estado
  más óptimo de trabajo para las tuberías,
  en el cual el desgaste no representa ningún riesgo que
  ponga en peligro la integridad de la misma, siempre que se
  mantengan las condiciones usadas para la norma ASME
  31.3.

El rango usado para clasificar estos puntos de espesor
Admisibles, viene dado en porcentaje de desgaste, de la
siguiente manera:

(0% Des. , 60% Des.( : Este estatus se aplica a medidas
obtenidas desde espesores sin desgaste hasta el 60% del espesor
de vida útil.

• Color Amarillo: Alerta, representa un estado
  en el que las tuberías pueden continuar en
  operación, sin embargo en el que el desgaste
  representa un riesgo de bajo nivel para la integridad de la
  misma y en el que se deben ir tomando las medidas necesarias
  para la planificación de un remplazo en dicho punto.
  Esto se cumple siempre que se mantengan las condiciones
  usadas para la norma ASME 31.3.

El rango usado para clasificar estos puntos de espesor
Alerta, viene dado en porcentaje de desgaste, de la
siguiente manera:

(60% Des. , 100% Des.( : Este estatus se aplica a
medidas obtenidas con desgastes de espesores desde 60% hasta el
100% del espesor de vida útil.

• Color Rojo: Peligro,
  representa un estado en el que las tuberías pueden
  fallar en operación, el desgaste representa un alto
  riesgo para la integridad de la misma y se deben tomar
  decisiones para un remplazo en dicho punto. Vale tomar en
  cuenta también que aun estos puntos de alto riesgo
  están protegidos por la última capa de
  seguridad, el espesor de corrosión que evitara el
  fallo inmediato de las mismas. Esto se cumple siempre que se
  mantengan las condiciones usadas para la norma ASME
  31.3.

El rango usado para clasificar estos puntos de espesor
Peligro, viene dado en porcentaje de desgaste, de la
siguiente manera:

Este estatus se aplica a medidas obtenidas con desgastes
de espesores mayores a 100% del espesor de vida
útil.

• 2) Las correspondientes a paredes de
  tanques:

• Región: En las que se coloco una
  abreviatura que identificara la pared en el que se ubicaba
  él punto medido, para la nomenclatura de cada una de
  sus paredes se estableció colocar el nombre de alguna
  zona frontal a la misma.

• Sigla: En las que se coloco una abreviatura
  única que identificara él punto medido, la
  primera letra representa el orden alfabético por zonas
  estudiadas, la segunda la inicial indica si pertenece a una
  tubería o una pared y el valor numérico es el
  orden en el que midieron los puntos.

• Punto: Es el nombre que recibe la zona
  medida, que para el caso de las paredes se clasificó
  según las zonas laterales a estas.

• Filas: Indica los lugares medidos en una
  zona, esto de forma matricial y especificando el punto real
  donde se realizo la medida. Se expreso en valores
  numéricos. Incluye también letras en orden
  alfabético las cuales representaron las columnas en el
  sistema matricial. Cada una de estas matrices indican la
  posición real en la pared de los puntos
  medidos

• Matriz de Valores Obtenidos: Se refiere a los
  valores recibidos del departamento de ingeniería, a
  partir de los datos recaudados con el sacan por ultrasonido
  de los espesores de pared en las tuberías medidas.
  Expresados en milímetros.

• Esp. Min. (Espesor Mínimo): Es el
  valor de espesor mínimo presentado en la matriz del
  punto medido, en otras palabras es el valor más
  pequeño obtenido en la medición de espesores de
  un punto determinado. Expresado en
  milímetros.

• Esp. Dis. (Espesor Disponible): Es el valor
  de espesor de pared original presente en cada punto medido de
  las tuberías y accesorios medidos, que dependen de la
  cedula o shedule al que pertenece dicha tubería. Es
  expresado en milímetros.

• Desgaste: Es el valor numérico que
  representa el porcentaje de desgaste real sufrido desde la
  instalación de la tubería hasta el momento
  actual o de medición. Esta celda está
  diseñada con un sistema tipo semáforo que
  permite establecer el estado o nivel crítico de la
  pared, que depende del porcentaje de desgaste sufrido y el
  espesor mínimo requerido según la norma ASME
  31.3.

Tabla. Representación de
nivel crítico para un punto medido en la pared del
tanque

• A. Espesor mínimo requerido para
  tanques de base rectangular. Este valor representa el
  menor espesor de pared, que puede soportar una pared para un
  tanque rectangular según el material de la misma y
  geometría de la misma.

Su expresión es la siguiente:

Donde:

L, B, H, se representan en la siguiente
figura:

Figura 3.14. Identificación
de Variables de longitud para Tanques

Figura 3.15. Relación entre
la geometría del Tanque y a

Una vez obtenido el valor de espesor de pared
mínimo requerido de cada uno de los puntos medidos, se
procedió a establecer los rangos que determinan los
estatus de nivel crítico para cada uno, tomando como
criterio el mismo usado para el caso anterior en
tuberías.

3.6.2. Elaboración del Diagrama de Ishikawa
(Causa-Efecto)

El Diagrama Causa-Efecto es llamado usualmente Diagrama
de "Ishikawa" porque fue creado por Kaoru Ishikawa, experto en
dirección de empresas interesado en mejorar el control de
la calidad; también es llamado "Diagrama Espina de
Pescado" porque su forma es similar al esqueleto de un pez:
Está compuesto por un recuadro (cabeza), una línea
principal (columna vertebral), y 4 o más líneas que
apuntan a la línea principal formando un ángulo
aproximado de 70º (espinas principales). Estas
últimas poseen a su vez dos o tres líneas
inclinadas (espinas), y así sucesivamente (espinas
menores), según sea necesario.

Para la elaboración de este diagrama
fue necesario establecer varios pasos que se especificaran a
continuación:

• A. La Identificación y
  definición del problema, el cual se encontraba
  claramente planteado, de manera específica y concreta
  para que el análisis de las causas se orientaran
  correctamente evitando así cualquier tipo de
  confusiones, siendo este el siguiente: El DESGASTE
  PREMATURO sufrido por las tuberías del sistema de
  Emulsión del Tándem II. Escribiendo finalmente
  una frase corta y sencilla en el recuadro principal o cabeza
  del pescado "Desgaste Prematuro".

• B.  La Identificación de las
  principales categorías dentro de las cuales pueden
  clasificarse las causas del problema, en otras palabras
  se procedió a realizar una lluvia de ideas con un
  equipo de trabajo interesados en el tema, siendo esta la
  mejor estrategia para identificar la mayor cantidad de
  categorías posibles. Para lo cual se hizo necesario
  definir, desde lo más general, posibles factores o
  agentes que englobaban la mayor cantidad de causas que
  producían nuestro problema en estudio, para analizarlo
  de una manera determinada. Se asumió que todas las
  causas del problema que se identificaron, podían
  clasificarse dentro de una u otra
  categoría.

• C.  La identificación de causas,
  mediante una lluvia de ideas y teniendo en cuenta las
  categorías encontradas, se identificaron los posibles
  causas que daban origen a este problema. Éstas se
  presentaron como aspectos específicos de cada una de
  las categorías que al estar presentes de una u otra
  manera generan el problema. Dichas causas identificadas se
  ubicaron en las espinas, que confluyen en las espinas
  principales del pescado. En la que a su vez fueron
  identificadas algunas más complejas,
  descomponiéndose en subcausas. Éstas
  últimas se ubicaron en nuevas espinas, espinas
  menores, que a su vez confluyen en la espina correspondiente
  de la causa principal.

Finalmente, como se observar luego de la
identificación de nuestro problema, el proceso de
construcción del Diagrama Causa-Efecto se llevo a cabo en
dos fases: en una primera fase, en la que se establecieron
primero las categorías y una segunda en la que de acuerdo
con ellas se determinan las posibles causas.

3.6.3 Proceso para el cálculo de velocidades
de desgaste

Se requirió la obtención de fechas de
instalación de los tramos de tuberías y con los
datos de desgaste poder hacer el cálculo de velocidad.
Para esto se realizo una investigación exhaustiva, con el
apoyo del personal del personal de mantenimiento para hacer un
promedio de fechas de instalación, necesarias para cumplir
este objetivo.

Para el cálculo se utilizó el indicador de
pérdida de espesor, el cual es el siguiente:

3.6.4 Proceso para la obtención de muestras a
ensayar

Selección de las tuberías disponibles para
el ensayo, Se tomaron las siguientes:

Conjunto Spool-Codo del sistema Válvulas
Dosificadoras a Múltiple, del Bastidor 2. Siglas
TDA-1.

Conjunto Spool-Codo del sistema
Válvulas Dosificadoras a Múltiple, del Bastidor 4.
Siglas TDA-2.

Codo del sistema
Válvulas Dosificadoras a Múltiple, entrada al
sótano del Bastidor 5.

Nomenclatura para el Análisis Químico y
Metalográfico:

Conjunto Spool-Codo del sistema
Válvulas Dosificadoras a Múltiple, del Bastidor 2.
Siglas TDA-1:

• Análisis Químico: B4-1 para el
  codo

B4-2 para la soldadura

B4-3 para el spool

• Metalografía: B4

Conjunto Spool-Codo del sistema
Válvulas Dosificadoras a Múltiple, del Bastidor 4.
Siglas TDA-2:

• Análisis Químico: B3-1 para el
  codo

B3-2 para la soldadura

B3-3 para el spool

• Metalografía:A1

B3

Codo del sistema Válvulas
Dosificadoras a Múltiple, entrada al sótano del
Bastidor 5:

• Análisis Químico: A para la
  muestra

• Metalografía: A2

3.7 Análisis

El procesamiento de la información recolectada en
la revisión documental e investigativa es uno de los
aspectos cruciales que se deben realizar con eficacia, para dar
respuesta al problema planteado en el estudio de la
investigación. Es indispensable registrar todas las
observaciones que se haga para poder organizarla y luego
presentarlo en un conjunto coherente. Los datos obtenidos en este
trabajo se presentarán a través de tablas y figuras
donde se encuentran, los datos y las evidencias del mecanismo de
desgaste.

El análisis de los datos de la
investigación es del tipo cualitativo, a pesar de que se
realizan una serie de cálculos, pues depende de la
naturaleza del problema. El análisis de este tipo de datos
implica tres actividades interrelacionadas: resumir la
información, presentar la información a
través de tablas y procesos causales de que es lo que
significa la información. Todo este análisis de
datos permite la elaboración de las conclusiones finales y
las recomendaciones que pueden provocar mejoras de las
condiciones estudiadas.

CAPITULO IV

Análisis
de Resultados

En este Capítulo se describen los resultados
obtenidos una vez realizado los procedimientos necesarios para el
logro de cada uno de los objetivos. Dichos resultados se
obtuvieron en función de las características
propias del problema de investigación y de acuerdo a los
procedimientos asumidos para así cumplir con los objetivos
generales y específicos de la investigación
propuesta.

• Realizar un mapa de zonas de desgaste del sistema
  de tuberías que permita establecer puntos
  críticos de corrosión.

Este mapa se realizó usando un procedimiento
metodológico por conglomerado, en el cual las zonas de
estudio se determinaron a través del criterio del personal
de mantenimiento mecánico y tomando en cuenta las zonas
más criticas observadas por ellos. Luego de esto se
obtuvieron medidas de espesores a través de la
técnica por ultrasonido, encontrando finalmente las
secciones más críticas.

A continuación, se detalla una tabla resumen del
resultado por medición de espesores, con los 25 puntos
más críticos de todo el sistema de tuberías
estudiados. En las mismas se especifica la ubicación de
cada punto, los porcentajes de pérdida de espesor, los
porcentajes máximos de pérdida de espesor
según la norma ASME y la diferencia entre ambos
valores.

La tabla es la siguiente:

Tabla 4.1. Listado de las 25
secciones más críticas de todo el sistema
estudiado.

Como se puede observar en la tabla anterior, al
finalizar la medición de espesores en las tuberías,
siete de las mismas de todo el sistema se encuentran en estado de
Peligro debido a que han sobrepasado el cien por ciento del
desgaste permitido y calculado a través de la norma ASME
31.3. Esto significa que dichas secciones de tuberías en
cualquier momento pueden fallar.

Mapa de cada una de las zonas medidas:

• a) Tuberías de succión de Tanques
  principales.

En este mapa existe tres tipos de succión
según su diámetro, tres secciones de 20 pulgadas
que se encuentran en estado de Alerta con mayor intensidad el
correspondiente al tanque uno. De 12 pulgadas, nueve secciones
que se encuentran en estado Admisible y de 8 pulgadas, nueve
secciones los cuales ocho se encuentran Admisibles y uno en
Alerta.

Como se verifica en la figura 4.1.

Figura 4.1. Tabla de control en
Succión de Tanques principales.

• b) Paredes de Tanques principales.

En el siguiente mapa existe una medida de espesor
original de 8 mm, variando para cada tanque el fenómeno de
desgaste. Para el tanque 1, de nueve puntos medidos seis
están en Alerta con mayor incidencia en la zona de
succión principal en el lado tanque 2 y tres se encuentran
en estado Admisible. Para el número 2, de catorce puntos
medidos cuatro se encuentran en Alerta y diez en estado
Admisible. Finalmente para el Tanque 3, de las catorce mediciones
todas se encuentran estado admisible. Esto se puede verificar en
la figura 4.2.

Figura 4.2. Tabla de control en
Paredes de Tanques principales.

• c) Tuberías de Succión Bomba de
  Retorno-Manifor.

En la figura 4.3 se observa el estado actual de dichas
tuberías, que tienen como característica que se
encuentra conformada por diferentes tipos de secciones, rectas o
spool de 8 mm y 6 mm, codos de 8 mm y 6 mm, y de una
reducción de 8 a 6 mm. Son un total de ocho con esta
configuración, para lo cual se requirieron cuarenta puntos
de medición que arrojaron un resultado de dos puntos en
peligro, que además representan los dos más
críticos de todo el sistema medido; esto asociado a ser
uno de los primeros tramos en tener contacto con el fluido de
retorno que viene contaminado de finos de hierros, con altas
velocidades por efecto de la acción de las bombas de
retorno. Siete puntos en Alerta y treinta y un puntos en estado
Admisible.

Figura 4.3. Tabla de control en
Tuberías de Bomba de Retorno-Manifor.

• d) Tuberías de Succión Tanques
  Retorno-Bomba de Retorno.

Para la figura 4.4 se puede ver el estado actual del
sistema de tuberías medidos, son todas de 8 pulgadas y
encontramos dos tipos de secciones, rectas o spool y codos. Son
un total de de ocho como el caso anterior, se realizaron
veinticuatro puntos de medición que arrojaron como
resultado que todos se encuentran en estado Admisibles, cabe
destacar que esta zona medida corresponde a un sector
recientemente sustituido.

Figura 4.4. Tabla de control en
Tuberías de Tanques de Retorno-Bomba de
Retorno.

• e) Paredes de Tanques de Retorno.

En el siguiente mapa existe un solo valor o medida de
espesor original al igual que para las paredes de los
Principales, de 8 mm. En el que para cada uno de los tanques tuvo
diferentes comportamientos de desgaste, para el primer tanque o
numero 1, de seis puntos medidos cuatro están en Alerta
con mayor incidencia en la zona de succiones principales y dos se
encuentran en estado Admisible.

Para el número 2, de ocho puntos medidos cinco se
encuentran en Alerta con mayor incidencia en el lado tanque 3 y
tres en estado Admisible. Para el tercer Tanque o numero 3, cinco
se encuentran en Alerta con mayor incidencia en la zona de
succiones principales y tres en estado Admisible. Finalmente,
para el cuarto tanque, de siete medidas realizadas se obtuvieron
tres en estado de Alerta, de lado tanque tres y cuatro resultaron
Admisibles. Esto se puede verificar en la figura 4.5.

Figura 4.5. Tabla de control en
Paredes de Tanques de Retorno.

• f) Tuberías de Filtros Auto
  limpiantes.

Para la siguiente zona estudiada solo se contaban con
tuberías de 8 pulgadas de diámetro. Divididos en
tuberías de entrada y salida, según la
dirección de flujo. Para las de entrada de un total de
quince puntos medidos uno se encontró en estado de Peligro
y es una sección tipo codo. Mientras que seis secciones
están en Alerta, acotando que todos los codos fueron
encontrados como los más afectados, los puntos restantes
se encontraron en estado Admisible.

En cuanto a las secciones de salida, de los
veintiséis puntos medidos dos se encuentran en estado de
Peligro, correspondientes a secciones tipo reducción y
spool. Se obtuvieron también seis en estado de Alerta
siendo la mayoría codos y dieciocho puntos restantes
correspondieron a tuberías en estado Admisible. Todo esto
se puede verificar en la grafica 4.6.

Figura 4.6. Tabla de control en
Tuberías de Filtros Auto limpiantes.

• g) Tuberías de Válvulas
  Dosificadoras-Múltiple.

En la figura 4.7 encontramos los resultados de las
mediciones realizadas en la zona de Válvulas Dosificadoras
a Tubería múltiple, con un diámetro
común en cada una de las secciones igual a 8 pulgadas.
Fueron un total de 61 puntos medidos en los que se obtuvieron dos
secciones en estado de Peligro correspondientes a codos, catorce
puntos en estado de Alerta cuya mayoría corresponden a
secciones tipo codo y cuarenta y seis son secciones
Admisibles.

Figura 4.7. Tabla de control en
Tuberías Dosificadoras-Múltiple.

Finalmente Luego de doscientos cincuenta y tres puntos
medidos, se verifico que los más propensos al desgaste son
los codos, debido al cambio de dirección que propician
ellos. Además se encontró que la mayoría de
las secciones en Alerta se encuentran en las tuberías de
entrada y salida de filtros auto limpiantes, así como en
las paredes de los Tanques de retorno.

• 4.2 Establecer posibles causas de fallas
  mediante un diagrama Causa-Efecto.

La revisión de la literatura en conjunto con las
observaciones efectuadas en planta, permitió elaborar el
diagrama causa-efecto mostrado en la figura 4.8, donde se
presentan las posibles causas tanto principales como secundarias
que originan el desgaste prematuro de las tuberías del
sistema de emulsión del Tándem II de SIDOR, las
cuales son las siguientes:

Figura 4.8. Diagrama Causa-Efecto
o Diagrama de Ishikawa para el Desgaste Prematuro del sistema de
Tuberías.

• 1. Maquina (Material): Este aspecto
  implica dos factores importantes que podrían ejercer
  gran influencia en el aumento de la velocidad de desgaste. La
  maquina que representa el conjunto de piezas o elementos que
  son capaces de transformar la energía en trabajo, en
  este caso aquellos elementos que influyen en el proceso y
  generan un impacto directo o indirecto en el desgaste
  prematuro de las tuberías. Mientras que el material
  son un conjunto de elementos agrupados que se pueden utilizar
  para un fin especifico, nos referimos en este estudio al tipo
  de material del cual se encuentran fabricadas las
  tuberías y los que se han usado para el ensamblaje de
  todo el sistema.

• 1.1 Deficiente control de temperatura,
  por la falta de un método que permita la
  manipulación planificada y exacta de la temperatura en
  cada sección del sistema o por lo menos en la mayor
  parte del mismo.

Esto causado a su vez por la Falta de puntos de control
de las Temperaturas, que permitiría verificar y planificar
planes para el control de cada uno de los tramos. La Temperatura
es uno de los factores que influye muy directamente en la
velocidad de desgaste, ya que esta afecta tanto al material como
al sistema en el que este se encuentra.

• Alta presión de trabajo, la
  presión esta intrínsecamente relacionado con
  los esfuerzos internos del material y el estado del fluido
  que circula dentro del sistema, afectando las condiciones de
  diseño y por ende la eficiencia de los componentes del
  proceso como lo son las tuberías.

• Soldadura, este es uno de los aspectos
  más interesantes porque todo el sistema está
  ensamblado por un medio de soldadura, en los cuales por un
  mal proceso podría acelerarse la velocidad de
  degradación de las mismas.

Toda soldadura representa puntos de alta Energía,
ya que estas son concentradores de esfuerzos, dichos puntos
pueden ser centros de nucleación e inicia de fallas por
corrosión desgaste.

La diferencia del potencial eléctrico entre la
tubería y la soldadura, como es sabido cada material tiene
un potencial electroquímico y cuando dos materiales unidos
poseen una gran diferencia de potencial ocurre en su interface o
unión un tipo de degradación llamado
corrosión galvánica.

• Selección inapropiada del material de
  fabricación de las tuberías, si se comete
  el error de seleccionar un material inapropiado con
  características químicas y mecánicas
  menores a las de diseño se corre el riesgo inminente
  de sufrir daños prematuros, produciendo un alto costo
  a largo plazo.

• Filtros Magnéticos, estos son uno de
  los elementos del proceso encargado de eliminar del fluido la
  mayor cantidad de finos de hierro presentes en el mismo, para
  mantener la concentración dentro de la práctica
  o norma interna de la empresa, que en este caso es menores a
  800 partes por millón. Cuando no se controlan los
  niveles de concentración de finos puede acelerarse el
  proceso de desgaste.

Entre las causas que podrían generar un aumento
de finos, tenemos deficiencia del filtro como unidad o maquina
encargada de mantener el nivel o en condiciones más
extremas, tener estos sistemas fuera de servicio.

• 1.6 Diseño deficiente en
  sección de Bombas Principales, esto puede causar
  diferencias de presiones en el sistema propiciando la
  aparición del fenómeno denominado CAVITACION,
  el cual consiste en la formación de burbujas de aire
  que al encontrarse con la diferencia de presión
  podrían implosionar y causar un daño progresivo
  dentro de las tuberías, además un ineficiente
  transporte de fluido genera diferencia en la
  concentración de oxígeno que podría
  promover una pila de aireación diferencial generando
  así un tipo de desgaste por
  corrosión.

• 2. Método: Este punto se refiere
  a la forma y medios necesarios para llegar a un fin,
  enfocando el mismo en dos aspectos importantes, el de la
  forma de lograr una unión o ensamble de tramos de
  tuberías adecuados y la planificación de
  cómo seguir pasos para operar un elemento de limpieza
  como lo es un filtro.

• 2.6 Soldadura inadecuada según la
  tecnología, este aspecto afecta directamente la
  integridad del sistema de tuberías y al aumento de la
  velocidad de desgaste, ya que existen diversos métodos
  y técnicas de soldadura que dependiendo el material,
  posición y medio en el que se encuentra el material
  base, será el más indicado para usarse. No
  obtener soldaduras de calidad se traduce a presentar
  cualquier tipo de falla a corto o largo plazo en ese
  cordón.

• 2.2 Deficiencia en la práctica del
  uso de Filtros Magnéticos, esto puede generar un
  aumento de los niveles de finos de hierro traduciendo esto en
  mayor cantidad de partículas abrasivas contenidas en
  el fluido que generan mayor desgaste en las
  tuberías.

• 3. Hombre: este aspecto está
  directamente relacionado a los errores o ineficiente cantidad
  de conocimiento al momento de operar algún tipo de
  maquinaria o elemento del sistema de
  emulsión.

• 3.1 Deficiencia de operación de
  filtros Magnéticos, además de todo lo
  nombrado anteriormente acerca de la deficiencia de este
  equipo como maquina y el método de operación,
  también puede ocurrir, la falta de experiencia o de
  información para manejar este tipo de equipos por
  parte del hombre encargado de la operación del
  mismo.

• 3.2 Operación inadecuada de
  Bombas, al igual que para el equipo anterior, una
  inadecuada preparación o falta de experiencia pude
  causar el mal funcionamiento de las mismas, produciendo una
  variación de presiones que generan condiciones para
  producir daños en las tuberías.

• 4. Sustancia (Fluido): en este punto se
  tomarán los posibles factores causantes del desgaste
  prematuro de las tuberías en estudio, relacionados con
  el fluido que circula dentro de las mismas y que
  podrían afectar en mayor o menor medida la resistencia
  del material.

• 4.1 El azufre, en los aceites es
  probable que se formen compuestos de azufres que son muy
  dañinos y corrosivos, como lo son los clorados y
  ácidos sulfurosos. Estando expuesto el sistema a un
  medio que transporta cierta concentración de aceite es
  posible la formación de algún compuesto
  agresivo para el material.

• 4.2 El Cloro, la presencia de este
  elemento es muy problemático en sistemas de fluidos
  con canales de transporte de acero, ya que este elemento es
  muy reactivo y tiende a formar ácidos en medios
  acuosos y a su vez disociarse en forma de iones que promueven
  la corrosión en dicho metal. En este sistema se
  podría infiltrar el cloro a través del agua
  usada pera la preparación de emulsión.
  También generado por residuos de acido
  clorhídrico en las bandas provenientes del proceso de
  decapado, el cual usa este tipo de ácidos como base de
  su proceso y se encuentra inmediatamente anterior a
  este.

• 4.3 La Acidez, este factor pudiera
  aumentar el riesgo a un desgaste por corrosión, para
  cada tipo de material el efecto de la acides es diferente, en
  el caso del acero los medios ácidos promueven el
  aumento de la velocidad de corrosión, esto implica que
  la disminución del ph en el fluido puede ser causante
  del deterioro acelerado para nuestro material en
  estudio.

• 4.4 Abrasión, en este punto nos
  enfocaremos a los factores que provocan el aumento de la
  acción mecánica de rozamiento o desgaste entre
  dos materiales.

En este caso dos aceros uno formado por el material de
fabricación de las tuberías y el otro por los finos
de hierro generados como consecuencia del proceso de
laminación en si, por supuesto un aumento en la cantidad
de finos de hierro produce como efecto mayor desgaste,
además el aumento de la velocidad del fluido igualmente
producirá un aumento en el mismo.

• 4.4 Las Bacterias, es tipo de
  corrosión electroquímica, en el cual algunos
  microorganismos son capaces de causar corrosión en las
  superficies metálicas sumergidas. existen algunas
  especies hidrógeno-dependientes que usan el
  hidrógeno disuelto del agua en sus procesos
  metabólicos provocando una diferencia de potencial del
  medio circundante. Su acción está asociada al
  pitting (picado) del oxígeno o la presencia de
  ácido sulfhídrico en el medio. En otro casos
  son muy afines al hierro y se clasifican en ferro
  bacterias.

Los elementos nombrados anteriormente pueden ser
factores claves que generen el desgaste prematuro en las
tuberías del sistema de emulsión del Tándem
II. Existen algunos que por las condiciones en las que se
encuentra el proceso son más probables que otras, como por
ejemplo la abrasión por finos de hierro, que son
consecuencia a su vez de la deficiencia de los filtros
magnéticos, entre otros.

• 4.3 Determinar velocidad de corrosión
  mediante el indicador de pérdida de
  espesor.

En esta sección se calculo las velocidades de
desgaste obtenidas por zonas medidas, fueron obtenidas usando el
indicador de pérdidas de espesor obteniendo valores de
milímetros de material perdidos en un
año.

Se puede observar en la tabla 4.2, que esta
clasificación se divide por grupos de estabilidad, los
cuales son seis. Estos a su vez poseen subdivisiones que los
clasifican por índice o grado dependiendo la velocidad de
pérdida de espesor. Con diez niveles de estado
crítico.

Tabla 4.2. Escala de la
resistencia a la corrosión de los materiales
metálicos.

Zona de Succión de los Tanques
Principales:

Esta zona comprende tuberías de succión,
con diámetros de 8pulgadas, 12 pulgadas y 20 pulgadas.
Tuberías de Succión de 8 pulgadas, como se
puede observar en el grafico 4.1 existe un comportamiento un poco
heterogéneo en cuanto a las velocidades, con picos en
puntos que representan los codos.

Grafico 4.1. Velocidad de desgaste
de Succión Principal de 8 pulgadas.

Sin embargo toda la curva se encuentra enmarcada dentro
de un rango de valores comprendidos entre 0.03 y 0.78
mm/año, obteniendo el menor valor una calificación
de estable con grado cuatro y el valor mayor estabilidad
disminuida de grado siete. Como se puede verificar con mayor
facilidad en la grafica 4.2.

Grafico 4.2. Velocidad de desgaste
de Succión Principal de 8 pulgadas.

Tuberías de Succión de 12
pulgadas.

Grafico 4.3. Velocidad de desgaste
de Succión Principal de 12 pulgadas.

En una vista más cercana se puede notar que la
curva se encuentra dentro de un rango de valores comprendidos
entre 0.18 y 0.94 mm/año, obteniendo el menor valor una
calificación de estabilidad disminuida de grado seis y el
valor mayor estabilidad disminuida de grado siete. Como se puede
verificar con mayor facilidad en la grafica 4.4.

Grafico 4.4. Velocidad de desgaste
de Succión Principal de 12 pulgadas.

Tuberías de Succión de 20 pulgadas,
se puede observar existe un comportamiento con dos picos en
cuanto a la curva de velocidades, dichos picos representan los
tramos con mayor velocidad de desgaste. Esto se puede identificar
en la grafica 4.5.

En un acercamiento a la curva se visualiza que esta se
encuentra dentro de un rango de valores comprendidos entre 0.57 y
0.93 mm/año, obteniendo el menor valor una
calificación de estabilidad disminuida de grado siete y el
valor mayor estabilidad disminuida de grado siete igualmente.
Esto se puede verificar más claramente en la grafica
4.6.

Grafico 4.5. Velocidad de desgaste
de Succión Principal de 20 pulgadas.

Grafico 4.6. Velocidad de desgaste
de Succión Principal de 20 pulgadas.

Zona de Paredes de los Tanques
Principales:

Esta zona se encuentra compuesta solo por las Paredes
de los tanques principales con un espesor original de 8 mm,
se puede observar un comportamiento bastante homogéneo,
tendiendo a cero. Lo que indica la baja velocidad de desgaste que
ha tenido esta zona durante su servicio. Como lo representa la
grafica 4.7.

Grafico 4.7. Velocidad de desgaste
en Paredes de Tanques Principales.

Haciendo un acercamiento a la curva, se visualiza que
esta se encuentra dentro de un rango de valores comprendidos
entre 0.02 y 0.1 mm/año, obteniendo calificaciones de
estabilidad de grado cuatro para el primer valor y estabilidad de
grado cinco para el segundo. Esto se puede verificar más
claramente en la grafica 4.8.

Grafico 4.8. Velocidad de desgaste
en Paredes de Tanques Principales.

Zona de Tuberías de Succión entre
Bombas de Retorno y Manifor:

Esta zona se encuentra compuesta por tres diferente
tipos de secciones de tuberías ensambladas, Rectas o
Spool, Codos y Reducciones de 8 y 6 pulgadas de
diámetro. Se observa el comportamiento más
irregular de todas las curvas y con los mayores valores de
velocidad en el sistema. Además se verifica que los tramos
con mayor velocidad de desgaste son los codos y
reducciones.

Esto se ve claramente en la grafica 4.9. Se obtuvieron
valores mínimos de 0.17 mm/año y valores
máximos de 4.16 mm/año, correspondiente estos a
estabilidad disminuida de grado seis y poco estable de grado ocho
respectivamente.

Grafico 4.9. Velocidad de desgaste
en Tuberías de Bombas Retorno-Manifor.

Zona de Tuberías de Succión entre
Bombas de Retorno y Tanques de Retorno:

Esta zona se encuentra compuesta por dos diferente tipos
de secciones de tuberías, Rectas o Spool y Codos ambas
de 8 pulgadas de diámetro. Se observa un
comportamiento irregular de en la curva de velocidad y con lo
más altos valores de la mismas en los puntos que
representan codos. Indicando el segundo más elevado en
velocidad de desgaste. Así se muestra en el grafico
4.10.

Grafico 4.10. Velocidad de
desgaste en Tuberías Bombas Retorno-Tanques
Retorno.

Haciendo un acercamiento a la curva, se visualiza que
esta se encuentra dentro de un rango de valores comprendidos
entre 0.30 y 2.01 mm/año, obteniendo calificaciones de
estabilidad disminuida de grado seis para el primero y poco
estable de grado ocho para el segundo valor. Esto se puede
verificar más claramente en la grafica 4.11.

Grafico 4.11. Velocidad de
desgaste en Tuberías Bombas Retorno-Tanques
Retorno.

Zona de Paredes de los Tanques
Principales:

Esta zona se encuentra compuesta solo por las Paredes
de los tanques de Retorno con un espesor original de 8 mm, se
puede observar un comportamiento bastante homogéneo o
uniforme, tendiendo a cero. Lo que indica la baja velocidad de
desgaste que ha tenido esta zona durante su servicio. Como lo
representa la grafica 4.12.

Grafico 4.12. Velocidad de
desgaste en Paredes de Tanques de Retorno.

Haciendo un acercamiento a la curva, se visualiza que
esta se encuentra dentro de un rango de valores comprendidos
entre 0.06 y 0.14 mm/año, obteniendo calificaciones de
estabilidad de grado cinco para el primer valor y estabilidad
disminuida de grado seis para el segundo valor. Esto se puede
verificar más claramente en la grafica 4.13.

Grafico 4.13. Velocidad de
desgaste en Paredes de Tanques de Retorno.

Zona de Tuberías de entrada de Filtros Auto
Limpiantes:

Esta zona se encuentra compuesta por tres diferente
tipos de secciones de tuberías ensambladas, Rectas o
Spool, Codos y Reducciones. Se observa el comportamiento
más regular de en la curva de velocidad y con lo
más altos valores en los codos de la misma. Como se puede
observar en la grafica 4.14.

Grafico 4.14. Velocidad de
desgaste en Tuberías de entrada Filtros auto
limpiantes.

Haciendo un acercamiento a la curva, se visualiza que
esta se encuentra dentro de un rango de valores comprendidos
entre 0.04 y 0.6 mm/año, obteniendo calificaciones de
estabilidad de grado cuatro para el primero y estabilidad
disminuida de grado siete para el segundo valor. Como se observa
en la grafica 4.15.

Grafico 4.15. Velocidad de
desgaste en Tuberías de entrada Filtros auto
limpiantes.

Zona de Tuberías de salida de Filtros Auto
Limpiantes:

Esta zona está comprendida por tres diferente
tipos de secciones de tuberías ensambladas, Rectas o
Spool, Codos y Reducciones al igual que el anterior. Se
observa el comportamiento más regular de en la curva de
velocidad tendiendo a disminuir y con lo más altos valores
en los codos de la misma. Como se puede observar en la grafica
4.16.

Grafico 4.16. Velocidad de
desgaste en Tuberías de salida Filtros auto
limpiantes.

Se verifica al hacer un acercamiento a la curva, que
esta se encuentra dentro de un rango de valores comprendidos
entre 0.03 y 0.78 mm/año, obteniendo calificaciones de
estabilidad de grado cuatro para el primero y estabilidad
disminuida de grado siete para el segundo valor. Como se observa
en la grafica 4.17.

Grafico 4.17. Velocidad de
desgaste en Tuberías de salida Filtros auto
limpiantes.

Zona de Tuberías de Múltiple a
Válvulas Dosificadoras: