Estudio desgaste prematuro en tuberías sistema de emulsión (página 3)

Esta zona se encuentra compuesta solo 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. Así se muestra en el grafico
4.18.

Grafico 4.18. Velocidad de
desgaste en Tuberías Múltiple a
Dosificadoras.

En un acercamiento a la curva se visualiza que esta se
encuentra dentro de un rango de valores comprendidos entre 0.02 y
0.57 mm/año, obteniendo el menor valor una
calificación de estabilidad de grado cuatro y el valor
mayor estabilidad disminuida de grado siete igualmente. Esto se
puede verificar más claramente en la grafica
4.19.

Grafico 4.19. Velocidad de
desgaste en Tuberías Múltiple a
Dosificadoras.

De manera general, se pudo constatar con los resultados
obtenidos, como las principales secciones o tramos de
tuberías que están más propensos a sufrir un
aumento de velocidad de desgaste son los codos y reducciones. Los
codos por el hecho de ser uniones de cambio de dirección o
geometría en el sistema que genera turbulencia y produce
una zona de choque con el fluido en movimiento.

Las reducciones con los cambios de presiones y velocidad
de fluido generan condiciones favorables para el aumento del roce
entre las partículas o finos de hierros presentes y el
material de las tuberías que los contienen.

En la grafica 4.20 se observa en un paneo general como
es el comportamiento de las velocidades en cada una de las zonas
estudiadas, permitiéndonos comparar todas al mismo tiempo.
Esto nos permite visualizar también las diferencias de
velocidades existentes entre todas.

Grafico 4.20. Velocidad de
desgaste en todo el sistema de Tuberías
estudiados.

• 4.4 Caracterizar el tipo de fluido que
  circula en este sistema de tuberías mediante
  análisis Físico-Químico.

Tomando como base para el estudio de las variables del
fluido, se recurrió a la base de datos del personal
encargado de la cuantificación de parámetros por
turno. Dichos parámetros se recaudaron desde el mes de
Agosto 2010 hasta enero de 2011.

A. El pH es una medida de la acidez o alcalinidad
de una solución, que en otras palabras indica si una
sustancia es acida, básica o neutra. El pH también
nos arroja un valor que expresa la concentración de iones
hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.

Grafico 4.21. Comportamiento del
pH de la emulsión durante seis meses.

En el grafico 4.21 se puede observar el comportamiento
del valor de pH presente en la emulsión obtenido a lo
largo de seis meses. El análisis de pH se realiza una vez
por turno en la planta donde se realizo el estudio y representa
un valor significativo en el aumento de velocidad de desgaste. La
variación de la curva fue muy intermitente pero se mantuvo
dentro de un rango comprendido entre 5.1 y 5.7. Cabe destacar que
los requerimientos de pH para este proceso se encuentran
enmarcados entre 5.0 y 5.5. Mientras que los limites de control
están en 4.5 y 6.0.

Dicho todo lo anterior se verifica en la grafica que en
los primeros tres meses el pH vario sobre el nivel superior
requerido en el proceso, mientras que en los últimos se
mantuvo en gran proporción dentro de los límites
requeridos. Comprobando así una tendencia a disminuir el
pH durante el tiempo estudiado, pero sin fluctuar fuera del rango
inferior requerido por el proceso.

La susceptibilidad de este factor en los materiales para
modificar la velocidad de corrosión es diferente
dependiendo el tipo de material. La velocidad de corrosión
del acero aumenta a medida que disminuye el pH, el cual al ser
muy altos suele ser muy corrosivo. La velocidad de
corrosión con el pH está influenciada por la
composición del electrolito.

Figura 4.9. Efecto del pH en la
velocidad de corrosión del hierro en el agua.

Se pude observar en la figura 4.9 el efecto que causa la
disminución o aumento de pH en el medio acuoso para los
aceros, este efecto también depende de la temperatura.
Como se verifica para temperaturas a 20°C donde el aumento de
la velocidad de desgaste se hace mayor en presencia de fluidos
con pH menores a cuatro, teniendo un intervalo en el que este no
a afecta la velocidad, de 4 a 10.

Para temperaturas de 40°C el rango de estabilidad en
la velocidad de corrosión se desplaza a la izquierda
obteniendo un rango aproximado de 4.5 a 10.5. Para temperaturas
de 60°C manteniendo la relación y así haciendo
una proyección, se mueve la curva a la izquierda 0.5, es
decir que posee una zona de aumento de velocidad con pH menores a
5 y una zona de estabilidad de 5 a 11. Lo que indica que para
nuestro caso, el pH no influye significativamente en el aumento
de la velocidad de desgaste, ya que los mínimos valores
obtenidos de pH no son inferiores a 5.1.

B. La Temperatura es una medida de la
energía cinética de los átomos o
moléculas que constituyen un objeto material cualquiera.
Su medida se realiza a través de los cambios que
experimentan algunas magnitudes físicas, cuando los
cuerpos son sometidos a intercambios de energía
térmica.

Grafico 4.22. Comportamiento de la
Temperatura de emulsión durante seis meses.

El comportamiento de las temperaturas de emulsión
registradas durante los seis meses de investigación, nos
demuestra que en la mayor parte del tiempo estas estuvieron
oscilando por encima de 60°C con temperaturas máximas
de 64°C, esto se puede verificar en la grafica
4.22.

Como condiciones o parámetros del proceso de
laminación, estas temperaturas deben estar comprendidas
entre 55 y 60 °C, sin embargo el límite de control
contempla un rango de 50 a 65°C. Lo que quiere decir que la
temperatura durante gran parte del estudio no cumplió con
los requerimientos del proceso, superando el límite
superior del mismo.

Sin embargo como se visualiza en la figura 4.10, el
aumento temperatura afecta directamente la velocidad de
corrosión de forma proporcional, y casi con la misma
intensidad si se trata de sistemas abiertos o cerrados, acotando
que para sistemas cerrados la velocidad continua en aumento junto
con la temperatura, mientras que para sistemas abiertos a los
80°C comienza una disminución de la misma.

Tomando en consideración que las temperaturas
máximas alcanzadas no sobrepasan 65°C, el hecho de ser
un sistema abierto o cerrado produce el mismo efecto en la
velocidad de desgaste.

De esta forma se corrobora que la temperatura produce un
efecto proporcional en el aumento de la velocidad de
corrosión, como se explico anteriormente. Además es
un factor que no solo se relaciona directamente con el material,
sino que incluso se relaciona con el fluido. Aumentando el efecto
del pH como en el punto anteriormente se menciono.

Figura 4.10. Efecto de la
Temperatura en la velocidad de corrosión del
hierro.

C. Los Fino de Hierro son partículas
generadas por la deformación y fricción ocurrida
entre los cilindros de trabajo y las bandas, que se van
incorporando progresivamente dentro del sistema de
emulsión, que recorre cada uno de los tramos de
tuberías de forma cíclica y continua. Para que un
material en forma de finos sea abrasivo este debe ser capaz de
rallar al material afectado, es decir debe ser más duro o
con mejores propiedades mecánicas.

En el proceso de laminación del Tándem II
cada uno de los parámetros se encuentra enmarcado dentro
de un rango de aceptación o requerimiento, protegido a
demás por límites de control. Para el caso de
concentraciones de finos de hierro este se encuentra establecido
como requerimiento que las concentraciones no sobrepasen las 600
partes por millón, además un límite de
control que indica que dichas concentraciones deben ser menores a
800 partes por millón. Cada uno de los parámetros
citados y sus respectivos intervalos de actuación fueron
aportados por ROLMEX ente encargado de realizar cada uno de los
análisis a la emulsión de forma
cotidiana.

Grafico 4.21. Comportamiento de la
concentración de finos de Hierro en la
emulsión

Las concentraciones de finos de hierro obtenidas durante
los meses de estudio, demuestran que los niveles de
concentración sobrepasan los requerimientos establecidos
por la empresa para llevar a cabo el funcionamiento de la
línea como proceso establecido. Se observan
concentraciones mayores a 800 partes por millón que logran
alcanzar valores de hasta 1265 partes por millón de finos
de hierro, que impactan directamente en el aumento de velocidad
de desgaste de las tuberías del sistema de
emulsión. Como se visualiza en el grafico 4.21.

• 4.5 Evaluar Química y
  Metalograficamente el material del sistema de tuberías
  mediante Microscopia Óptica y Microscopia
  Electrónica de Barrido (EDX).

Para esta investigación se procedió a la
aplicación de diferentes tipos de ensayos, para lograr
obtener la mayor información científica y objetiva
de lo está ocurriendo en estas secciones
metálicas.

Análisis químico:

• a) La siguiente tabla corresponde a la
  composición química de un acero para
  tuberías según la norma ASTM 53 grados A y
  B.

Tabla 4.3. Composición
química de tuberías norma ASTM 53 grados A y
B.

Los aceros ASTM 53 son llamados también acero al
carbono de calidad estructural galvanizados. Son utilizados para
conducción a alta presión de agua, gas, vapor,
petróleo, Aire presurizado y fluidos no corrosivos.
Además son el material de diseño utilizado en los
tramos de tuberías del sistema de emulsión
ensayados a través de la técnica de
espectrometría.

• b) La composición química
  resultante del análisis realizado con la
  Técnica de Espectrometría con fuentes de
  chispa, se presenta en las siguientes tablas:

Tuberías:

Tabla 4.3. Composición
química de muestras estudiadas.

Se determinó que las muestras ensayadas a
través de esta técnica no corresponden a la
norma ASTM 53 de ningún grado, es decir se encuentran
fuera de las especificaciones, difieren en porcentajes de
carbono, manganeso, cobre, níquel, cromo y molibdeno.
También se detectaron trazas de otros elementos como
silicio y niobio.

Se puede notar que el contenido de carbono oscila entre
0.066 a 0.107 %, con los menores valores para las muestras B3-1 y
B4-1 correspondientes a la sección del codo en cada caso,
mientras los mayores valores son para las muestras B3-3 y B4-3
correspondientes a la sección de tubería recta
(spool). Los cuales en cualquiera de los casos ni siquiera se
acerca a la especificación requerida de carbono que es de
0.25%. Esta diferencia en composición química es
muy importante ya que este elemento es el que más
influencia tiene en el comportamiento mecánico del acero,
los cambios de porcentaje desde las centésimas del carbono
afectan notablemente sus propiedades.

La mayor diferencia en porcentaje de composición
química la obtuvo el manganeso, con diferencias de hasta
550 milésimas en comparación al acero con menores
exigencias químicas el ASTM 53 grado A. Los valores del
elemento en las muestras oscilaron entre 0.405 y 0.507 %. El
manganeso mejora la resistencia a la tracción y al
desgaste, características muy importantes en el material
de diseño para estas tuberías, debido a que el
sistema en el que se utilizan estas, es muy abrasivo y con alta
turbulencia. En el caso de las muestras estudiadas los
porcentajes son menores y por proporcionalidad las propiedades
antes mencionadas también lo son, esto con respecto al
acero de diseño.

En cuanto a los resultados de cobre, cromo y
níquel, se observa una desviación significativa en
relación a la norma original. Para cada una de las
muestras los valores no sobrepasan el 0.1% de ninguno de los tres
elementos citados anteriormente, cuando deberían poseer
aproximadamente 0.4% de cada uno. El cobre mejora la resistencia
a la corrosión atmosférica, mientras que el cromo
junto al níquel confieren al acero mayor dureza, mejor
resistencia al desgaste y la corrosión, generalmente estos
elementos son usados a partir de 0.3%.

En resumen nos encontramos con resultados de un tipo de
acero que no está entre las especificaciones ASTM 53, en
otras palabras se está utilizando otro material distinto
al de diseño de las tuberías del sistema de
emulsión del tándem II. Con porcentaje de elementos
muy inferiores a los requeridos, que implica también
propiedades del material muy inferiores al requerido, ya que
estos elementos son los que mayor efecto producen en las
propiedades mecánicas de las mismas. Lo que trae como
consecuencia que el rendimiento de dichas tuberías se haya
visto disminuido y por ende el tiempo de vida útil
también.

Uniones Soldadas:

Tabla 4.4. Composición
química de tuberías norma ASTM 53 grados A y
B.

Al igual que para las muestras anteriores se
determinó que las muestras ensayadas a través de
esta técnica no corresponden a la norma ASTM 53 de
ningún grado, es decir se encuentran fuera de las
especificaciones, difieren en porcentajes de carbono, manganeso,
cobre, níquel, cromo y molilibdeno. También se
detectaron trazas de otros elementos como silicio y niobio.
Manteniendo cierta homogeneidad de composición
química entre la soldadura y el material base, pero lejos
de la composición química de diseño.
Obviamente la soldadura tiene menor resistencia al medio que si
fuera una soldadura con porcentajes elementales similares al de
un acero ASTM 53.

Finalmente se encontró que el material al que
corresponde a un Acero AISI-1008. Las tuberías fabricadas
con acero AISI-1008 se galvanizan en caliente por
inmersión. Son diseñadas para la conducción
de fluidos no corrosivos como aceite, aire, agua, gas y vapor, a
medias y bajas presiones. Poseen poca resistencia pero alta
capacidad de deformación en frío.

Grafico 4.22. Comparación
grafica de las muestras analizadas con respecto a los aceros ASTM
53 Grados A y B.

El grafico 4.22, se verifica las desviaciones de
composición química obtenidas en el análisis
químico de las muestras estudiadas con respecto al
material de diseño de las tuberías del sistema de
emulsión. Se observa la diferencia de carbono que aunque
parece pequeña es altamente significativa, la alta
diferencia de manganeso y finalmente la variación de
elementos como el cobre, cromo y níquel.

Análisis Metalográfico:

Microscopía Óptica:

A continuación, se muestran las
fotomicrografías obtenidas de las muestras atacadas, donde
se observan las fases presentes en el material de las
tuberías.

Muestra A1, correspondiente al Conjunto
Spool-Codo del sistema Válvulas Dosificadoras a
Múltiple, del Bastidor 4. En el análisis
químico representadas por las muestras B3-1 y B3-3.
Picadura observada con una magnificación de
64x.

Figura 4.11. Fotomicrografia de la
muestra A1 a 60x atacada con Nital.

Los resultados de microscopia óptica de la
muestra A1 sustentan el análisis químico realizado
a dichas muestras en la zona atacada por la picadura, donde como
se puede ver en la figura 4.11, encontramos un acero con
estructura Ferrita – Perlita, en la cual los granos claros
con bordes bien delimitados representan la Ferrita,
acompañados en menor cantidad y mas dispersos por granos
oscuros que representan la perlita. Cabe destacar que este tipo
de estructura corresponde a un acero de bajo carbono como el AISI
1008.

Muestra A2, correspondiente al Codo del sistema
Válvulas Dosificadoras a Múltiple, entrada al
sótano del Bastidor 5. En el análisis
químico representada por la muestra A. Picadura observada
con una magnificación de 128x.

Figura 4.12.
Fotomicrografía de la muestra A2 a 128x atacada con
Nital.

Figura 4.13. Fotomicrografia de la
muestra A2 a 128x atacada con Nital.

Los resultados de microscopia óptica de la
muestra A2 sustentan el análisis químico realizado
a dichas muestras en la zona atacada por la picadura, donde como
se puede ver en la figura 4.12, se visualiza ataques
múltiples en zonas de la falla mayor, caracterizados por
ser zonas con mayor proporción ferritica según la
imagen obtenida. Mientras que en la figura 4.13, encontramos un
acero con estructura ferritica representado por los granos claros
con bordes bien delimitados como se observa en la imagen,
acompañados en menor cantidad y mas dispersos por granos
oscuros que representan la perlita.

Muestra B3, correspondiente al Conjunto
Spool-Codo del sistema Válvulas Dosificadoras a
Múltiple, del Bastidor 4. En el análisis
químico representada por la muestra B3-2. Soldadura
observada con una magnificación de 64x.

Figura 4.14.
Fotomicrografía de la muestra B3 a 64x atacada con Nital
mostrándose diferentes picaduras.

En la figura 4.14, en primer lugar se identifican las
estructuras cristalográficas presentes en la región
fallada de la soldadura y su comportamiento en comparación
al material base, donde se evidencia un refinamiento de grano lo
que indica microestructuras diferentes que los materiales
evaluados anteriormente. La existencia de refinamiento en la
microestructura indica tamaños de granos más
pequeños, a menores tamaños mayores serán la
cantidad de bordes de granos. Los bordes de granos son zonas
cargadas de energía asociadas a la acumulación de
esfuerzos e impurezas, cuya energía aumenta la
probabilidad de sufrir un ataque corrosivo, ya que disminuye el
diferencial energía de activación para la
corrosión.

Figura 4.15.
Fotomicrografía de la muestra B3 en sección de la
soldadura a 128x atacada con Nital.

En la figura 4.15, se puede aprecia la interface o
cambio de estructura, de columnar a granos equiaxiales en el
cordón de soldadura a medida que nos alejamos de la misma.
Esta región identificada entre el cordón y la zona
afectada térmicamente (ZAT), ha sido alterada como
consecuencia de la exposición a las altas
temperaturas.

Es importante señalar, que las múltiples
pasadas al momento de soldar generan un efecto de refinamiento de
la microestructura, como consecuencia de un calentamiento por
encima de la temperatura de transformación producto de
cada pasada. Este efecto de tratamiento térmico produce
una recristalización con refinamiento de grano, mejorando
notablemente la tenacidad del metal de la misma.

Muestra B3, soldadura observada a una
magnificación de 128x.

Figura 4.16.
Fotomicrografía de la muestra B3 a 128x atacada con
Nital.

En la figura 4.16, se representa la microestructura de
la muestra B3 donde se realizo un acercamiento a la región
afectada por la picadura en el cordón de soldadura, se
identifico como en las anteriores figuras, la presencia de una
estructura Ferritica – Perlitica, resaltando que los granos
presentan una morfología equiaxial y muy
refinados.

Muestra B4, correspondiente al Conjunto
Spool-Codo del sistema Válvulas Dosificadoras a
Múltiple, del Bastidor 2. En el análisis
químico representada por la muestra B4-2. Soldadura
observada con una magnificación de 64x.

Figura 4.17.
Fotomicrografía de la muestra B4 a 64x atacada con
Nital.

Figura 4.18.
Fotomicrografía de la muestra B4 a 64x atacada con
Nital.

En las figuras 4.17 y 4.18, se siguen observando los
cambios microestructurales ocurridos en la soldadura y las zonas
afectadas térmicamente Los cuadros superiores presentan
granos refinados y bien delimitados en las ZAT, mientras que en
los cuadros inferiores se observa diversas formas y orientaciones
de granos que se deben a las distintas velocidades de
solidificación, en la cual no alcanzan a solubilizar en
una estructura completamente ferrita perlita. En caso de la
soldadura se origina una microestructura de granos columnares y
es el resultado de la dilución entre el metal base y
material de aporte donde se observa la presencia de ferrita
acicular.

Muestra B4, soldadura observada a una
magnificación de 128x.

Figura 4.19.
Fotomicrografía de la muestra B4 a 128x atacada con
Nital.

En la figura 4.19, se sigue repitiendo el comportamiento
metalográfico, en el que se ve una estructura ferritica
bien delimitada, con granos oscuros correspondientes a perlita,
además apreciando que para las soldaduras en el aumento de
las zonas atacadas por la picadura se aprecia una notable
refinación de granos comparado con el tamaño del
material base.

Microscopía Electrónica de
Barrido

A continuación, se muestran las
fotomicrografías obtenidas de las muestras atacadas, donde
se observan las fases, zonas de picadura y topografía
presentes en el material de las tuberías.

Muestra A1, correspondiente al Conjunto
Spool-Codo del sistema Válvulas Dosificadoras a
Múltiple, del Bastidor 4.

En las imágenes obtenidas con el microscopio
electrónico de barrido de la muestra A1, nos permite
describir la morfología de la picadura. En la imagen A el
campo tomado es lo suficientemente amplio para mostrarnos la
picadura en sección transversal. Observándose en la
última una superficie irregular y con presencia de
algún tipo de producto de corrosión visualmente
apreciable. Esto se verifica en la figura 4.20.

Figura 4.20.
Fotomicrografía de la muestra A1, picadura Bastidor
4.

En cuanto el analisais quimico obtenido a traves de
EDX,en la picadura no se aprecia ningun tipo de elemento que
indique la presencia de productos de corrosion por elementos
tales como Cloro o Azufre, los que aparecen son elementos
caracteristicos del material, aunque se puede asociar el oxigeno
y el hierro, estos son comunes en este tipo de material. Esto
para la la tabla 4.5.

Mientras que para la tabla 4.6, se pudo observar la
existencia de mayor cantidad de elementos entre ellos azufre,
pero en cantidades mínimas y solo en dos de los cinco
espectros señalados , aunque si se pudo encontrar
pequeños contenidos de calcio y zinc, sin embargo estos
elementos se asocian a inhibidores de corrosión en los
aceros.

Tabla 4.5. Analisis elemental por
microscopia electronica de barrido, Muestra A1

Tabla 4.6. Analisis elemental por
microscopia electronica de barrido, Muestra A1.

Muestra A2, correspondiente al Codo del sistema
Válvulas Dosificadoras a Múltiple, entrada al
sótano del Bastidor 5.

Estas imágenes obtenidas con el microscopio
electrónico de barrido de la muestra A2, permite al igual
que en el caso anterior describir la morfología de la
picadura. En el cuadro izquierdo el campo tomado es bastante
amplio para mostrarnos la curva formada por el corte transversal
de la misma, cuya forma tiene picos debido a que el ataque en
esta sección de tubería ocurrió de forma
múltiple. En el cuadro derecho se hace un aumento en la
microfotografía a la zona afectada que nos permite ver la
superficie del corte transversal de la picadura,
observándose en la última la microestructura del
material acompañado de manchas oscuras. Esto se pude
apreciar en la figura 4.18

Figura 4.18.
Fotomicrografía de la muestra A2, picadura Bastidor
5.

En cuanto a la tabla 4.7 ocurrió el mismo
comportamiento que en los anteriores en el cual no fue encontrado
indicios de productos de corrosión, haciendo un EDX en las
manchas oscuras presentadas en una zona de la muestra se
encontró presencias de carburo de hierro, se detecto
silicio en pequeñas cantidades, sin embargo estos
elementos no están asociados a productos de
corrosión distintos del oxido de hierro.

Tabla 4.7. Analisis elemental por
microscopia electronica de barrido, Muestra A2.

Muestra B3, correspondiente al Conjunto
Spool-Codo del sistema Válvulas Dosificadoras a
Múltiple, del Bastidor 4. Específicamente a la
soldadura.

Estas imágenes obtenidas con el microscopio
electrónico de barrido de la muestra B3, permite con mejor
facilidad describir la morfología de la picadura presente
en la soldadura. Las imágenes representadas en la figura
4.19 pertenecen a un mismo punto o campo de la muestra, mostrada
en forma topográfica y tridimensional. En el que se puede
visualizar tanto la superficie transversal como la de la
picadura.

Estas muestran una superficie de picadura totalmente
irregular, en la que se aprecia vacios sobre la misma, esto es
debido al desprendimiento de granos por algún medio
mecánico, ya que no se encuentran vestigios de
algún producto de corrosión al que se le pueda
asociar este tipo de patrón superficial con lo cual
podamos relacionarlo con un efecto químico, por eso
decimos que es producto de un medio mecánico
externo.

Figura 4.19.
Fotomicrografía de la muestra B3, picadura en soldadura
Bastidor4.

Para argumentar la dicho anteriormente se puede observar
el EDX realizado a la misma zona o campo anteriormente citado,
donde como en todos los casos no fue encontrado indicios de
productos de corrosión, se encontró en un solo
punto una pequeñísima cantidad de azufre y titanio,
también silicio niveles normales de hierro y oxigeno
asociados todos al material, en otras palabras se encontró
una superficie de picadura muy limpia de productos de
corrosión indicándonos sin duda alguna que este
fenómeno es de tipo mecánico.

Tabla 4.8. Analisis elemental por
microscopia electronica de barrido, Muestra B3.

Para complementar este resultado, debemos tomar en
cuenta que el sistema en el que se encontraba en servicio esta
material es muy propenso a la cavitación, producto de
diferentes factores relacionados al mal diseño y
operación de las mismas, nombradas anteriormente. La
cavitación no es más que el fenómeno de
generación de burbujas en los fluidos asociadas a las
altas velocidades, presencia de aire y variación de
presiones que generan un deterioro puntual gracias a la
implosión de dichas burbuja, ya que al ocurrir este
fenómeno existe un desprendimiento de energía capaz
de producir daños en materiales como el acero. Este
fenómeno es el que está ocurriendo en este sistema
de tuberías constantemente.

Muestra B4, correspondiente al Conjunto
Spool-Codo del sistema Válvulas Dosificadoras a
Múltiple, del Bastidor 2. Específicamente a la
soldadura.

En la figura 4.20 observamos las mismas
características topográficas de la soldadura
anterior, se visualiza claramente el nivel de limpieza de
productos de corrosión superficial y la irregularidad en
la superficie de picadura por causa del desprendimiento de
granos, lo que indica que la cavitación también ha
influido en la falla de esta muestra.

Figura 4.20.
Fotomicrografía de la muestra B4, picadura en soldadura
Bastidor 2.

Para la figura 4.21, se observa de lado derecho una
imagen tridimensional correspondiente a huecos encontrados dentro
de la soldadura, en el lado izquierdo se muestra la imagen
topográfica de otro hueco perteneciente a la misma pieza
producto de los procesos de soldadura, en ambos se visualiza con
total claridad la presencia de productos de corrosion formados en
las muestras por el contacto con el ambiente, de forma esferoidal
caracteristicas de los oxidos de hierro.

Figura 4.21.
Fotomicrografía de la muestra B4, picadura en soldadura
Bastidor 2.

Tabla 4.9. Analisis elemental por
microscopia electronica de barrido, Muestra B4.

En la tabla 4.9 podemos observar el análisis
elemental obtenido a través de el EDX de los puntos vacios
encontrados dentro de la soldadura de la muestra B4, en la que
cada uno de los elementos presentes son comunes en el material
estudiado

Finalmente, luego de realizado todos los ensayos y
analizado todos los resultados obtenidos, podemos afirmar que la
degradación presente en el sistema de tuberías
estudiadas, corresponde a un mecanismo de falla complejo, donde
se combinan daños por corrosión, desgaste y
cavitación estando en mayor o menor grado dependiendo de
las zonas o seccione del sistema (Codos, Reducciones, Tees y
Spool).

Conclusiones

• Las muestras ensayadas no corresponden a la norma
  ASTM 53 de ningún grado, es decir el material de
  diseño de las tuberías no coinciden con las
  muestras estudiadas. Esto evidentemente afecta la vida
  útil del sistema.

• Las concentraciones de finos de hierro impactan en
  forma proporcional en la velocidad de desgaste.

• Las picaduras presentes en la muestra no son
  generadas por medios químicos sino mecánicos
  como la cavitación producida por las bombas en el
  sistema.

• La cavitación es el factor principal en la
  formación y desarrollo de las picaduras
  estudiadas.

• Existe desgaste prematuro en las tuberías
  estudiadas.

• Las secciones o tramos más propensos al
  desgaste son los codos y reducciones.

• Las secciones en estado de Alerta se encuentran en
  las tuberías de entrada y salida de filtros autos
  limpiantes, así como en las paredes de los Tanques de
  retorno.

• El rango de pH de 5 a 11 para temperaturas alrededor
  de 60°C no influye significativamente en el aumento de la
  velocidad de desgaste en el sistema estudiado.

• Las condiciones constantes menores a 80°C no
  afecta en el sistema estudiado.

Recomendaciones

• Se recomienda el uso del material de diseño
  en las tuberías del sistema de emulsión del
  Tándem II.

• La activación de planes destinados al
  mejoramiento en el diseño de bombas y su
  utilización, para minimizar los fenómenos de
  cavitación.

• Se recomienda la puesta en marcha de planes de
  mantenimiento y mejoramiento en la operación de los
  filtros magnéticos.

• Se deben realizar planes de cambios con la mayor
  cantidad de secciones unidas de tuberías posibles, que
  minimicen la variación de espesores que actualmente
  posee la línea.

• Se recomienda la aplicación y uso de la tabla
  de control desarrollada en esta
  investigación.

• Se recomienda continuar el estudio enfocado al
  análisis químico más profundo de la
  composición de la emulsión. Realizar
  análisis de Depósitos.

• Finalmente, es recomendable diseñar y
  ejecutar un plan para descartar o validar la acción de
  bacterias que estén actuando en el proceso de
  corrosión de las tuberías.

Lista de
referencias

• ALBORNOZ, Emerys. Guía de
  Organización de la Cátedra Organización
  de Empresas. (2001). UNEXPO. Puerto Ordaz,
  Venezuela.

• NIEBEL, Benjamín W. Manual de Seguridad
  Industrial y Métodos de Trabajo. (1990). Primera
  Edición. Editorial Mc Graw Hill.
  México.

• GÓMEZ CEJA, GUILLERMO. Planeación y
  Organización de Empresas. (1994). Octava
  Edición. Editorial Mc Graw Hill.
  México.

• HERNÁNDEZ SAMPIERI, R; FERNÁNDEZ, C.;
  BAPTISTA, P. Metodología de la
  investigación. (2003). Tercera Edición.
  Editorial Mc Graw Hill. México.

• HODSON, WILLIAM K; MAYNARD. Manual del Ingeniero
  Industrial. (1996). Cuarta Edición. Tomo
  IV.

• Seguridad Industrial. (S.a. s.f.). Recuperado
  el 10 de noviembre de 2010, de
  http://www.wikipedia.com/apuntes/Seguridad_Industrial/

• TAMAYO Y TAMAYO, Mario. Metodología de la
  Investigación. (2002). Editorial Limusa. 2da
  Edición. México.

Autor:

Luis Ángel Díaz
R.

Tutor Académico: Ing. Miriam
Romero.

Tutor Industrial: Ing. Brian De
Castro.

Enviado por:
Iván José Turmero Astros

UNIVERDIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA

"ANTONIO JOSÉ DE SUCRE"

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
METALÚRGICA

TRABAJO DE GRADO

Fecha: Abril 2011