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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA "CUPERACION E IMPLEMENTACION DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE C02 REFRIGERADO DE 36 TON DE CAPACIDAD" INFORME DE SUFICIENCIA , PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA RUGO ANTONIO BACA SANCHEZ PROMOCION 2007-11 LIMA-PERU 2011

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

"RECUPERACION E IMPLEMENTACION DE

TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE C02

REFRIGERADO DE 36 TON DE CAPACIDAD"

INFORME DE SUFICIENCIA

,

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE

INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA

RUGO ANTONIO BACA SANCHEZ

PROMOCION 2007-11

LIMA-PERU

2011

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Prologo

Capítulo 1

1 Introducción

1.1 Antecedentes

1.2 Objetivos generales

1.3 Alcance

1.4 Justificación

1.5 Limitaciones

Capítulo 2

2 Conceptos generales

INDICE

2.1 Propiedades Físico-Químicas del dióxido de carbono

2.2 Principales aplicaciones.del C02 en la industria

2.3 Tanques de almacenamiento

2.3.1 Aislamiento

2.3.2 Líquido atrapado

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2.4

2.5

2.6

Equipos auxiliares del tanque

2.4.1 Unidad condensadora

2.4.2 Calentador eléctrico

2.4.3 Válvulas de seguridad

2.4.4 Indicador de nivel

Principio de funcionamiento del tanque CO2

Panel de regulación de presión

2.6.1 Reguladores de presión

2.6.2 Tipos de Reguladores

2.6.3 Características básicas para seleccionar un regulador de

presión

Capítulo 3

3 Recuperación de tanques·-de almacenamiento de C02

3.1 Generalidades

3.2 Ensayos no destructivos

3.2.1 Procedimiento de los ensayos no destructivos

3.2.1.1 Análisis microestructural

3.2.1.2 Calibración de espesores por ultrasonido

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3.2.1.3 Tintes penetrantes

3.2.1.4 Partículas magnéticas

3.2.1.5 Prueba hidro"stática

3.2.2 Resultados de los ensayos no destructivos

3.2.2.1 Análisis microestructural

3.2.2.2 Calibración de espesores por ultrasonido

3.2.2.3 Tintes penetrantes

3.2.2.4 Partículas magnéticas

3.2.2.5 Prueba hidrostática

3.3 Sistema indicador de nivel

3.4 Sistema elevador de presión

3.5 Sistema de refrig·eración

3.6 Sistema de seguridad

3. 7 Sistema eléctrico y de control

3.8 Sistema de llenado

3.9 Línea de consumo

3.10 Limpieza interna

3.11 Pruebas finales y presurizado del tanque

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3.12 Pintado del tanque

3.13 Identificación visual de seguridad

Capítulo 4

4 Evaluación de costos

4.1 Consideraciones

4.2 Costos de recuperación

4.3 Costos de adquisición de un tanque nuevo de 36 ton

4.4 Comparación de costos

Conclusiones y Recomendaciones

Bibliografía

Planos

Anexo

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IV

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PRÓLOGO

El presente informe explicará los procesos y procedimientos a seguir para

implementar y poner en operatividad tanques de almacenamiento de C02

refrigerado, para su desarrollo y mejor comprensión el informe ha sido estructurado

de la siguiente manera:

En el Capítulo 1 se presenta la introducción al tema y estará conformada por

antecedentes, objetivos, alcance, justificación y limitaciones.

En el Capítulo 2 se muestran los conceptos generales donde se detallan los

conceptos básicos de las propiedades fisicoquímicas del dióxido de carbono,

funcionamiento de los tanques de almacenamiento, aislamiento, equipos

componentes, parámetros de operación y conceptos de reguladores de presión.

En el Capítulo 3 titulado "Recuperación de tanques de almacenamiento de C02'', se

detalla el proceso de �erificación de operatividad de los tanques, los ensayos no

destructivos, la implementación de los sistemas auxiliares y pruebas finales de

operación; también se indica el cronograma de actividades, además se detallan los

tiempos y distribución de trabajo.

En el Capítulo 4 se muestra la evaluación de costos, se realiza la comparación

entre los costos de recuperación y los costos de la compra de un tanque nuevo.

Se terminará el informe con las conclusiones y recomendaciones.

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CAPITULO 1

INTRODUCCION

La aplicación del C02 en la industria es muy amplia y difundida, está

presente en los procesos de bebida (carbonatación), congelamiento de alimentos,

procesos de soldadura, fabricación de productos químicos, fundiciones, etc. El

abastecimiento de C02 para estos procesos normalmente se realiza por cilindros,

pero cuando la demanda de consumo es mayor se requiere de un tanque de

almacenamiento de C02 refrigerado cuyas capacidades varían de acuerdo al

consumo.

Estos tanques de almacenamiento son instalados en un área adecuada

dentro de las instalaciones del cliente que permitan un correcto abastecimiento sin

condiciones inseguras. Los tanques de almacenamiento de C02 pueden ser

.

.

horizontales de cuerpos cilíndricos y tapas semiesféricas, la temperatura de

almacenamiento del C02 en estos tanques es de - 18 ºC.

Los tanques están provistos de equipos auxiliares que permiten que los

parámetros de funcionamiento se mantengan dentro de los rangos operacionales.

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1.1 ANTECEDENTES

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La empresa se dedica a la producción, comercialización y distribución de

gases medicinales e industriales desde hace varios años en el mercado de gases.

Actualmente la empresa cuenta con aproximadamente 1 O tanques de

almacenamiento de C02 que solo poseen la capa de aislamiento en toda la

extensión superficial, de capacidades de 36, 20, 12, 1 O y el resto de 6 y 4 ton; estos

tanques inicialmente estuvieron instalados en clientes con normal operatividad pero,

fueron retirados de sus respectivas ubicaciones debido a finalizaciones de contrato

o por cambios de tanques de mayor capacidad. Estos tanques con todos sus

equipos auxiliares completos se guardaron por muchos años y progresivamente

fueron desmantelados y considerados como material de chatarra.

Debido al actual crecimiento de la demanda de C02 de nuestros clientes,

muchos de ellos que consumían C02 en cilindros ahora requieren el cambio de

suministro de C02 a tanques de almacenamiento, esto mejora la calidad del

servicio y disminuyen -las pérdidas generadas por la distribución y gestión de

cilindros.

1.2 OBJETIVOS GENERALES

EL objetivo del presente informe es recuperar un tanque de almacenamiento

de C02 refrigerado de 36ton de capacidad por medio de implementar todos sus

equipos auxiliares con la finalidad de reducir los costos de instalación evitando la

compra de un tanque nuevo.

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1.3 ALCANCE

4

La empresa cuenta con varios tanques de C02 por recuperar, la mayoría de

los tanques se encuentran en las mismas condiciones y solo se diferencian en las

capacidades de almacenamiento de C02; los tanques de menor y mayor capacidad

son de 4 y 36 ton respectivamente, debido a que los procesos de recuperación son

casi iguales para todos los tanques, el presente informe detallará dichos procesos y

actividades para el tanque de 36 ton de capacidad por ser el más crítico.

1.4 JUSTIFICACIÓN

Debido al crecimiento del consumo de C02 por parte de nuestros clientes,

se hace necesario el cambio del tipo de suministro, de cilindros a tanque de C02. El

tanque de C02 puede ser adquirido por la compra de uno nuevo o por la

recuperación de un tanque fuera de servicio, el presente informe mostrará cual de

las dos alternativas presenta mayor ahorro económico.

1.5 LIMITACIONES

Para los procesos de recuperación del tanque de 36ton se respetarán

las capacidades nominales de diseño de los sistemas auxiliares, en algunos

casos se tendrá. que realizar modificaciones en dichos sistemas por

exigencia de normas internas de la empresa, las cuales deberán ser

cumplidas obligatoriamente.

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CAPITULO 2

CONCEPTOS GENERALES

2.1 PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DEL DIOXIDO DE CARBONO

EL dióxido de carbono en su forma más habitual, es un gas, pero en

determinadas condiciones de presión y temperatura puede existir como líquido o

sólido.

Es un compuesto químico formado por carbono y oxígeno. Su símbolo

químico es CO2. Aproximadamente el 0,03% por volumen de la atmósfera es CO2.

Es muy importante para el ciclo vital de toda clase de vegetales, y es un producto

del metabolismo humano y animal.

Si el gas carbónico es enfriado y comprimido suficientemente, se convierte

en la forma líquida. Sin embargo, el gas no puede licuarse a temperaturas

superiores a los 87,8ºF (31 ºC) por más que se lo comprima. Esta temperatura de

87,8°F (31 ºC) se conoce como temperatura crítica del dióxido de carbono. Es la

temperatura más alta que puede existir el dióxido de carbono líquido. La presión

correspondiente para que el CO2 sometido a 87,8ºF (31 ºC) de temperatura,

comience a licuarse es 1054,7 PSI y se le denomina presión crítica. En otrás

palabras, por encima del punto crítico, la sustancia solo puede existir como gas.

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El dióxido de carbono en su forma líquida solamente puede existir a

temperaturas entre 87,8°F y -69,9°F y a presiones entre 1054,7 PSI y 60,4 PSI, de

lo contrario, retornará a su estado gaseoso o sólido. La presión requerida para

mantener el dióxido de carbono en estado líquido depende de la temperatura a que

se le conserve; a la inversa, la temperatura del líquido depende de la presión a que

se mantenga.

Si se le enfría suficientemente, el dióxido de carbono líquido puede adquirir

su forma sólida de una manera muy similar a como se congela el agua. Este

fenómeno se verifica a -69,9ºF y 60,4 PSI. El dióxido de carbono puede existir

simultáneamente en cualquiera de sus tres formas (gas, líquido o sólido) en las

condiciones arriba mencionadas. De ahí que los -69,9ºF y 60,4 PSI se denominen

punto triple.

Las propiedades fisicoquímicas del CO2 se muestran en las tablas

siguientes:

Tabla 2.1: Fase sólida

Calor latente de fusión (1.013 bar, en el punto triple) 196 104 kJ/kg

Densidad del sólido 1562 kg/m3

Tabla 2.2: Fase líquida

Densidad del líquido (a -20 ºC y 19.7 bar) 1032 kg/m3

Gravedad específica (agua= 1) (1.013 bar y-7 ºC) 1.22

Equivalente Líquido/Gas (1.013 bar y 15 ºC (por kg de sólido)) 845 vol/vol

Punto de ebullición (Sublimación) -78.5 ºC

Calor latente de vaporización (1.013 bar en el punto de ebullición) 571.08 kJ/kg

Presión de vapor (a 20 ºC) 58.5 bar

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Tabla 2.3: Fase gaseosa

Densidad del gas (1.013 bar en el punto de sublimación) 2 814 kg/m3

Densidad del gas (1.013 bar y 15 ºC) 1.87 kg/m3

Factor de Compresibilidad (Z) (1.013 bar y 15 ºC) 0.9942

Gravedad específica (aire = 1) (1.013 bar y 21 ºC) 1.521

Volumen Específico (1.013 bar y 21 ºC) 0.547 m3/kg

Capacidad calorífica a presión constante (Cp) (1.013 bar y 25 ºC) 0.037 kJ/(mol.K)

Capacidad calorífica a volumen constante (Cv) (1.013bar y 25 ºC) 0.028 kJ/(mol.K)

Razón de calores específicos (Gama:Cp/Cv) (1.013 bar y 25 ºC) 1.293759

Viscosidad (1.013 bar y O ºC) 0.0001372 Poise

Conductividad Térmica (1.013 bar y O ºC) 14.65 mW/(m.K)

Tabla 2.4: Punto crítico

Temperatura Crítica 31 ºC

Presión Crítica 73 825 bar

Densidad Crítica 464 kg/m3

Tabla 2.5:-Punto triple

Temperatura del punto triple -56.6 ºC

Presión del punto triple 60.4 psi

Tabla 2.6: Miscelanios

Peso Molecular 44.01 g/mol

Solubilidad en agua (1.013 bar y O ºC) 1.7163 vol/vol

PH (para ácido carbónico) 3,7

Concentración en el aire 0.03 vol%

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Tabla 2.7: Mayores riesgos

Peligro mayor Inhalación

Toxicity (Am. Conf. Of Gov. lnd. Hygienists ACGIH 2000 Edition) 5000 ppm

Límites de Flamabilidad en aire (en condiciones Estándar de No inflamable

Temperatura y Presión)

Olor Ninguno

Número EINECS 204-696-9

DOT Label (USA) NFG

DOT Hazard class (USA) Gas No Inflamable

Tabla 2.8: Equivalencias

1 m3 de CO2 líquido (medido en 1 845m3 de CO2 gas (medido a 1 atmósfera y punto de ebullición) atmósfera y 15 ºC)

1 m3 de CO2 líquido (medido en 1 1580.15 kg de CO2 gas (medido a 1 atmósfera y punto de ebullición) atmósfera.y 15 ºC)

1 kg de CO2 líquido (medido en 1 0.534 m3 de CO2 gas (medido a 1 atmósfera y punto de ebullición) atmósfera y 15 ºC)

1 m3 de CO2 gas (medido a 1 atmósfera y 0.001183m3 de CO2 líquido (medido en 15 ºC) 1 atmósfera y punto de ebullición)

1 m3 de CO2 gas (medido a 1 atmósfera y 1.87 kg de CO2 líquido (medido en 1 15 ºC) atmósfera y punto de ebullición)

1 kg de CO2 gas (medido a 1 atmósfera y 0.00063 m3 de CO2 líquido (medido en 1 15 ºC) atmósfera y punto de ebullición)

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Figura 2.1: Diagrama de fases del dióxido de carbono

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2.2 PRINCIPALES APLICACIONES DEL CO2 EN LA INDUSTRIA

• QUÍMICA

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El Dióxido de carbono es utilizado en química para el control de la

temperatura en reactores, para purificaciones o para operaciones de teñido

de polímeros, fibras animales o vegetales. El Dióxido de carbono es utilizado

en inertización, síntesis química, extracción con fluidos supercríticos o de

proceso y transporte a baja temperatura (-78ºC ó -108ºF).

• ALIMENTOS

El Dióxido de Carbono es usado en la mezcla del producto

"Conservare" este posee características ·que aseguran un patrón de

versatilidad ya sea en forma líquida o gaseosa, aplicado en innumerables

procesos de conservación de alimentos.

• CARBONAT AC[ÓN

El uso de CO2, en la carbonatación de bebidas es de fundamental

importancia para el sabor. Es utilizado en todas las bebidas gaseosas, agua

mineral, cervezas y vinos carbonatados.

• CONGELAMIENTO Y ENFRIAMIENTO

Debido a la baja temperatura del CO2 (-80ºC) y gracias o su alto

poder calorífico, es utilizado para el congelamiento de alimentos. Este tipo

de congelamiento preserva la calidad y características originales del

producto.

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NEUTRALIZACIÓN DE EFLUENTES

El proceso de Neutralización con CO2 es simple, no requiere de

equipo sofisticado y su control _es hecho automáticamente. El dosaje de CO2

no altera la concentración de íon-sulfato que también es controlada por la

Legislación Ambiental.

MERCERIZACIÓN

El CO2 posee algunas características similares al ácido acético

comúnmente utilizado en la fase de neutralización de tejidos.

• METALURGICA DE VAJILLA

El uso del CO2 en el tratamiento de acero, en ollas o hornos

promueve la homogeneidad química y física del baño metálico.

• REFINAMIENTO FIERRO-SILICIO Y SILICIO METALICO

La inyección de CO2 asociada al 02 en el baño metálico es utilizada

como técnica de refinamiento, llega a.niveles bajísimos de impurezas como

calcio y aluminio, otorgando un elevado grado metalúrgico al producto.

FABRICACIÓN DEL ACERO

El soplo combinado en conversores LO y soplo sumergido son 2

aplicaciones importantes de CO2 en la fabricación de acero. En ellas el

Dióx.de carbono actúa como refrigerante agitador del baño, promoviendo

mejor las reacciones metal-escoria, oxígeno-metal.

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• BLANKETING

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El C02 puede ser usado para inertizar tanques de almacenaje de

muchos productos químicos y_petroquímicos, farmacéuticos o de refinerías.

El Blanketing ayuda a reducir los peligros relacionados con productos

volátiles. También ayuda a mantener la calidad del producto, a reducir la

corrosión en los tanques y reducir las emisiones. El Dióxido de Carbono es

ideal para evitar que el oxígeno y la humedad provoquen peligros o

degradación potenciales de los productos.

• MEDICINAL

El C02 produce una atmósfera similar a las condiciones fisiológicas

durante la manipulación de órganos artificiales. El dióxido de carbono es

utilizado mezclado con el aire o el oxígeno como estimulante para mejorar la

aireación del sistema respiratorio. Sirve además, en la dilatación quirúrgica

para la realización de laparoscopía abdominal.

• INDUSTRIA DE, LOS METALES

El Dióxido de Carbono se utiliza normalmente para la protección del

medio ambiente: Se emplea para eliminar los humos rojos durante las

cargas de chatarra y carbón, para la reducción de la nitruración durante la

colada en los Hornos Eléctricos de Arco, y para remover la mezcla a nivel

del suelo. En la metalurgia de no férreos, el dióxido de carbono sirve para

suprimir los humos durante la transferencia de mata (producción de Cu/Ni) o

lingotes de metales preciosos (producción de Zn/Pb). Pueden utilizarse .

.

pequeñas cantidades de C02 en los procesos de reciclado de las aguas

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provenientes de drenado de minas. Los láseres de C02 se alimentan con

dióxido de carbono de pureza especial.

• PAPEL Y PULPA

El dióxido de carbono permite regular finamente el pH en la

fabricación de pastas recicladas o químicas después de un blanqueamiento

alcalino. El C02 puede usarse en la neutralización de "tall oíl" y para la

mejora del funcionamiento de las máquinas de papel.

ELECTRÓNICA

El dióxido de carbono es empleado generalmente en el tratamiento

de efluentes líquidos o durante el enfriamiento de los componentes en los

ensayos climáticos de componentes electrónicos. El dióxido de carbono

puede servir para aumentar la conductividad del agua ultra pura o para

limpiar los abrasivos de piezas como nieve carbónica y en el propio proceso

de limpieza de las resinas fotosensibles al C02 supercrítico, a fin de evitar la

utilización de solventes orgánicos.

Además de las aplicaciones citadas, el C02 tiene una enorme variedad de

usos especiales de los cuales mencionaremos algunos :

• Estufas vegetales/agricultura: para aumentar a productividad de las plantas,

principalmente flores.

• Atmosferas de alimentos: puro o en mezclas con otros gases para aumentar

a vida y preservar el producto. (Conservare)

• Fumigación de granos.

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• Aturdimiento de animales: Pollos, cerdos antes del corte.

• Extracción supercrítica: Cafeína de café, lúpulo, esencias, etc.

• Criomolienda

• Presurización

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• Blow Molding: Para aumentar la productividad de piezas plásticas a través

de enfriamiento rápido.

• Medicinal: Gas para presurización y nieve para cauterización.

• Recuperación de pozos de petróleo

• Expansión de tabaco

• Aerosol: como presurizante

• Refinado de metales

• Curtiembres (desencalado de cuero)

• Extintores de fuego

• Efectos teatrales, etc.

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2.3 TANQUES DE ALMACENAMIENTO

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Existen dos tipos de tanques de almacenamiento de CO2 refrigerado, los de

alto vacío y los convencionales, los tanques estacionarios convencionales son de

acero, construido de acuerdo a las normas de ASME Sección VIII División 1; están

diseñados para soportar presiones de 350 PSI y temperatura de -18º

C, aislado,

equipado con los elementos auxiliares y controles necesarios para el

almacenamiento y suministro de dióxido de carbono a 300 PSI y -18ºC.

Las unidades de CO2 líquido son tanques cuyas capacidades oscilan entre

4.5 y 36 toneladas. Almacenan CO2 a una temperatura de -18ºC y a una presión de

300 PSI en condiciones normales. En realidad esta presión oscila entre 350 y

220PSI consideradas como presiones extremas, máxima y mínima

respectivamente. En estas condiciones, dentro del tanque, el volumen que no

alcanza a ocupar el CO2 líquido, lo ocupa el CO2 qué se gasifica y es el que

mantiene la presión.

Estos tanques poseen un ingreso hacia el interior del tanque denominado

"Boca de hombre" que permite realizar el mantenimiento interno y los ensayos no

destructivos necesarios para verificar su operatividad periódicamente.

También, los tanques de CO2 poseen coplas soldadas tanto en la parte

superior como inferior, estas coplas son normalmente de 2" de diámetro, que

permiten conectar tuberías que están direccionadas hacia el consumo o a los

equipos auxiliares.

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2.3.1 AISLAMIENTO

Debido a que la temperatura del C02 dentro del tanque de

almacenamiento es -18°C existirá intercambio de calor entre el medio

ambiente y el C02, por esta razón el tanque debe ser aislado para prevenir

la formación de condensación de la humedad del medio ambiente. El

aislamiento consiste en una capa de poliuretano de 6" de espesor el cual

rodea toda la superficie del tanque expuesta al medio ambiente, a su vez la

superficie de poliuretano está recubierta de una delgada capa de fibra de

vidrio o por planchas de aluminio, con la finalidad de protegerla de los

golpes, ya que el poliuretano es fácilmente deformable.

Se debe tener cuidado de no golpear el aislamiento del tanque

puesto que cualquier rotura de éste originará que la humedad penetre

malogrando todo el aislamiento. Así mismo el tanque debe cubrirse con un

techo que lo proteja del sol y la lluvia.

Como sabemos no existe el aislamiento perfecto, por tal motivo,

siempre habrá intercambio de calor entre el medio ambiente y el C02

refrigerado; en el interior del tanque existirá una tasa de vaporización de

C02 normal, esta tasa de vaporización hará que la presión del tanque

aumente lentamente, de lo anterior podemos concluir que los tanques no

están diseñados para almacenar C02 refrigerado por mucho tiempo.

2.3.2 LÍQUIDO ATRAPADO

"Cuando el dióxido de carbono es forzado a ocupar un volumen fijo

(por ejemplo: entre dos válvulas cerradas), su presión se incrementará

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mientras se calienta y expande. Un volumen fijo de dióxido de carbono

líquido a 290 PSlg (2000 kPa) y O ºF (-16 ºC) cuando se calienta 1 O ºF

(5.3ºC) hará que la presión se incremente a 2000 PSlg (13,790 kPa). En

vista de que la temperatura seguirá incrementándose, la presión del líquido

atrapado excederá la presión que la tubería y las mangueras pueden

soportar. Ello hará que la manguera o tubería se rompa ocasionando,

quizás, heridas y daños". Véase la tabla 2.9.

Fuente: CGA.G-6.4 - 1992 Asociación de Gas Comprimido, pág. 5

En nuestro caso, para la reparación de los tanques de CO2 se

instalarán varias válvulas de corte, tanto para la fase líquida como gas;

entonces, se deberá tener cuidado de no generar líquidos atrapados de

CO2, en los casos donde sea inevitable la formación de líquidos atrapados

se instalarán válvulas de seguridad calibradas a una presión adecuada, de

modo que pueda proteger la línea ante alguna sobrepresión.

También - se deberá tener cuidado de evitar fugas en uniones

roscadas o soldadas en el tramo donde pudiera existir líquido atrapado, ya

que el CO2 líquido, al perder presión cambiará a fase sólida obstruyendo la

línea, inclusive la entrada hacia la válvula de seguridad podría quedar

"taponeada"; en estos casos se recomienda dirigir chorros de agua continua

hacia la válvula de· seguridad y el tramo indicado para gasificar el CO2

solidificado; otra recomendación es no instalar la válvula de seguridad muy

cerca de la línea a proteger ya que podría liberar CO2 líquido cuando se

accionase, congelando toda la válvula e impedir la liberación de presión.

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Tabla 2.9: Modificación en el volumen de dióxido de carbono líquido con temperatura

18

Un contenedor uniforme lleno hasta el 93% del volumen total con dióxido de carbono líquido de -20 ºF (-28.9 ºC) se dilatará al calentarse de la siguiente manera:

TEMPERATURA PRESIÓN

ºF ºC PSlg

-20 -28.9 200 -18 -27.8 208 -16 -26.7. 217 -14 -25.6 225 -12 -24.4 234 -10 -13.3 243 -8 -12.2 252 -6 -11.1 262 -4 -20.0 271 -2 -18.9 281 o -17.8 291 2 -16.7 302 4 -15.6 312 6 -14.4 323 8 -13.3 334

10 -12.2 346 1 -11.1 1211

2.4 EQUIPOS.AUXILIARES DEL TANQUE

VOLUMEN OCUPADO POR EL DIÓXIDO DE CARBONO

LIQUIDO

kPa %

1378 93.0 1433 93.2 1496 93.6 1550 94.1 1614 94.5 1674 95.0 1738 95.4 1805 95.9 1869 96.4 1937 96.9 2006 97.4 2082 97.9 2151 98.4 2227 98.9 2303 99.5 2385 100.0 8350 100.0

La presión normal de trabajo del tanque de CO2 es de 280 PSI, sin embargo

la presión dentro del tanque puede variar debido a fluctuaciones en el consumo, es

decir, si el consumo de gas de CO2 fuera mayor, la presión interna caería; por otro

lado, si el consumo de gas de CO2 fuera nulo, la tasa de vaporización normal del

tanque aumentaría y en consecuencia aumentaría la presión.

Entonces, para conservar la presión del CO2 en un rango estable, es

necesario instalar equipos auxiliares.

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2.4.1 UNIDAD CONDENSADORA

Todos los tanques permiten almacenar C02 en fase líquida y

gaseosa en la parte inferior y superior respectivamente, coexistiendo ambos

en forma simultánea; en la zona de C02 gaseoso está instalado un

serpentín de cobre por donde fluye un refrigerante que permite condensar el

C02 gaseoso, esto permite que la presión disminuya. El serpentín está

anexado a una unidad condensadora de 3 a 7 H.P. con refrigerante y los

controles necesarios para mantener la presión del C02 dentro de los límites

correctos.

El C02 gaseoso es condensado por la evaporación del refrigerante

que tiene lugar dentro del serpentín instalado en la zona gaseosa del

tanque. La condensación del C02 gaseoso mantiene la presión del tanque

dentro de los límites de operación y seguridad. Esta unidad de condensación

está comandada por un presostato para que arranque y se detenga

automáticamente en valores de presión determinados.

2.4.2 CALENTADOR ELÉCTRICO

Es un equipo del tanque de C02 cuya función es generar C02 en

fase gas para compensar la caída de presión dentro del tanque. Está

formado por una resistencia eléctrica en contacto con C02 líquido del

tanque, la resistencia está contenida en un portarresistencia recubierta de

lana de roca y poliuretano, este portarresistencia está anexado al tanque

tanto por la fase líquida como gas. La resistencia eléctrica está

continuamente en contacto con C02 líquido y es comandada por un

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presostato, cuando la presión desciende a un valor fijado se acciona el

presostato, activando la resistencia eléctrica y vaporizando el CO2 líquido

aumentando la presión, cuando la presión alcanza un valor determinado el

sistema deja de funcionar.

Además la resistencia eléctrica posee un dispositivo de seguridad, un

termostato, que lo protege por sobrecalentamiento, esto permite que la

resistencia no se queme al trabajar de continuo o cuando no haya CO2 que

vaporizar.

La capacidad de vaporización de la resistencia depende de la

potencia eléctrica, para los tanques de CO2 se utilizan tres potencias según

la tabla adjunta.

Tabla 2.10: Capacidad de vaporización de resistencias eléctricas

CAPACIDAD VAPORIZACIÓN POTENCIA TENSIÓN LONGITUD DE LA ;,¡¡,,(Kglhr) (KW) (V) ESPIGA

110 9 220 24"

160 12 220 34"

200 18 220 45"

2.4.3 VÁLVULAS DE SEGURIDAD

El tanque cuenta con un sistema de seguridad que lo protege por

sobrepresión en casos extremos o cuando deja de funcionar el equipo de

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refrigeración, el tanque está equipado con 2 válvulas de seguridad

graduados a 350 PSI. Estas válvulas están colocadas en las descargas de

una válvula de 3 vías. La construcción de la válvula permite que se pueda

bloquear una de las válvulas de seguridad, pero nunca las dos al mismo

tiempo, de modo que el tanque está protegido en todo momento por

sobrepresión.

A la salida de las válvulas de seguridad son colocados los "venteas"

que consisten en niples y conexiones para dirigir el flujo de descarga hacia

arriba.

2.4.4 INDICADOR DE NIVEL

Existen varios dispositivos para medir la cantidad de C02 que hay en

el tanque, entre ellos tenemos los siguientes:

• Bascula: La gran mayoría de los tanques están montados sobre una

báscula romana o celdas de carga para poder determinar los consumos

de los clientes y la cantidad de producto entregado por las unidades de

distribución. En las celdas de cargue deben estar en buenas condiciones

y libres de cualquier elemento que pueda interferir en la medición.

• Indicador de presión diferencial: Dispositivo diseñado para medir la

cantidad de producto en un tanque de manera indirecta, consiste en

determinar la diferencia de presión que hay en la parte inferior y superior

del tanque, esta diferencia indica la presión que ejerce el C02 líquido que

corresponde a una determinada cantidad de C02. Usualmente esta

medida está expresada en pulgadas de agua. De acuerdo a la geometría

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del tanque se puede realizar una tabla que relaciona la presión en

pulgadas de agua a peso de CO2 en toneladas.

• Flotador: Dispositivo diseñado para medir la cantidad de producto en un

tanque horizontal y funciona de la siguiente manera: Dentro del tanque se

instala una boya que está conectada al exterior del tanque y bascula de

acuerdo al nivel de líquido que hay en el tanque. A medida que el CO2 es

consumido, la boya desciende junto con el nivel de CO2 y esto es

indicado en la báscula.

2.5 PRl'NCIPIO-DE:;FUNCIONAMI-ENTO DEL TANQUE DE C02

Como sabemos el CO2 en el tanque estacionario está en fase líquida a

-18ºC, las presiones internas son variables, en los rangos normales de 240 a

290PSI, este rango depende de la regulación de los presostatos en el vaporizador

eléctrico y equipo de refrigeración.

L�s. presiones extremas son 220 y 300PSI, cuando la presión disminuye por

debajo de 220PSI en el tanque la fase líquida tiende a pasar a la fase sólida

formando nieve carbónica, si no entra en servicio el vaporizador eléctrico entonces

continuará solidificándose el CO2 líquido por completo en el interior del tanque y no

podrá suministrarse gas a la red de consumo, en consecuencia habrá parada de la

producción. El CO2 en estado sólido está a -75 ºC, a dicha. temperatura el acero del

tanque sufrirá cambios en su tratamiento térmico.

Cuando la presión en el tanque se incrementa por encima de 300PSI, el

CO2 en estado líquido tiende a pasar a la fase gas, aumentando la presión hasta la

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apertura de la válvula de seguridad (350PSI) en el caso de que no esté en servicio

el equipo de refrigeración.

Las condiciones de operación .en los tanques de CO2 líquido, se da con el

funcionamiento correcto de los elementos auxiliares.

Normalmente el presostato del equipo de refrigeración se calibra para que el

equipo arranque en 290PSI, condense el CO2 gaseoso y la presión descienda

hasta 270PSI, en esta presión el presostato detiene el equipo de refrigeración.

A su vez el presostato del calentador eléctrico se calibra para que la

resistencia se active en 220PSI gasifique el CO2 líquido, eleve la presión interna del

tanque y se desactive en 240PSI. El termostato de la resistencia está calibrado a

30ºC, esto permite que la resistencia no se queme.

El sistema de control también cuenta con alarmas de baja y alta presión,

dichas alarmas están comandadas por presostatos calibrados del siguiente modo:

la alarma de baja presión se activa en 21 0PSI y se desactiva en 220PSI; la alarma

por alta presión se activa en 330PSI y se desactiva en 320PSI.

Existen dos modos de consumo de CO2: por la fase líquida y por la fase

gaseosa, cuando el consumo es por la fase líquida, la presión casi no se altera,

mientras que si el consumo es por la fase gaseosa se aprecia la reducción de

presión gradual en el manómetro.

La cantidad de calor que pasa a través del aislamiento, va a gasificar

lentamente el CO2 líquido. Cuando el consumo es igual al ratio de gasificación,

tendremos una presión estable. Si es necesario obtener más gas del que el

sistema puede producir se necesita calor adicional el cual se introduce a través de

un calentador.

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2.6 PANEL DE REGULACIÓN DE PRESIÓN

24

El panel de regulación nos permite regular la presión de suministro para la

red y está compuesta por dos reguladores en paralelo; uno en servicio y otro para

cubrir una eventual falla o mantenimiento del primero, se cuenta además con una

válvula de seguridad a la entrada (set 350 psi) y una válvula de seguridad a la

salida (set depende de la presión de consumo), además se ubica a la salida del

panel un manómetro indicador de presión, para verificar la presión de salida del

regulador y una válvula check para impedir el retorno .

. La presión de ingreso al regulador es la misma que tiene el tanque y la

presión de salida regulada depende de la presión de trabajo en el punto de

consumo.

2.6.1 REGULADORES DE PRESIÓN

Los reguladores de presión, nos permiten reducir la presión de alta a

baja presión, dependiendo de la exigencia en los puntos de consumo;

normalmente en el proceso de producción las presiones de trabajo son

presiones bajas en el rango de 50-100 PSI.

Al inició de- la red primaria, se instalará un regulador de presión para

disminuir la presión en la red primaria y secundaria, en la red auxiliar o en el

punto de consumo también se instalará otro regulador para fijar la presión de

trabajo.

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2.6.2 TIPOS DE REGULADORES DE PRESIÓN

25

Para cada tipo de gas, existen reguladores de presión con sus

respectivas conexiones, tenemos reguladores de alta presión para cilindros

y reguladores para baja presión para uso en red de distribución, no es

apropiado usar reguladores de alta presión en el punto de consumo cuando

el suministro es por tuberías con presiones inferiores a 250 PSI.

A los reguladores de baja presión, técnicamente se les conoce como

reguladores de línea. Al usar reguladores de alta presión, habrá más caída

de presión y restricciones de flujo; cuando tenemos este tipo de problemas,

muchas veces se incrementa la presión de la red primaria, igual a la presión

que tiene el tanque de almacenamiento, pero no es correcto. Todo depende

de una buena selección del regulador de línea.

2.6.3 CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA SELECCIONAR UN

REGULADOR DE PRESIÓN

Las características a tener en cuenta en la selección del regular de

presión son las siguientes:

• Capacidad de flujo en m3/ hr

• Máxima presión de trabajo

• Diferencial de presión

• Tipo de conexión

• Tipo de gas

• Tipo de material

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CAPITULO 3

RECUPERACIÓN DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE CO2

3.1 GENERALIDADES

Para iniciar el proceso de recuperación de los tanques de almacenamiento

de C02 se debe realizar un presupuesto detallado de los materiales, insumos y

mano de obra especializada, se debe tener en cuenta los tiempos de entrega de los

materiales críticos, que son considerados así, cuando son adquiridos por

importación, en alguno_s de estos casos el fabricante no cuenta con un stock

adecuado y tiene que -fabricar la cantidad solicitada, hay que tener presente los

costos de envío y de desaduanaje.

Para realizar un buen presupuesto, se trabaja en coordinación con el área

de compras, ya que ellos se encargaran de negociar las cotizaciones con varios

proveedores, por lo general con dos o tres. La elección del proveedor ganador no

necesariamente es aquel que ofrece mejor precio, sino aquel que ofrece el mejor

tiempo de entrega, calidad de producto y forma de pago. En el caso de los

proveedores de servicios especializados, se debe solicitar la documentación

correspondiente para garantizar la calidad del trabajo, como los certificados tanto

de los instrumentos de medición, los certificados propios del servicio y los

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certificados del personal calificado. Para nuestro caso esta documentación es

aplicable para los servicios de ensayos no destructivos y los servicios de soldadura

TIG.

También es necesario coordinar con el área de almacén y contabilidad para

disminuir los tiempos generados por la gestión de: codificación de materiales,

ingreso y salida del stock de almacén, verificación de las guías de remisión y

facturas. De haber alguna anomalía en dicho proceso, ocasionaría que la entrega

de materiales no sea realizada a tiempo para su instalación.

Es necesario determinar el área .de trabajo, esta debe ser amplia y ventilada,

alejada·. de fuentes de ignición. y permitir una adecuada evacuación ante algún

incidente, las coordinaciones referidas a la seguridad del trabajo se realizan con el

área de seguridad, salud y medio ambiente; antes de iniciar cualquier trabajo se

evalúa el nivel de riesgo con la documentación necesaria: Permiso de Trabajo

Especial (PTE), Permiso para trabajos en espacios confinados {PTEC), permiso

para trabajos con carga suspendida, etc. Una vez evaluados los riesgos se procede

a eliminarlos o mitigarlos. Es importante indicar que antes de iniciar los trabajos

especializados por terceros, estos son capacitados en las charlas de inducción

donde se les indica las acciones a seguir ante alguna eventualidad no deseada y

sobre los principios de seguridad de la empresa.

Debido a la presión de trabajo del tanque, todos los materiales a usar

deberán soportar más de dicha presión, por tal motivo, a menos que se indique lo

contrario, todas las tuberías serán SCH 80 sin costura, las conexiones serán de

clase 3000 en algunos casos roscados y otros "socket Weld", las bridas serán de

clase 300, las válvulas criogénicas serán de 1000 WOG y las no criogénicas serán

de 600WOG.

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Figura 3.1: Tanques de C02 sin re.paración

Figura 3.2: Tanques de C02 recuperados e implementados

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Tabla 3.1: Datos de placa del tanque de C02 de 36 ton

Fabricante TATSA

Dirección Poniente 150 Nº 734 Mexico 16 DF

Uso Dioxido de carbono

Nº de serie 7990

Capacidad nominal de agua 36000 kg ± 2L

Capacidad 34802 kg

Fecha 02 de agosto 1988

Diametro 244.85 cm

Longitud total 873.18 cm

Espesor de cuerpo 21.05 mm

Espesor de cabezales 14.28 mm

Material del cuerpo SA 612

Material de cabezales SA 515-70

Presión de trabajo 24.6 kg/cm2

Presión de diseño 24.6 kg/cm2

Presión de prueba 36.9 kg/cm2

Temperatura de diseño 29 ºC

Faét. Sec H

Tara 11500 kg

Rad iog rafia do 100%

Aislante Poliuretano

Recubrimiento Aluminio

Código Asme Sección VIII DIV I Edit. 86A86

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Todas las juntas en líneas serán realizadas por soldadura TIG con personal

especializado, solicitando al proveedor del servicio el uso del "argón 5.0" en su

proceso de soldadura, este tipo de argón permite que la calidad y el acabado de la

soldadura sea optima.

�� '

Figura 3.3:-Placa del tanque'de C02 de 36 ton

Es muy importante que antes de realizar los trabajos de acondicionamiento

de todos los sistemas auxiliares y trabajos de montaje de tuberías se realice la

simulación de estas actividades con algún software de ingeniería mecánica, esto

permite eliminar los tiempos de retrabajo o de remodelación inesperadas, también

permite mejorar el control de la cantidad de todos los materiales y equipos

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necesarios. Para nuestro proyecto de recuperación de los tanques de C02, se

realizaron varias simulaciones por software de las ubicaciones de todos los equipo,

distancias mínimas de tuberías y cantidad mínima de conexiones, eligiendo el

diseño más optimo y funcional.

3.2 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Los ensayos no destructivos nos permiten determinar el estado de la

estructura del acero del tanque, esta prueba será definitiva para decidir si el tanque

será recuperado o chatarreado. Debido a que los ensayos deben ser realizados con

equipos y personal especializado, se subcontrata a una empresa dedicada en el

rubro. Pero antes de iniciar los ensayos no destructivos se debe acondicionar el

tanque, ya que este trabajo es considerado de alto riesgo por ser un trabajo en

espacio confinado, los tanques poseen una entrada hacia el interior denominada

"boca de hombre" o "manhole" cuyo diámetro promedio es 40cm, este posee una

tapa que sella el tanque y está cubierta con poliuretano; entonces, para iniciar los

trabajos se retira la capa de aislamiento y se abre la tapa del tanque.

Inmediatamente no debe introducirse la cabeza dentro del tanque ni ingresar

para verificar el estado interno, ya que internamente no hay una atmósfera

respirable. Normalmente la boca de hombre está ubicada en un extremo a la altura

media.del tanque, para poder ingresar y realizar los ensayos se debe monitorear la

atmosfera y esto se realiza con un analizador de gases portátil, dicho analizador

mide la concentración de oxigeno, monóxido de carbono, sulfuros de hidrógeno y

gases combustibles, antes de cada uso, el analizador debe ser calibrado. Para

acelerar la adecuación de la atmosfera interna del tanque se instala un dueto desde

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la boca de hombre hacia un extractor de aire, que permite retirar aire viciado e

ingresar aire respirable.

Dependiendo del volumen y del estado interno del tanque este proceso de

adecuación puede durar un día.

Cuando la atmósfera interna del tanque es la adecuada, es decir, cuando el

analizador de gases indique 21 % de concentración de oxigeno y cero en las demás

lecturas, se procede a realizar los ensayos no destructivos, cómo mínimo debe

haber tres personas que realicen esta labor: el entrante, el vigía y el supervisor.

El entrante por seguridad debe tener un arnés y una línea de vida que

permita retirarlo rápidamente ante un desmayo. El vigía está cerca de la boca de

hombre pendiente de todo lo que sucede internamente y es quien alerta al

supervisor, quien tomará las acciones inmediatas a realizar. También es importante

que el personal de la brigada de emergencia esté enterado del trabajo a realizar ya

que son ellos quienes están entrenados en la manipulación de equipos de rescate.

Cumpliendo con todas las exigencias de seguridad, se proceden a realizar

los ensayos no destructivos. Los ensayos constan de cinco pruebas:

• Análisis Microestructural: Es realizada mediante Réplicas Metalográficas,

con la finalidad de detectar cambios microestucturales en el metal base,

tales como esferoidización de la perlita, crecimiento de grano y microfisuras.

• CaliQración de e�pesores por Ultrasonido: Tiene la finalidad de detectar

desgaste por corrosión.

• Tintes Penetrantes: Verifica las uniones de bridas, manhole y copies con la

finalidad de detectar fisuras u otras discontinuidades superficiales.

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• Partículas Magnéticas: Se realiza la inspección de los cordones de

soldadura a tope, con la finalidad de detectar y dimensionar fisuras

superficiales u otras discontinuidades superficiales y subsuperficiales.

• Prueba Hidrostática: Se realiza a 1.5 veces la presión de trabajo, con la

finalidad de establecer hermeticidad del tanque.

3.2.1 PROCEDIMIENTO DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Los siguientes procedimientos referentes a los ensayos no

destructivos fueron extraídos del informe técnico presentado por el

proveedor especializado.

3.2.1.1 ANÁLISIS MICROESTRUCTURAL

El Análisis Metalográfico por replicas, se realizó en la tapa

delantera (01 replica), tapa posterior (01 replica) y cuerpo (02

replicas). La prueba se inicia con el pulido al espejo del punto a

replicar, mediante lijas de la granulometría 80 hasta 1000, luego del

cual se realiza el micropulido con paño y alúmina (oxido de aluminio),

posteriormente se realizó el ataque químico con el reactivo

correspondiente para este material (Nital al 5% de concentración), el

cual revelará la microestructura correspondiente. Terminado el

ataque químico se procede a impregnar la replica Metalográfica en la

zona atacada y esta réplica es llevada en vidrio para su análisis en el

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microscopio. Normas aplicadas: ASTM E 3-62, ASTM E 82-63, ASTM

E 112-88 y ASTM E 1351

3.2.1.2 CALIBRACION DE ESPESORES POR ULTRASONIDO

La calibración de espesores por ultrasonido, se realizó en la

tapa delantera (30 puntos), tapa posterior (31 puntos), cuerpo

cilíndrico (96 puntos) Previo a la calibración se realiza la limpieza,

eliminando residuos de pintura u oxido para luego impregnar de

grasa los puntos a medir, que sirve como acoplante entre el

transductor del equipo con la superficie de palpación.

La calibración se ejecuta por contacto directo del transductor

con la plancha a calibrar y tomando la lectura en forma digital. La

norma aplicada es ASTM E 797-95

3.2.1.3 TINTES PENETRANTES

La Inspección visual y verificación por Líquidos Penetrantes,

se ejecutó a las uniones soldadas de los golletes y soldaduras a

filete. Previo a la inspección se ejecuto la limpieza, por medios

mecánicos, dejando la superficie a verificar, libre de rebabas u otros

materiales inorgánicos.

Concluida la limpieza se aplicó el tinte rojo (penetrante) a una

distancia de 300 mm por 10 minutos, el penetrante es llevado dentro

de las pequeñas discontinuidades, si las hubiera, por una acción

capilar. Siguiendo el tiempo de penetración establecido, la superficie

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de la soldadura a ensayar es limpiada cuidadosamente del exceso de

penetrante; luego se aplicó el tinte blanco (revelador) en varias capas

finas, concordante con el procedimiento establecido. La técnica

aplicada corresponde al método "B" (removible con solvente) tipo 11

(luz visible) del procedimiento E-165 de la norma ASTM. La

inspección se realiza bajo luz visible (natural o artificial), transcurrido

el tiempo de revelado.

3.2.1.4 PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

La inspección con Partículas Magnéticas se ejecuto al 100%

de los cordones de soldadura a tope de las tapas y cuerpo cilíndrico

del tanque .. Previo a la inspección se ejecutó la limpieza de los

cordones de soldadura eliminando residuos de óxidos y/o otros

elementos que puedan interferir con los resultados, seguidamente se

procedió a magnetizar la superficie con el yugo y simultáneamente se

aplico la suspensión de Partículas Magnéticas Fluorescentes. Para

revelar las discontinuidades se observa con la lámpara de luz negra

de 100 W. Las normas aplicadas son: ASTM E 709 Secc. 6 parte C y

ASTM E 165 Anexo A 1

Tabla 3.2: Longitud verificada

Circulares cuerpo Cordones Gajos y

cilíndrico longitudinales tapas

Metraje 30000 19000 21000

verificado

Tota1 Verificado 70000 mm

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36

3.2.1.5 PRUEBA HIDROSTÁTICA

Se hermetizó y llenó de agua el tanque dejando una salida ½"

de diámetro para la conexión del sistema de bombeo con la bomba

mecánica, se proporcionó presión al tanque en forma constante y

moderada, se instala un manómetro registrador para indicarnos la

variación de presión durante el tiempo de bombeo, cuando se llegó a

la presión de prueba (525 PSI) el bombeo se detuvo y todas las

. bridas, conexiones y cordones de soldadura fueron verificadas, no

detectándose fugas. Siguió entonces un periodo de observación

durante el cual el personal encargado verificó que la presión de

prueba se mantuvo constante durante un periodo de tiempo de una

hora.

Al finalizar la prueba Hidrostática se realizaron las conexiones

para el purgado del agua de la prueba hacia un jardín cercano.

3.2.2 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Los siguientes resultados referentes a los ensayos no destructivos

fueron extraídos del informe técnico presentado por el proveedor

especializado.

3.2.2.1 ANÁLISIS MICROESTRUCTURAL

El análisis metalográfico ejecutado al cuerpo del tanque

reveló una estructura de grano fino de ferrita 68% y perlita 32%

aproximadamente, con tratamiento térmico de normalizado.

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37

En las tapas, la ferrita está presente en un 83% y perlita en un

17% aprox. con tratamiento térmico de normalizado. La medición de

dureza del material de las tapas varía de un rango de 124 HB hasta

130 HB. La medición de dureza del material del cuerpo cilíndrico

varía de un rango de 158 HB hasta 168 HB Por otro lado no se

detecto microfisuras ni defectos microestructurales relevantes.

3.2.2.2 CALIBRACION DE ESPESORES POR ULTRASONIDO

Los valores promedios de la calibración de espesores

obtenidos se indican en el siguiente cuadro.

Tabla 3.3: Valores de la medición de espesores

AREAS ESPESOR ESPESOR ESPESOR DESGASTE

MINIMO MAXIMO- NOMINAL CALIBRADAS

(mm) (mm) (mm) mm %

20.4 21.0 21.0 0.6 2.8

4-0.) 20.1 20.9 21.0 0.9 4.2

o 90º

20.3 20.9 21.0 0.7 ,., ,., _') . .,

ºº 0.8 (L - 135

º20.2 21.2 21.0 3.8 a: a:

180º

20.0 21.0 21.0 1.0 4.7 :::) z o _j

o 225°

20.2 21.0 21.0 0.8 3.8

270º

20.2 21.0 21.0 0.8 3.8

315° 20.3 21.1 21.0 0.7 3.3

TAPA DELANTERA 13.6 14.3 14.2 0.6 4.2

TAPA POSTERIOR 13.5 14.1 14.2 0.7 4.9

De acuerdo a la norma ASME SECCION VIII PARTE UG el

espesor de pared mínimo requerido para el tanque sin considerar el

porcentaje adicional que se le tiene que sumar por margen por

corrosión es el siguiente:

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Cuerpo cilíndrico (casco):19.2 mm, considerando una presión de

350 PSI, material SA-612 (máximo esfuerzo permisible 22.0 KSI).

Tapas hemisféricas (cabeza): 12.0 mm, considerando una presión

de 350PSI, material SA-516(máximo esfuerzo permisible 17.5 KSI)

El porcentaje de desgaste o margen por corrosión es

determinado por el diseñador y está en función a las condiciones de

trabajo y al tiempo de vida útil que se le da al tanque. Pero por regla

general se considera un margen de 0.125".

El espesor mínimo encontrado en el cuerpo cilíndrico del

tanque es 20.0 rnm y 13.5 mm en las tapas. Tomando en cuenta lo

anteriormente escrito, el tanque tiene 0.8 mm de margen por

corrosión en el cuerpo y 1.5 mm en las tapas.

En 22 años de uso, el desgaste por corrosión uniforme del

tanque ha sido 1.0 mm, lo que nos da una velocidad de corrosión de

0.05 mm por año.

3.2.2.3 TINfES PENETRANTES

Las uniones soldadas tipo filete de los copies y golletes

verificados con Líquidos Penetrantes no presentan fisuras ni otras

discontinuidades relevantes.

3.2.2.4 PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

La inspección con Partículas Magnéticas a los cordones

circulares, longitudinal, gajos y tapas del tanque no detectaron fisuras

ni defectos superficiales.

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3.2.2.5 PRUEBA HIDROSTÁTICA

Durante la prueba hidrostática no se observó pérdida de

presión, al constatar que la aguja del manómetro no experimentó

variación. Al finalizar la prueba satisfactoriamente y aprobada esta,

se expide el Certificado.

Por lo tanto, en mérito a los resultados obtenidos de los ensayos no

destructivos realizados, concluimos finalmente que el tanque de 36 ton. Se

encuentra en condiciones de seguir operando en las mismas condiciones de trabajo

y frecuencia de carga establecidas. Todos los ensayos fueron realizados en 4 días.

3.3 SISTEMA INDICADOR DE NIVEL

Todos los tanque evaluados para recuperación cuentan con sistema de

medición de nivel por bolla, como sabemos este sistema es referencial y presenta

una mínima lectura de media tonelada, por tal motivo se decidió modernizar el

sistema de medición por transmisión de presión diferencial digital.

Este dispositivo electrónico recibe las presiones de la fase gas y la fase

líquida de C02, por medio de tubings de ½" de diámetro de acero inoxidable. Los

tanques poseen salidas por medio de copies tanto en la parte superior como

inferior, dichos copies son de 2" de diámetro y con rosca hembra, es recomendable

usar una salida de la fase gas y de la fase líquida solo para el sistema de medición,

caso contrario, la lectura de presiones seria oscilante e inestable.

Para la instalación de la fase gas se necesita una reducción bushing de 2" a

½", esta reducción es roscada a la copla del tanque, después es roscado un niple

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de ½" de diámetro por 6" de longitud, seguidamente se instala una válvula de bola

de acero inox de vástago corto de ½", la válvula debe soportar 600 PSI. La función

de la válvula es aislar la fase gas del tanque del sistema de medición para realizar

algún mantenimiento al tubing o al transmisor de presión diferencial, todo este

tramo es fijo y debe ser ensamblado de modo que no haya ninguna fuga, después

se instala el conector de ½" MNPT a ½" OD, este conector permite instalar el tubing

que anexará el tanque con el transmisor de presión.

Para la instalación de la fase líquida, se procede del mismo modo que la

fase gas, se rosca una reducción bushing de 2" a ½", un niple de ½" por 6" de

longitud, un codo de 90° de ½" y un niple de ½" por 4" de longitud. A diferencia de la

fase gas, para la fase líquida es necesario la instalación de un pulmón que

garantice que el CO2 líquido se gasifique y pueda llegar gas al transmisor de

presión, además este pulmón estabiliza mejor el sistema y permite que no haya

fluctuaciones en la presión.

El pulmón es fabricado con un tubo SCH 80 de 2" de diámetro y 20" de

longitud, a los extremos se sueldan a tope unas tapas semiesféricas y en los

extremos de las tapas se sueldan coplas de ½", también se suelda una copla en el

cuerpo del pulmón; un extremo del pulmón es unido al tanque y en el otro se instala

dos niples y una tee que permite montar una válvula de seguridad y válvula de

purga, según la figura 3.4

La válvula de seguridad es calibrada a 400 PSI y tiene como función

proteger toda la línea de fase líquida del efecto de líquido atrapado. La válvula de

purga permite drenar toda la línea cuando se realice algún mantenimiento. Es

importante indicar que antes de la instalación de la válvula de seguridad se realiza

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el montaje de un serpentín que garantice que la válvula de seguridad alivie C02

gas y no C02 líquido.

En la copla ubicada en el cuerpo del pulmón se rosca el conector y el tubing

de ½" hacia el transmisor de presión diferencial.

El transmisor debe ser montado sobre un soporte que permita su lectura sin

dificultad y sea fácil la calibración y el mantenimiento.

Como sabemos, al transmisor llegan dos señales de presión: de fase gas y

fase líquida, la presión de fase líquida resulta de la suma de la presión que ejerce la

columna de C02 líquido más la presión de la fase gas, de modo que el transmisor

al realizar la diferencia de presiones indicará solo la presión de la columna de

líquido, esta presión está en función de la altura o nivel del C02 líquido, con las

dimensiones del tanque podemos expresar el volumen de C02 líquido en función

de la altura del nivel, con el volumen y densidad del C02 líquido podemos calcular

las toneladas de C02.

De acuerdo a la exactitud con que el cliente requiera controlar el nivel de

C02 se puede realizar una tabla donde se relacione la presión diferencial con las

toneladas de C02 presentes en el tanque o se puede introducir una cantidad

limitada de puntos en el transmisor de presión de modo que las lecturas sean

directamente en toneladas.

La ventaja de usar un transmisor de presión diferencial digital es que se

puede trasladar la señal de nivel hacia el panel de control remoto cableado o

inalámbrico; también el control de nivel puede ser realizado por telemetría.

Todo este proceso se realiza en siete días

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42

1 3

r i

.,·t · 1-

Figura 3.4: Despiece de pulmón de indicador de nivel

3.4 SIStEM�j:LEVADOR DE.PRESIÓN

Este proceso se inicia con la fabricación de la resistencia eléctrica por

servicio especializado, la resistencia debe ser tipo packett con tres elementos de

11 mm de diámetro de material de acero inoxidable 316 por 2.44m de longitud total

de cada elemento, trifásica, 18kW de potencia, con conexión tipo estrella, la

resistencia debe ser fabricada para inmersión en C02 líquido, la tapa protectora

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debe ser hermética y debe cumplir la norma NEMA 4, también debe poseer un

cabezal con brida de 2 1 /2" MNPT. Se debe solicitar al fabricante certificado de

prueba a 350 PSI. El proceso de fabricación de la resistencia es de 5 días.

Figura 3.5: Resistencia eléctrica

En paralelo a este proceso, se inicia el servicio de fabricación del

portarresistencia por una empresa especializada en soldadura TIG. El

portarresistencia se fabrica de un tubo de acero al carbono de 8" de diámetro y

SCH 80, se suelda a tope en sus extremos tapas bombeadas, en un extremo del

portarresistencia se suelda una copla de 2 ½" con rosca hembra donde será

roscada la resistencia eléctrica, también serán soldados tres coplas de 1" en el

cuerpo del mismo, dos estarán ubicados en la parte superior e inferior y una en la

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parte lateral; en la copla superior y lateral será roscado un medio niple de 1" por 6"

de longitud y soldado una brida de 1 ", en la copla inferior será roscado un ni ple de

1" por 6" de longitud y una válvula de bola de vástago largo de 1", dicha válvula

sirve para purgar todo el C02 líquido cuando se requiera realizar el cambio de la

resistencia eléctrica. También debe soldarse en la superficie externa del

portarresistencia un niple de ½" por 23" de longitud, en dicho niple se instala el

bulbo con el capilar que censa la temperatura del portarresistencia hacia el

termostato de protección. El proceso de fabricación del portarresistencia es de 1 O

días, incluidos los ensayos de verificación de soldadura a tope de las tapas

semiesféricas, estos ensayos constan de seis placas de radiografía, dicho reporte

es entregado junto con el portarresistencia. Luego se realiza el montaje de la

resistencia eléctrica en el portarresistencia.

En la figura 3.6 se muestra las partes del portarresistencia a ensamblar, se

puede observar que la salida lateral depende de la ubicación del portarresistencia

respecto al tanque.

El siguiente proceso a seguir es el .. aislamiento del portarresistencia, el

servicio de aislamiento es realizado por una empresa especializada en el rubro, el

primer paso consiste en aislar el elemento con Lana de Roca con espesor de 2"; se

debe asegurar que las mantas de lana de roca sean reforzadas en ambos lados con

mallas de alambre galvanizado que le sirvan como medio de retención, estas

mantas deben ser incombustibles y de gran flexibilidad de modo que se adhiera a

toda la superficie del portarresistencia sin dejar espacios vacíos, la densidad

promedio de la lana de roca debe ser de 140 kg/m3; la función de la lana de roca es

aislar el conjunto por alta temperatura cuando funciona la resistencia eléctrica, esto

reduce la pérdida de calor.

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1 �

Figura 3.6: Despiece del portarresistencia

45

En condiciones normales la resistencia eléctrica no funciona, y está

sumergida en CO2 líquido a -18ºC, por tal motivo el portarresistencia también debe

ser aislado por baja temperatura y no intercambiar calor con el medio ambiente que

está a mayor temperatura, por tal motivo es necesario adicionar a la capa de lana

de roca, una capa de poliuretano.

Entonces la capa de lana de roca es forrada por una lámina de aluminio de

0.5mm de espesor que permita sujetar un molde que formará un espacio anular

donde será inyectada una capa de 3" de espesor de poliuretano.

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El poliuretano resulta de la mezcla homogénea de dos componentes

químicos en estado líquido, formando una espuma rígida con densidad promedio de

40kg/m3 . Finalmente es retirado el molde e instalado una chaqueta de aluminio de

0.6mm de espesor con sus elementos de sujeción.

Es importante verificar que no haya deformaciones en la superficie del

poliuretano al momento de retirar el molde; también es importante verificar la

calidad del acabado de las pestañas y las uniones de la chaqueta de aluminio. Este

proceso de aislamiento dura 3 días. Véase la figura 3.7

Luego se realiza la interconexión del conjunto portarresistencia con el

tanque por medio de tuberías de acero al carbono de 1 "; las patas del

portarresistencia son fijados a la base estructural del tanque por soldadura o por

pernos de sujeción. Las líneas de interconexión se dividen en línea de fase gas y

línea de fase líquida, y están unidas al tanque por· la parte superior e inferior

respectivamente; para la línea de fase gas, se instala una válvula de bola de

vástago largo que permita bloquear el ingreso de gas hacia el portarresistencia

cuando se realice algún mantenimiento o cambio de la resistencia, es preferible que

esta válvula sea instalada lo más cercano al tanque, esto permita que no haya

manipulación de la válvula por personal no entrenado o extraño al proceso. En la

línea de fase líquida también se instala una válvula de bola de vástago largo para

bloquear el ingreso de líquido al portarresistencia.

Por seguridad del sistema elevador de presión, es necesaria la instalación

de una válvula de seguridad con set: 350PSI entre la válvula de corte y el

portarresistencia, dicha válvula de seguridad protege la línea cuando por error se

cierra la válvula de fase gas o por líquido atrapado entre las 3 válvulas del sistema.

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Este proceso se realiza en 3 días

Finalmente se procede a aislar ambas líneas con poliuretano de 2" de

espesor y chaqueta de aluminio liso de 0.5mm de espesor.

Este proceso se realiza en 3 días.

Figura 3. 7: Aislamiento de portarresistencia

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1

Figura 3.8: Despiece del sistema elevador de presión

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3.5 SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

49

El sistema de refrigeración en los tanques de almacenamiento consta

principalmente de dos equipos, la unidad condensadora y un intercambiador de

calor tipo serpentín ubicado en la fase gas del tanque. En los tanques a reparar,

todos conservan sus intercambiadores, pero se tiene que verificar su operatividad;

primero se inspecciona visualmente el estado de los tubos de cobre y luego se

realiza la prueba de hermeticidad, esta prueba consiste en instalar un manómetro

en uno de los extremos y sellar el otro, presurizar el serpentín con nitrógeno a 20

PSI, y verificar al día siguiente alguna variación en la presión; de haber alguna

caída de presión en la lectura del manómetro se verificará con agua jabonosa las

uniones soldadas en el serpentín; Ubicadas las uniones con fuga, se repararán con

soldadura de plata al 56%. Es importante asegurarse que las varillas de soldadura

de plata estén libres de plomo y cadmio, ya que el C02 puede ser usado para algún

proceso alimenticio. Para nuestro tanque de 36ton de capacidad en reparación, no

se observó caída de presión.

La unidad condensadora debe tener las siguientes características: base

común; compresor semihermetico 7HP; resistencia de cárter; carga de aceite Polyol

Ester; recibidor de liquido con válvulas de servicio y seguridad; condensador tipo

aire forzado; motoventiladores; separador de aceite; válvula check en la descarga;

acumulador de succión; presostato de alta / baja; control electrónico de nivel de

aceite; filtro secador; visor de liquido; succión aislada; tablero eléctrico. Gabinete

outdoor; El tablero eléctrico contiene: caja plástica; contactores; disyuntor motor;

botón para reset SEB-1; relé falta fase; conexión compresor, ventiladores,

presostatos, calefactor y cárter.

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Figura 3.9: lntercambiador de calor

Estas unidades son de importación y por lo general demoran dos meses

· puestos en,valmaoén, por eso, son unos de los ·equipos que se solicitan primero. El

tipo de refrigerante que las unidades usan es el R404A, este refrigerante es

ecológico y no daña la capa de ozono.

Es preferible construir un soporte tipo "mesa" para la unidad condensadora

como medida de protección, así la unidad condensadora no estará en contacto con

el piso y se--puede colocar el tablero eléctrico de control sobre la mesa.

Para el proceso de interconexión de la unidad condensadora y el

intercambíador de calor se usan dos líneas: de baja presión o de succión y alta

presión o de líquido, cada una con válvulas de paso de 1" y ½" respectivamente;

además se debe considerar una válvula de expansión térmica de 2.5 a 3 ton con

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ecualizador, las tuberías son de cobre rígido tipo L para la línea de baja y flexible

para la línea de alta; la línea de baja debe ser aislada para que no intercambie calor

con el medio ambiente.

Toda esta instalación debe hacerse cuando el tanque sea montado en el

área de operación del cliente, es decir, el tiempo de instalación de la unidad

condensadora no está incluido en nuestro proceso de recuperación del tanque, sin

embargo es importante tener todos los materiales implicados listos para su

instalación. De modo que este proceso finaliza solo instalando las válvulas de paso

a las salidas del intercambiador de calor.

Todo este proceso se realiza en 5 días.

Figura 3.1 O: Sistema de refrigeración

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3.6 SISTEMA DE SEGURIDAD

52

Este proceso se inicia con el montaje de la válvula de transferencia ó válvula

de tres vías, se usa una salida de la fase gas del tanque de 2" y se rosca un medio

niple de 2" por 6" de longitud.

Las válvulas de transferencia pueden ser roscadas o bridadas, pero por

seguridad se recomienda que para tanques mayores a 20ton de capacidad se usen

válvulas bridadas, las válvulas de seguridad que son montadas a la válvula de

transferencia también deben ser bridadas, esta recomendación es justificada debido

a que toda válvula de seguridad según el plan de mantenimiento deberá ser retirada

del sistema y calibrada en un banco de pruebas, para tal desmontaje, cuando la

válvula es roscada, se usa dos llaves stillson de la medida adecuada y una palanca

que facilite su retiro, en este proceso existe el riesgo de desenroscado del niple de

unión entre el tanque y la mencionada válvula de transferencia, de modo que por la

presión del tanque todo el sistema de seguridad colapsaría.

Para nuestro caso se verificó que el tanque de 36ton, todavía conservaba el

sistema de seguridad, pero este era roscado; después de realizar el desmontaje de

todo el sistema se observó que tanto la válvula de transferencia como las válvulas

de seguridad estaban operativas.

Para cumplir con la recomendación indicada, se soldaron bridas a medios

niples que servirían de unión entre válvula y válvula, Las bridas usadas fueron de 2"

clase 300 de acero al carbono.

Las válvulas de seguridad deben tener set de 350PSI y deben ser calibradas

por personal especializado, los certificados de calibración deberán ser archivados.

Todo el proceso de adecuación y montaje del sistema de seguridad dura 5 días.

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3. 7 SISTEMA ELÉCTRICO Y DE CONTROL

53

El sistema de control del tanque de C02, permite automatizar el

funcionamiento del sistema elevador de presión, el sistema de refrigeración y el

sistema de alarmas po,¡

r medio de presostatos. Del· tanque de 36ton se usa alguna

salida o derivación de la fase gas, esta señal de presión es derivada hacia un

tablero por medio de un tubing de ¼" de acero inoxidable y conexiones donde se

une a un portapresostatos.

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54

Los presostatos son calibrados según el rango de trabajo de cada sistema y

según el proceso del cliente, por lo general las calibraciones son:

Para el sistema elevador de presión, el presostato se calibra de 220 a

240PSI, es decir, el presostato de la resistencia eléctrica se activa cuando la

presión del tanque ha disminuido hasta 220PSI en este momento el presostato

energiza un contactor trifásico de 3x70A con una bobina de 220V; cuando la

presión del tanque ha aumentado hasta 240PSI, el presostato se desactiva y abre

el circuito. El sistema elevador de presión posee un interruptor termomagnético de

3x70A a 600V.

; Para el sistema de refrigeración, el presostato se calibra de 290 a 270PSI,

es decir el presostato de la unidad condensadora se activa cuando la presión del

tanque ha aumentado hasta 290PSI en este momento el presostato energiza un

contactor trifásico ubicado dentro del sistema eléctrico -de la unidad condensadora;

cuando la presión del tanque ha disminuido hasta 270PSI, el presostato se

desactiva y abre el circuito. El sistema de refrigeración posee un interruptor

termomagnético de 3x50A a 600V.

Para el sistema de alarmas, existen dos presostatos, para la alarma por baja

y alta presión. El presostato de alarma por baja presión se calibra para que una

bocina sonora se active en 21 O PSI y se desactive en 220PSI, del mismo modo el

presostato de alarma de alta presión se calibra de 330 a 320 PSI. El sistema de

alarmas posee un interruptor termomagnético de 2x16A a 600V, además el tablero

cuenta con focos pilotos indicadores de color verde y rojo ubicados en la parte

exterior del tablero para visualizar el estado de operación de cada sistema.

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55

Figura 3.12: Sistema de control

El tablero eléctrico ·debe poseer un tomacorriente para adosar de 32A

trifásico más línea a tierra, este tomacorriente es usado para alimentar el sistema

de bombeo de alimentación de C02 al tanque, el sistema de bombeo está anexado

a la cisterna móvil de recarga de C02, el interruptor termomagnético del

tomacorriente es de 3x40A a 600V.

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a2

2x6A

CIRCUITO DE FUERZA

03

2x16A

01

04

3x50A

220V, 60Hz

f �:OA t�7�A

L _______________ _ ______ 1 ______ +---JCIRCUITO CIRCUffO TOMACORRIENTE d3: PARA Z DE INDICADOR DE CONTROL DE NIVEL

[ 1

BOMBA DE co,o

POS

01

02

03

04

05

06

R 1

v,

TRASIEGO z:';t7 .5HP ü:z V1

COMPRESOR EQUIPO DE

REFRIGERACION

220V �:8 :�

7.5 HP

LEYENDA

DENOMINACION

Interruptor Te rmomagnético 3x100 A (oríncioal)

Interruptor termomognetico de 2x6 A

Tomocorriente paro circuito indicador de nivel

Interruptor termomagnetico de 2x16 A Toma corriente para sistema de control

Interruptor Termomag nétíco 3x50 A. (equipo de refrigeración, compresor)

Interruptor Termomognético 3x40 A. Tomacorriente para bomba de trasiego 220V, 7.SHP

Interruptor termomagnetico de 3x70 A Resistencia eléctrica vaporizador 3x220Vx18KW

Resistencia 220 V 18 kW

Modulo de arranque de compresor 7.5 HP

Figura 3.13: Circuito de fuerza

1(/)

� R1

RESISTENCIA ELECTRICA

18kW VAPORIZADOR

TIPO

Merlín Gerin

Merlín Gerin

Merlín Gerin

Merlín Gerin

Merlín Gerin

Merlín Gerin

Trif6sico tubulares

0/8

56

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POS

b1

b2

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di

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MAR® COMPRE50R V.IPORIZ>OOR

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22()Pg-2l0f'SI�

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270PSl-290PSlr7...!J � f3

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2

2 3

IWA 00100

21 OPSl-220PSI

PJ

d1 h2

4

T LEYENDA

OENOMINACION TIPO h2

Conmutador O - 1 16 A, 600V, (puesta en marcha) hJ

P ulsador 22 mm 1 p 5-1 (silenciar alarma) h4

Contador trifasico 70A220 V h5

Contactor auxiliar 1 O A, 220 V 8 PIN

(baja presi6n) pl

Contador auxiliar 1 O A. 220V, (alta presión) 8 PIN P2

Contador auxiliar 1 O A, 220 V de 8 pines (Alarma)

8 PIN PJ

Sensor de temperatura

30'C P4

Lampara de senolizocion 220 V Venk (Marcha) vl

5

M.TA PRESION

J20PSI-IJOPSI

3 d 1\ v8

6 P4

S�endor ""'j- b armo 2

d2 1

, � 7 h

J 2 1

6 7 8

/l 1

L.limparo de se�olizaó6n 220 V (baja presión)

L6mparo de se�alizaci6n 220 V (alta presión)

Alarma aud�iva 220 V

lampara de iluminccion interior

220 V,10 W

Pr<11ostoto M.IIN llRADUY 0-600 PSI

(marcha de compres«) Preso,Mo AU..Ol -BRAOLEY 0-600 PS1

(Res�tencia \'aoorizodo,) Presostoto >UIN 8RADllY CHOO PSI

(Bajo presión)

Presostoto AL1.0I 8RADllY 0-600 PSI (Alto presión)

Modulo de arranque de compresor (alimentación al compresor)

Figura 3.14: Circuito de control

dJ

AIARMA

d2 8 6

oB dJ �: 6

X 1-7

h4

9 10

� o

Rojo

Rojo

Re9,lodo 270-290 PSI Regulodc

220-240 PSI regulado

210-220 PSI RO<Julodo

J20-J30 PSI

0/8

l.l)l41NACION

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1 º1 1 1 1 1 1 1 1 1 '-----

hs

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CONTACTOS AUXILIARES DE ALTA PRESION

Ji'l CONTACTOS AUXILIARES

DE BAJA PRESION

(Jl -..J

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IÍ\ �

••

Figura 3.15: 1'abiero eléctrico y de eon-trol

Figura 3.16: Componentes del tablero eléctrico

58

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59

Para el sistema indicador de nivel se necesitará una fuente switching de 24V

y un interruptor termomagnético de 2x6A.

El interruptor termomagnético de 2x16A a 600V del sistema de alarmas,

alimenta también el sistema de control de los equipos. Además el interruptor

principal de todo el sistema eléctrico es de 3x1 00A a 600V.

El sistema eléctrico y de control es montado en un gabinete metálico de

1000x400x300mm horizontal hermético, Para la fabricación y montaje de dicho

tablero se subcontrata a una empresa eléctrica especializada, solo se le entregan

los preso,statos.,para su ipstalación en el ._tablero .eléctrico.

El proceso de fabricación y montaje se realiza en 12 días.

3.8 SISTEMA DE LLENADO

Normalmente es sistema de llenado de un tanque de CO2 tiene dos líneas

independientes, tanto para la fase gas como líquida, que son conectadas a las

tomas de la cisterna de recarga, el proceso de llenado del tanque se realiza por la

línea de fase líquida, sin embargo para que este proceso se inicie las presiones del

tanque y la cisterna deben ser iguales, por lo general la presión de la ci�terna es

mayor que la presión del tanque, por tal motivo es necesario unir las fases

gaseosas del tanque con la cisterna, una vez igualas las presiones se procede a

bombear CO2 por la fase líquida.

Ambas líneas de llenado son tomadas de dos salidas inferiores del tanque,

sin embargo para la línea de llenado de fase gas se tiene instalado un tubo vertical

internamente que por lo general mide un 85 a 90% del diámetro del tanque y es

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60

este el nivel máximo que se puede llenar el tanque con CO2 líquido. Para nuestro

tanque de 36ton el nivel máximo es de 90%

Los diámetros de las líneas de llenado de fase líquida y gas son de 2" y 1"

respectivamente, ambas líneas cuentan con sus respectivas válvulas de bola de

vástago largo de corte. Cómo se indicó líneas arriba el proceso de llenado se inicia

conectando mangueras flexibles de la cisterna hacia el tanque por sus dos fases,

después de "enfriar" las mangueras e igualar las presiones, se procede a llenar el

tanque hasta que el CO2 líquido retorne por la fase gas y esto es notorio porque la

manguera de fase gas empieza a congelarse.

Cuando se. finaliza el proceso de llenado del tanque se cierran las válvulas

de corte tanto del tanque como de la cisterna, se purga el CO2 gaseoso y líquido

remanente en ambas mangueras, cuando se verifica que las mangueras están

vacías se desconectan y se guardan.

Como explicamos en capítulos anteriores, cuando el CO2 líquido pierde

presión, tiende a solidificarse convirtiéndose en hielo seco o nieve carbónica, esto

representa un gran peligro al momento de finalizar el proceso de llenado, ya que al

purgar el CO2 líquido remanente en la manguera, este pierde presión por debajo de

80PSI, hasta la presión atmosférica: formándose un "taco de hielo" que obstruye la

manguera y no permite purgarla por completo; el operador de llenado al notar que

no hay más CO2 en la manguera, procede a realizar la desconexión, sin embargo el

CO2 líquido atrapado en la manguera gana calor, gasifi<:;ándose y aumentado la

presión interna, esto hace que de improviso el taco de hielo sea disparado y la

presión del CO2 sea liberado moviendo la manguera como un látigo, ocasionando

serios daños incluso la muerte del operador de llenado.

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61

Para evitar que esto suceda se implementará un sistema de válvulas

("bypass") que permita derivar el C02 líquido remanente en la manguera hacia la

fase gas del tanque, logrando que el proceso de llenado sea completamente

seguro.

Figura 3.17: -Montaje del bypass

Se recomienda que el sistema de llenado sea de acero inoxidable, esto

garantiza mayor higiene y durabilidad; el sistema de bypass consiste en montar una

línea que una la fase líquida con la fase gas del tanque por medio de una válvula de

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62

1" vástago largo y conexiones necesarias, se debe instalar una válvula de

seguridad entre válvula y válvula, con la finalidad de proteger el sistema por

sobrepresión por líquido atrapado.

Las válvulas de bola deberán de ser de tres cuerpos con conexión NPT,

estas válvulas están diseñadas para trabajar hasta -196ºC. Estas válvulas

presentan en la bola un agujero que siempre está ubicado hacia la fase líquida con

la finalidad de evitar un incremento de presión debido al "flasheo" generado por la

concentración de CO2 líquido en su interior, esto asegura que la válvula no se

presurice cuando esté cerrada.

También será necesaria la instalación de dos válvulas de bola de vástago

largo de¾" en cada línea con la finalidad de purgar el CO2 remanente, cuando sea

necesario.

Cómo medida de seguridad se instalarán un manómetro en cada línea

después de las tomas de llenado, para verificar las presiones al momento de

realizar el llenado.

Todas las conexiones son comerciales excepto las tomas de llenado, los

adaptadores de 1"x3/4"FNPT y las crucetas de clase 3000 para ambas líneas, estas

crucetas permiten facilitar el montaje de los niples de diferentes diámetros; las

conexiones de la cruceta de fase líquida son: 2"FNPTx3/4"FNPTx2"SWx1 "SW; y las

conexiones de la cruceta de fase gas son: 1"FNPTx1/2"FNPTx1"SWx3/4"FNPT.

La fabricación de las conexiones especiales demoran 5 días, además el

proceso de montaje y soldadura se realiza en 3días.

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3.9 LÍNEA DE CONSUMO

63

Existen dos modos de consumo del C02 por parte del cliente, puede

consumir solo C02 gaseoso directamente de la fase gas del tanque, o se puede

instalar un vaporizador ambiental o de tiro forzado, que sea alimentado con C02

líquido y entregue C02 gaseoso; También hay clientes que en sus procesos

requieren C02 líquido, en estos casos el consumo es directamente suministrado

por la fase líquida del tanque.

Independientemente de cuál sea el tipo de consumo del cliente, los tanques

deben ser reparados e instalados . con líneas de consumo de C02 líquido y

gaseoso. De preferencia estas líneas deben tener salidas independientes en el

tanque, pero para nuestro caso, como el tanque de 36ton presenta una cantidad de

salidas limitadas, se tendrá que usar derivaciones en salidas ya instaladas, por

ejemplo la línea de consumo de fase líquida será instalada junto con la línea de

alimentación al sistema elevador de presión y la línea de consumo de fase gas será

instalada junto con línea de control. Las válvulas de corte que se usarán serán de

igual característica que las usadas para el sistema de llenado. Los diámetros de las

tuberías y válvulas de la fase líquida y gas serán de 1 ½" y 1" respectivamente.

El proceso de adecuación de ambas líneas demora 2 días.

3.1 O LIMPIEZA INTERNA

Después que el tanque esté implementado con todos los equipos auxiliares,

se procede a realizar la limpieza interna. Debido a que los tanques han estado

inoperativos por muchos años la superficie interna presenta oxidación, por eso es

necesario lijar, lavar y secar las superficies hasta que estén completamente limpias.

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64

Como mencionamos antes, muchos de los tanques a reparar serán instalados en

clientes de industrias alimentarias por tal motivo la pureza del CO2 dentro del

tanque debe estar garantizada.

Al igual que en los ensayos no destructivos, para la limpieza interna se

deberán cumplir con todos los requisitos de ingreso a espacios confinados, el

proceso de lijado se inicia con lija de fierro Nº60, luego es retirado toda la

herrumbre con trapo industrial; después se vuelve a lijar toda la superficie pero esta

vez con lija al agua Nº120, finalmente se procede a lavar y secar toda la superficie.

Para verificar si el tanque está completamente limpio, se frotan trapos industriales

de color blanco en el cuerpo y tapas del tanque, los cuales deberán quedar sin

ninguna mancha de oxido; de existir cualquier mancha se procederá nuevamente a

lijar toda la superficie.

El proceso de lijado, lavado y secado se realiza en 3 días.

3.11 PRUEBAS FINAL.ES Y PRESURIZADO DEL TANQUE

Inmediatamente después de verificar que la superficie interna del tanque

está completamente limpia y no se halla dejado ningún objeto ni trapo en el interior,

se procede al sellado y presurizado del tanque. Para el sellado se deberá cambiar

el empaque de la boca de hombre, este deberá ser de jebe sin lona de ¼" de

espesor, seguidamente se ajustarán los pernos que sellarán la boca de hombre.

Luego se presuriza el tanque con CO2 conectando una manguera desde la

toma de llenado de fase gas del tanque hacia una cisterna móvil; se realiza la

primera presurización hasta 25 PSI, luego se purga todo el contenido, abriendo

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65

todas las válvulas, se notará que junto con el CO2 saldrá humedad remanente del

lavado.

La segunda presurización será hasta 50 PSI, y se repetirá el procedimiento

anterior, en esta oportunidad la humedad retirada deberá ser menor; la tercera

presurización será hasta 75 PSI, y al momento de purgar no deberá salir humedad,

para la verificación se usará un trapo blanco en todas las salidas de cada válvula,

en ellas no deberá aparecer ninguna impureza ni humedad. Finalmente se

presuriza el tanque hasta 150 PSI, luego se realizará la prueba de hermeticidad

detectando fugas en todas las conexiones y válvulas con jabón neutro; de no existir

fuga alguna, el proceso culminará.

Es importante resaltar que inmediatamente después de cerrar la tapa de la boca de

hombre, se presurice el tanque, caso contrario la humedad del medio ambiente

ingresará al tanque formando una delgada capa de oxidó contaminando el tanque.

Todo el proceso de hermetizado se realiza en 1 día.

Finalmente después de verificar la hermeticidad del tanque se procede a

aislar térmicamente la boca de hombre con poliuretano expandido con las mismas

características de los demás aislamientos. Este proceso demora un día.

3.12 PINTADO DEL TANQUE

Este proceso deberá ser realizado por personal especializado en el servicio . '

de pintura. El tanque presenta una chaqueta de aluminio en toda la superficie

exterior, debido a esto el acabado de la pintura deberá ser brillante, sin embargo

toda la estructura de la base del tanque es de fierro. La pintura a utilizar será

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66

Poliuretano Alifático. El procedimiento de pintado a seguir según la empresa

contratista es:

Remoción de contaminantes: Se procederá a neutralizar toda la superficie

mediante un lavado con abundante agua y detergente, con la finalidad de disolver

las sales presentes en la superficie del tanque. Durante esta etapa también se

eliminaran restos de soldadura y filos cortantes en la estructura de la base del

tanque.

Preparación de la superiicie: Mediante un lijado general se eliminará todo el

moho presente en la superficie, de igual forma se generara una rugosidad

necesaria para el anclaje del nuevo sistema de pintura. Mediante el empleo de

equipos de poder (esmeriles angulares) se procederá a retirar toda la pintura que se

encuentre en mal estado de la estructura de la base (baja adherencia). Asimismo

con esta limpieza se obtendrá una superficie tipo metal .blanco en las zonas donde

se eliminó toda la pintura antigua. Finalmente y antes del pintado se procederá a

neutralizar la superficie mediante una limpieza con solventes.

Pintado y curado: El pintado se realizó con brocha en zonas críticas (filos, bordes,

uniones, tuercas y pernos), y se utilizo un rodillo de pelo corto para el pintado

general del tanque, no se optó por aplicar la pintura con equipo, para evitar el "over

spray". Antes de la aplicación, la pintura debe de filtrarse con malla No. 60.

Los productos y los espesores recomendados se muestran en la tabla 3.4.

Tabla 3.4: Características técnicas del sistema de pintado

Producto Color Espesor Capa

Macropoxy 646 Verde nilo 8.0 mils Touch up

Sumatane HS Off white 2.0 mils Capa general

Total 1 O.O mils

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67

Resanes con Macropoxy 646: Se puntualizó la reparación en las zonas donde la

corrosión era más crítica; se aplicó a brocha dos capa de Macropoxy 6461 en las

zonas donde se llegó al metal blanco, a un espesor de 8 mils eps, se utilizó un

medidor de espesor de película húmeda.

Capa general con Sumatane HS Brillante: Inmediatamente terminada la

aplicación de los resanes, se aplicará con rodillo de pelo corto una segunda capa

general, respetando los tiempos de repintado, una capa de Sumatane HS Brillante a

2 mils eps; previamente a esta operación, se procederá a reforzar las zonas críticas

de la estructura (soporte) con brocha, aplicando una capa de Macropoxy 646 a 4

mils eps.

Medición final de espesores y curado: El espesor seco debe encontrase en 2

mils como promedio, considerando la pintura antigua después de 1 día de secado

de la última capa. Solo después de 7 días, la pintura .alcanzará el curado total y

todas sus propiedades fisicoquímicas.

3.13 IDENTIFICACIÓN VISUAL DE SEGURIDAD

Este es el último proceso involucrado en la recuperación de los tanques de

C02, consiste en adherir stickers con información de las características del fluido

que almacenará el tanque, para nuestro caso: C02 altamente refrigerado. Los

stickers a adherir son:

• Rombo de Seguridad según Norma NFPA: Dimensiones 450 x 450 mm

• Rombo de Seguridad según Norma DOT: Dimensiones 450 x 450 mm

• Número de Seguridad según Norma ONU: Dimensiones 500 x 300 mm

• Logotipo de Temperatura: Letra arial altura del texto 300mm

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• Logotipo de Capacidad del Tanque: Letra arial altura del texto 300mm

• Nombre y símbolo químico del producto: Letra arial altura del texto 480mm

• Logotipo de la empresa

En la siguiente figura se muestran gráficamente los stickers:

[ __ DOT j ONU

._____-_1 8_º_C _ ____.jj ....__ _3_6 _T_on_-- _____,

--.i .. •·

DIÓXIDO DE CARBONO

Figura 3.18: Stickers de seguridad

68

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CAPITULO 4

EVALUACIÓN DE COSTOS

4.1 CONSIDERACIONES ;:•,

Para la evaluación de costos, realizaremos la comparación de las

inversiones entre recuperar o comprar un tanque de 36ton de capacidad. Eligiendo

la alternativa más económica y más rápida de conseguir.

4.2 COSTOS DE RECUPERACIÓN

Para la evaluación de costos de la recuperación del tanque, no se tomará en

cuenta la mano de obra del personal propio de la empresa (un supervisor, dos

mecánicos y un instrumentista) ya que ellos cuentan con un pago fijo,

independientemente si es aprobado el proyecto o no. Todos los demás costos

involucrados serán considerados, como: materiales, servicios especializados e

insumos. También serán considerados los costos de importación de algunos

materiales; por ejemplo, los costos aproximados de importación de todas las

válvulas y equipos representan el 30% y 25% respectivamente del costo a puertas

de fábrica.

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Para la evaluación de costos, estos se han estructurado de acuerdo a las

tablas siguientes:

Tabla 4.1: Costos de ensayos no destructivos, lavado y pintura

Descripción $ Costo unit. Cantidad $ Costo Total

Servicio de ensayos no destructivos 900 1 900

Servicio de lavado interno 320 1 320

Servicio de pintado del tanque 1600 1 1600

Stickers de seguridad 50 1 50

Subtotal 2,870

Tabla 4.2: Costos del sistema indicador nivel

Descripción $ Costo unit. Cantidad $ Costo Total

Niple 1 /2" x 6" SCH 80 acero al carbono 1 2 2

Válvula bola 1/2" FNPT 3 cuerpos clase 600 20 2 40

Unión 1/2" 00 acero inox 20 1 20

Transmisor de presión diferencial con manifold 1500 1 1500

Conector macho 1/2" 00 x 1/2" MNPT inox 13 5 65

Codo unión 1/2" 00 acero inox 25 1 25

Tubing 1/2" 00 esp. 0.035 x 6m ASTM A269 66 1 66

Niple 1 /4" x 6" SCH 80 acero al carbono 1 1 1

Conector macho 3/8" 00 x 1/2" MNPT inox 10 1 10

Codo 1/2" clase 3000 FNPT acero al carbono 2 1 2

Niple doblado de 1/4" acero inox 10 1 10

Unión simple 1/4" clase 3000 acero al carbono 1 1 1

Tee de 1/2 FNPT clase 3000 acero al carbono 3 1 3

Pulmón con accesorios 280 1 280

Subtotal 2,025

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73

Tabla 4.3: Costos del sistema elevador de presión

Descripción $ Costo unit. Cantidad $ Costo Total

Tubo 1" x 6m SCH 80 ASTM A53 sin costura 24.3 1 24.3

Codo 1 ½ " x 90° SW clase 3000 8.2 1 8.2

Tee 1 ½" SW clase 3000 9.5 1 9.5

Copla reductora 1 ½" a 1" SW clase 3000 5.2 2 10.4

Brida 1" SW tipo anillo clase 300 12 4 48

Codo 1" x 45° SW clase 3000 3.2 2 6.4

Tee 1" FNPT clase 3000 8 1 8

Reducción bushing 1" a ¾" clase 3000 2.5 1 2.5

Válvula de seguridad ¾" x 1" set 350 PSI 680.4 1 680.4

Válvula bola 1" NPT vástago largo 1000 PSI 592.8 3 1778.4

Codo 1" x 90° SW clase 3000 .. 2.8 1 2.8

Resistencia eléctrica 12kW 432 1 432

Cable 3x8 AWG vulcanizado (50m) 240 1 240

Termostato 346 1 346

Portarresistencia 1240 1 1240

Aislamiento de portarresistencia 290 1 290

Aislamiento de líneas 1100 1 1100

Subtotal 6,227

Tabla 4.4: Costos del sistema de refrigeración

Descripción $ Costo unit. Cantidad $ Costo Total

Válvula de expansión térmica 3ton 3/8" x 1 /2" 70 1 70

Válvula de paso 1" 60 1 60

Válvula de paso 1/2" 40 1 40

Codo 1 /2" x 90° SW 1 5 5

Tubo rígido tipo L 1" x 6m 90 1 90

Tubo rígido tipo L 1/2" (5/8") x 6m 40. 1 40

Unidad condensadora 7HP 220V/3/60Hz R404A 8000 1 8000

Subtotal 8,305

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74

Tabla 4.5: Costos del sistema de seguridad

Descripción $ Costo unit. Cantidad $ Costo Total

Codo 90º 2" SW clase 3000 8 4 32

Calibración válvula de seguridad 2" set 350PSI 70 2 140

Bridas de 2" de acero al carbono 20 6 120

Niple 2" x 6" SCH 80 2 10 20

Subtotal 312

Tabla 4.6: Costos del sistema eléctrico, control y consumo

··--Desoripción $ Costo unit. · Cantidad $ Costo Total

Tubo 1" x 6m SCH 80 ASTM A53 sin costura 24.3 1 24.3

Tubing 1/4" esp. 0.035" x 6m ASTM A269 34 1 34

Unión 1/4" 0D 10.5 1 10.5

Conector macho 1/4" 0D x 1/4" MNPT 6 1 6

Adaptador 1/2" FNPT a 1/4" MNPT 20 1 20

Medio niple 1 /4" x 4" SCH 80 2 3 6

Tee 1/4" SW clase 3000 2 1 2

Válvula bola 1/4" FNPT 3 cuerpos clase 600 12 2 24

Manómetro O a 600 PSI 6" dial conexión 1/2" 114 1 114

Brida 1" SW tipo anillo clase 300 12 1 12

Bushing 1" a 1/4" ASTM A-105 clase 3000 3 1 3

T ee 1" FN PT clase 3000 8 1 8

Válvula bola 1" NPT vástago largo 1000 PSI 592.8 2 1185.6

Codo 1" x 90° SW clase 3000 2.8 2 5.6

Tablero eléctrico completo 1200 1 1200

Presostatos 185 4 740

Subtotal 3,395

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Tabla 4.7: Costos del sistema de llenado

Descripción $ Costo unít. Cantidad $ Costo Total ·-

Válvula bola¾" NPT vástago largo 1000 PSI 531.6 2 1063

Reducción bushing ¾" a ½" clase 300 60.5 1 61

Niple ½" x 3" 3000 PSI 10 1 10

Toma de trasiego de CO2 fase gas 1 "x1" MNPT 90 1 90

Cruceta 1"FNPT x ¾"FNPT x 1"SW x ½" FNPT 323 1 323

Válvula de seguridad ¾" x 1" set 350 PSI 680.4 2 1361

Medio niple ¼" x 4" 8.5 2 17

Unión simple¼" FNPT 3000 PSI 22 2 44

Manómetro 0-600 PSI dial 3" conexión¼" 53 2 106

inferior

Válvula bola 1" NPT vá&Jago largo 1000 PSI 5,92.8 2 1186

Tee 1" SW 3000PSI 25 3 75

Brida 1" SW tipo anillo clase 300 60 6 360

Codo 90° 1" SW clase 3000 16 1 16

Válvula bola 2" NPT vástago largo 1000 PSI 781 1 781

Codo 90° 2" SW clase 3000 73 1 73

Brida 2" SW tipo anillo clase 300 59 2 118

Niple ¾" x 3" SCH 80 14 1 14

Cruceta 2" FNPT x 1" SW x 2" SW x 3/4" FNPT 567 1 567

Unión simple 2" FNPT clase 3000 50 1 50

Toma de trasiego de CO2 fase liquido 2"x2" 150 1 150

Adaptador 1" BW x ¾ FNPT 60.5 2 121

Codo 90° 1" SW SCH 40 16 1 16

Tapa 1" CO2 con perno, cable y grapa 83 1 83

Tapa 2" CO2 con perno, cable y grapa 123 1 123

Cadena 18" con gancho mosquetón 3/4" 157 2 313

Tubo de 1" x 6m SCH 80 sin costura 235 1 235

Tubo de 2" x 6m SCH 80 sin costura 715 1 715

Fabricación de soportes para bypass 123 2 247

Servicio de soldadura 833 1 833

Subtotal 9,151

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Tabla 4.8: Resumen de costos

D�scripción $ Costo unit. Cantidad $ Costo Total

Ensayos no destructivos, lavado y pintura 2,870 1 2870

Sistema indicador de nivel 2.025 1 2025

Sistema elevador de presión 6,227 1 6227

Sistema de refrigeración 8,305 1 8305

Sistema de seguridad 312 1 312

Sistema eléctrico, control y consumo 3,395 1 3395

Sistema de llenado 9,151 1 9151

Subtotal 32,285

4.3 CPSTOS;��E AD..Q!)ISICl9".N pE.Ul\!:.TAN.QUE--NUEVQ,OE 36 TON

Antes de realizar los trabajos de recuperación del tanque se cotizó la

compra de un tanque nuevo de las mismas características a un proveedor

americano según se muestra en la tabla siguiente:,

Tabla 4.9: Cotización de tanque de C02 nuevo

Todos los precios so11 Ex-1Vorks - Tomco Eq11ip111e11t Co111pa11y, Loganl'il!e, Georgia [J.S>I, J' están sujetos a cambios en precios sin 11otificació11 a11ferior.

Modelo Peso Sistema Entrega Precio Lbs Kgs Refrigeracion (Semanas) (Ex-Works - Loganville, GA, USA)

681Ei 12,000 5,443 1 HP R404A 8-10 35,750 1481Ei 28,000 12,700 3 HP R404A 8 -10 51,520 3081Ei 60,000 27,216 3 HP R404A 8-10 66,150 5081 Ei 100,000 45,360 6 HP R404A 8-10 91,260

*NOTA:

- Todas las unidades de almacenamiento horizontales con aislamiento de uretano cumplen con los requerimientos de Zona Sísmica 4 ("Ali of Tomco's urethane lnsulated horizontal tanks meet Selsmic 4 requlrements")

- Unidades Incluyen válvulas de seguridad dobles ("Ali Unlts lnclude Dual Safety Relief Valve Assemblies")

-Costo de flete a Mlaml, Florida será calculado al momento de la orden.

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Según la tabla de modelos presentado por el proveedor, el modelo más

cercano del tanque a comprar, sería el 3081 Ei de 30ton de capacidad (seis

toneladas menos comparado con el tanque a reparar) el costo de este tanque a

puertas de fabrica es $66,150; a este costo tendremos que adicionarle los costos de

trasporte, desaduanaje, seguros, etc. Todos estos costos representan un 28% de la

factura original.

También es importante notar que estos tanques no tienen instalado el

bypass en el sistema de llenado, es decir, se tendrá que adicionar este costo para

su adecuación a norma, ya que es una exigencia en seguridad al momento de

llenado en todos los tanques de CO2.

En la cotización del proveedor, se observa que la capacidad del sistema de

refrigeración es de 3HP de potencia, mientras que la potencia del sistema de

refrigeración del tanque a reparar es de ?HP, este aumento de capacidad

corresponde a que el tanque de CO2 puede ser instalado en zonas tropicales, más

calurosas, como en el norte o selva del país, donde la temperatura ambiental

promedio es de 28ºC, y en ocasiones oscila entre los 35ºC, en estos casos la

transferencia de calor aumenta la tasa de gasificación del CO2, por tal motivo se

requiere un sistema de refrigeración más robusto y que reduzca la presión interna

en un tiempo más corto.

Tabla 4.10: Costo total de adquisición de tanque de C02 nuevo

Descripción $ Costo unit. Cantidad $ CostoTotal

Tanque CO2 30ton de capacidad Ex-works USA 66,150 1 66,150

Costo por colocar en nuestros almacenes · 18,522 1 18,522

Sistema de llenado 9,151 1 9,151

Subtotal 93,823

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4.4 COMPARACIÓN DE COSTOS

Comparando ambos costos se puede observar un ahorro de:

Que representa:

93,823 - 32,285 = 61,538

61538 ' xlOO �'. 66º/o

93 823 J

78

Según se aprecia el porcentaje de ahorro hace viable el proyecto de

recuperación del tanque de 36ton.

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CONCLUSIONES

Al finalizar el desarrollo del informe titulado "Recuperación e implementación

de tanques de almacenamiento de CO2 refrigerado de 36 ton. de capacidad'' se ha

llegado a las siguientes conclusiones:

1. Según los resultados de los ensayos no destructivos, se concluye que el

tanque de CO2 de 36ton de capacidad está en condiciones de operar con

normalidad.

2. Según el presente informe, se concluye que económicamente es viable la

reparación del tanque de CO2 por generar un ahorro del 66% comparado con

la compra de un tanque nuevo.

3. Técnicamente se ha demostrado que los sistemas auxiliares del tanque han

. sido cuidadosamente implementados, de modo que la confiabilidad del tanque

recuperado es igual a la confiabilidad de un tanque nuevo.

4. Según el cronograma de actividades, el periodo de recuperación del tanque es

de aproximadamente 1 O semanas, en este periodo se ha considerado los

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tiempos de planificación, coordinación, compras, fabricación, entrega de

materiales, etc.

5. El tiempo de recuperación del tanque es menor comparado con el tiempo de

entrega y puesto en almacenes de un tanque nuevo. Según la cotización del

proveedor, el tanque estaría listo a puertas de fabrica en 1 O semanas luego de

recibir la orden de compra, a este tiempo debemos agregar 5 semanas por

transporte y desaduanaje para colocarlo en nuestros almacenes.

RECOMENDACIONES

1. En los procesos de recuperación del tanque de CO2, existen actividades de

alto riesgo, tales como: trabajos en espacios confinados, trabajos con liberación

de energía, trabajos elevados, etc. Para que todas estas actividades sean

realizadas completamente seguras se requiere seguir los procedimientos de

seguridad con las herramientas y equipos adecuados.

2. Cuando los tanques de CO2 presentan sistemas de medición de nivel por bolla,

es recomendable que se realice el cambio a medición de nivel con

transmisores de presión diferencial digital de variable múltiple, esto permite

controlar el nivel y la presión del tanque de forma remota.

3. Si se instala un transmisor de presión diferencial es importante realizar el

montaje del pulmón en la línea de fase líquida, esto· permite que las lecturas en

dicho equipo sean estables, sin oscilación.

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4. Se recomienda que todo el proceso de soldadura sea realizado con sistema

TIG, ya que las uniones son más fuertes, más resistentes a la corrosión y más

dúctiles que las realizadas con electrodos convencionales. Cuando se necesita

alta calidad y mayores requerimientos de terminación, se necesario utilizar el

sistema TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y con un

acabado completamente liso.

5. Se recomienda que todas las conexiones entre el tanque y los equipos

auxiliares sean lo más compactas posibles, esto hace que el transporte del

tanque a instalar en los clientes no sea dificultoso.

6. El sistema de seguridad en tanques de C02 horizontales siempre se ubica en

la parte superior, este sistema no debe ser muy elevado, debido a que al

transportarlos con un camión cama· baja, podría colisionar con algún puente

peatonal.

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BIBLIOGRAFÍA

[1] Título: Ensayos no Destructivos.

Autor: Asociación Española de Ensayos no Destructivos.

Año: 2002

[2] Título: Transferencia Segura de Dióxido de Carbono Licuado de BajaPresión en los Tanques de Carga, Tanques Cisterna y ContenedoresPortátiles.

Autor: Asociación de gas comprimido - CGA.

Año: 1992

[3] Título: Código ASME Sección VIII División 1.

Autor: American Society of Mechanical Engineers.

Año: 2007

[4] Título: Catálogo de válvulas de bola criogénicas.

Autor: Worcester.

Año:2010

[5] Título: Seamless Welding Fittings

Autor: Tube - Line Manufacturing CO.

Año: 2006

[6] Título: lnstrumentation Digest.

Autor: Parker lnstrumentation.

Año: 200

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PLANOS

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ANEXO 1

INFORME TÉCNICO DE ENSAYOS NO

DESTRUCTIVOS

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� CONTROLES s.

� �.) TECNOLOGICOS �:Radiografía Industrial, Ultrasonido, Calificación de

Soldadores, Medición de Espesores, Partículas Magnéticas, Prueba Hidrostática, Prueba Neumática, Metalografía.

Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

INFORME No 4618 - 04 - 10

ANALISIS PO'R PRUEBAS-NO DESTRUCTIVAS

TANQUE PARA C02 DE 36 TON

ABRIL 2010

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� CONTROLES s.

fllJI �.) TECNOLOGICOS �: Radiografla Industrial. Ultrasonido, Calificación de Soldadores, Medición de Espesores, Partículas Magnéticas, Prueba Hidrostátíca, Prueba Neumática, Metalografla.

Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

INFORME TÉCNICO Nº 4618 - 04 - 10

ANALISIS POR PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS TANQUE PARA CO2 DE 36 TON

CLIENTE ATENCIÓN FECHA DE EJECUCIÓN LUGAR DE EJECUCIÓN

l. OBJETIVO

: ING. ANTONIO BACA : 12 al 19 de Abril del 2010 : LIMA

La inspección por Ensayos No Destructivos ejecutado al tanque para C02,tuvo los siguientes objetivos:

Análisis Microestructural mediante Réplicas Metalográficas, con la finalidad de detectar cambios microestucturales en el metal base, tales como esferoidización de la perlita, crecimiento de grano y microfisuras. Calibración de espesores por Ultra.sonido, con la finalidad de detectar desgaste por corrosión. Verificación por Tintes Penetrantes a las uniones soldadas del manhole y copies, con la finalidad de detectar fisuras u otras discontinuidades superficiales. Inspección con Partículas Magnéticas a los cordones de soldadura a tope, con la finalidad de detectar y dimensionar fisuras superficiales u otras discontinuidades superficiales y subsuperficiales. Prueba Hídrostática a 1.5 veces la presión de trabajo, con la finalidad de establecer la hermeticidad del tanque.

11. CARACTERISTICAS DEL TANQUE

• Nombre• Capacidad• Serie• Longitud total• Diámetro• Material, tapas

Cuerpo • Presión de trabajo• Espesores, Cuerpo

Tapa posterior Tapa delantera

: Tanque para almacenamiento de C02 : 36 TON : 7990 : 90366 mm : 2753 mm : ASTM A 516 : SA-612 : 350 PSI : 21.0 mm : 14.2 mm : 14.2 mm

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� CONTROLES s.

,- ';1lb, .1 TECNOLOGICOS �:

111. PROCEDIMIENTO

Radiografía Industrial, Ultrasonido, Calificación de Soldadores, Medición de Espesores, Partículas Magnéticas. Prueba Hidrostática, Prueba Neumática, Metalografia, Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

3; 1 CALIBRACION DE ESPESORES POR ULTRASONIDO

La calibración de espesores por ultrasonido, se realizó en la tapa delantera (30 punto.s), tapa posterior (31 puntos), cuerpo cilíndrico (96 puntos) La grafica # 01 anexada al presente informe ilustra la ubicación y valores obtenidos de los puntos calibrados. Previo a la calibración se realiza la limpieza, eliminando residuos de pintura u oxido para luego impregnar de grasa los puntos a medir, que sirve como acoplante entre el transductor del equipo con la superficie de palpación. La calibración se ejecuta por contacto directo del transductor con la plancha a calibrar y tomando la lectura en forma digital.

3.2 PARTICULAS MAGNETICAS FLUORECENTES

La inspección con Partículas Magnéticas se ejecuto al 100% de los cordones de soldadura a tope de las tapas y cuerpo cilíndrico del tanque. La grafica # 02 anexada al presente informe ilustra la ubicación de los cordones de soldadura inspeccionados. Previo a la inspección se ejecuto la limpieza de los cordones de soldadura eliminando residuos de óxidos y/o otros elementos que puedan interferir con los resultados, seguidamente se procedió a magnetizar la superficie con el yugo y simultáneamente se aplico la suspensión de Partículas Magnéticas Fluorescentes. Para revelar las discontinuidades se observa con la lámpara de luz negra de 100 W. Las condiciones de prueba se indican el reporte Nº 4618-MT, adjunto al presente informe

Circulares cuerpo Cordones Gajos y

cilíndrico longitudinales tapas

Metraje 30000 19000 21000

verificado

Total Verificado 70000 mm

3.3 LIQUIDOS PENETRANTES

La Inspección Visual y verificación por Líquidos Penetrantes, se ejecuto a la� uniones soldadas de los golletes y soldaduras a. filete. La gráfica # 03 anexada al presente informe ilustran las zonas verificadas.

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� CONTROLES s.

lflP �.) TECNOLOGICOS �:Radiografla Industrial, Ultrasonido, Calificación de

Soldadores, Medición de Espesores, Partículas Magnéticas.

Prueba Hidrostática. Prueba Neumática. Meta lo grafía,

Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

Previo a la inspección se ejecuto la limpieza, por medios mecanicos, dejando la superficie a verificar, libre rebabas u otros materiales inorgánicos. Concluida la limpieza se aplicó el tinte rojo (penetrante marca Met-L-Ckek), luego se aplicó el revelador blanco (revelador marca Met-L-Ckek), previa remoción del tinte rojo, concordante con el procedimiento establecido. La técnica aplicada corresponde al método "B" (removible con solvente) tipo 11 (luz visible), procedimiento E-165 de la norma ASTM. La inspección se realiza bajo luz visible (natural o artificial), transcurrido el tiempo de revelado. Las condiciones de prueba se indican el reporte Nº 4618-PT, adjunto al presente informe.

3.4 ANALISIS METALOGRAFICO POR REPLICAS

El Análisis Métalográfico por replicas, se realizó en la tapa delantera (01 replica), tapa posterior (01 replica) y cuerpo (02 replicas). La grafica # 03 ilustra la ubicación de las Réplícas Metalográficas.

La prueba se inicia con el .pulido al espejo del punto a replicar, mediante lijas de la granulometría 80 hasta 1000, luego del cual se realíza el micropulido con paño y alumina, y para terminar con un ataque químico con Nital, el cual revelara la microestructura correspondiente. Terminado el ataque químico se procede a impregnar la replica Metalográfica en la zona atacada y esta replica es llevada en vidrio para su análisis en el microscopio. Las condiciones de prueba se indican el reporte Nº 4618-AM, adjunto al presente informe.

3.5 PRUEBA HIDROSTATICA

El cliente hermetizo y lleno de agua el tanque dejando una salida de 0 ½" para la conexión dél sistema de bombeo Con la bomba mecánica, se proporciono presión al tanque en forma constante y moderada, se instala un manómetro registrador para indicarnos la variación de presión durante el Uempo de bombeo, cuando se llego a la presión de prueba, (525 -PSI) el bombeo se detuvo y todas las bridas, conexiones y córdone$ de sold.adurél fueron verificados, no detectándose fugas. Siguió entonces un periodo de observación durante el cual el personal encargad.o. verifico que la presión de prueba se mantuvo constante durante un periodo de tiempo de una hora. Al finalizar la prueba Hidróstática se realizo las conexiones para el purgado del agua de la prueba.

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� CONTROLES s.

11' '-�.J TECNOLOGICOS �:

IV. RESULTADOS

4.1 CALIBRACION DE ESPESORES

Radiografía Industrial, Ultrasonido, Calificación de Soldadores, Medición de Espesores, Particulas Magnéticas. Prueba Hidrostática. Prueba Neumática, Metalografla,

Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

Los valores de la calibración de espesores medidos se indican en la granea # 01. Los valores promedios obtenidos se indican en el siguiente cuadro.

AREAS ESPESOR ESPESOR ESPESOR DESGASTE

CALIBRADAS MINIMO MAXIMO NOMINAL

(mm) (mm) (mm) mm %

20.4 21.0 2.l.0 0.6 2.8

4Y' 20.l 20.9 21.0 0.9 4.2

o 90º

20.3 20.9 21,0 0.7 3.3 ºº o.. - 135

º 20.2 21. 2 21.0 0.8 3.8 a:: o::: o

Wz 180º

20.0 21.0 21.0 1.0 4.7 ::, -o _J

0.8 o 225º

.20.2 21.0 21.0 3.8

270º

20.2 21.0 21.0 0.8 3.8

315º

20.3 21. l 21.0 0.7 3.3

TAPA DELANTERA 13.6 14.3 14.2 0.6 4.2

TAPA POSTERIOR 13.5 14.1 14.2 0.7 4.9

El espesor mínimo encontrado en el cuerpo cilíndrico es 20.0 mm y 13.5 mm en las tapas. En la tapa delantera se ha detectado un socavado de una pulgada de diámetro y profundidad de 3 mm aproximadamente. En la grafica # 01 se indica la ubicación.

4.2 PARTICULAS MAGNETICAS FLUORESCENTES

La inspección con Partículas Magnéticas a los cordones circulares, longitudinal, gajos y tapas del tanque no detecto fisuras ni defectos superficiales. Los' ,resultados,· detallados·' se indican el reporte Nº 461'8-MT, adjunto al pres·ente informe.

4.3 LIQUIDOS PENETRANTES

La inspección con Líquídbs Penetrantes a los golletes y soldaduras a filete, no detecto fisuras Los resultados detallados se indican el reporte Nº 4618-PT, adjunto al

presente informe.

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� ,CONTROLES s. ,,. �.) TECNO LOG I COS �:

Radiografía Industrial, Ultrasonido, Calificación de

Soldadores, Medición de Espesores, Partículas Magnéticas, Prueba Hldrostática. Prueba Neumática, Metalografla,

Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

4.4 ANALISIS METALOGRAFICO Y DUROMETRIA

El análisis Metalográfico ejecutado al cuerpo del Tanque no revelo una estructura de grano fino de ferrita 68 % y perlita 32% aprox., con tratamiento térmico de normalizado. En las ·tapas la ferrita esta presente en un 83 % y perlita en un 17 % aprox. con tratamiento térmico de normalizado. La medición de dureza del material de las tapas varía de un rango de 124

HB hasta 130 HB. La medición de dureza del material del cuerpo cilíndrico varía de un rango

de 158 HB hasta 168 HB Por otro lado no se detecto microfisuras ni defectos microestructurales relevantes. La descripción detallada de las micrografías se dan en el reporte Nº 4618-RM, adjunto al presente informe.

4�5 PRUEBA HIDROSTATICA

Durante la Prueba Hidrostática no se observo pérdida de presión, al constatar que la aguja del manómetro no experimento variación. Al finalizar la prueba satisfactoriamente y aprobada esta, se expide el Certificado Nº 4618-04-1 O.

V. CONCLUSIONES

En merito de los resultados obtenidos, de los Ensayos no destructivosejecutados al tanque de 36 toneladas concluimos:

• Los cordones verificados con Partículas Magnéticas Fluorescentes nopresentan fisuras ni otras discontinuidades superficiales relevantes.

• Las uniones soldadas tipo filete de los copies y golletes verificados conUqui'dos PE!netrantes no presentan fisuras ni otras discontinuidadesrelevantes.

• El Análisis Mét�logh1fico no muestra Indicios de fatiga ni microfisuras enla estructura cristalina del material del tanque.

• Los valores encontrados en la calibración de espesores del cuerpocilíndrico y tapas nos indican un hpo de corrosión uniforme en todo eltahque. . . .. . .

• D.e acuerdo a la norma ASME SECCION VIII PARTE UG el espesor depared mínimo requerido p.ara el tanque sin Gonsiderar el % adicional quese le tiene que sumar por margen por corrosión es el siguiente:

o C,uerpo cilíndrico (c.ascoJ:19.2 mm, considerando una presiónde 350 PSI, material SA-612 (máximo esfuerzo permisible 22.0KSI) .

0 Tapas hemisférico{cabeza): 12.0 mm, considerando unapresión · de �50 ·ps1, material SA-516(máximo esfuerzopermisible 17.5 KSI)

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.� CONTROLES s.

P �.) TECNOLOGICOS �:Radiografla Industrial, Ultrasonido, Calificación de

Soldadores, Medición de Espesores, Partículas Magnéticas,

Prueba Hidrostática, Prueba Neumática, Metalografia,

Ensayos Mecánicos.

Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

• El % porcentaje de desgaste o margen por corrosión es determinado porel diseñador y esta en función a las condiciones de trabajo y al tiempo devida útil que se le da al tanque. Pero por regla general se considera unmargen de 0.125 pulg.

• El espesor mínimo encontrado en el cuerpo cilíndrico del tanque es 20.0mm y 13.5 mm en las tapas. Tomando en cuenta lo anteriormente escrito,el tanque tiene 0.8 mm de margen por corrosión en el cuerpo y 1.5 mm enlas tapas.

• En 22 años de uso, el desgaste por corrosión uniforme del tanque ha sido1.0 mm, lo que nos da una velocidad de corrosión de 0.05 mm por año.

Por lo tanto concluimos finalmente que el tanque de 36 ton. se encuentra en condiciones de seguir operando en las mismas condiciones de trabajo y frecuencia de carga establecidas.

VI. RECOMENDACIONES

Realiz,ar una inspección por ensayos no destructivos dentro los siguientes periodos· estimados a partir de la norma API 51 O y de los resultados obtenidos:

• Prueba Hidrostática, Metalografía y Partículas Magnéticas cada 5 años• Calibración de espesores e inspección visual cada cinco (05) años o

aprovechando cualquier mantenimiento del tanque con la finalidad deverificar la velocidad de corrosión.

VII. NORMAS APLICADAS Y/O REFERENCIALES

CALIBRACION DE ESPESORES

ASTM, Sección 3, Volumen 03.03 Standard E 797-95 ASME, Sección VIII, División 1, sub-sección "C", parte UCS

METALOGRAFÍA

ASTM E3-01 Standard Practica for Preparation of Metallographic Specimens

_ A8TM E112:.Staridard T;est Methods'for Qetermining Average Grain size ASTM E1351'-96 Standard Practice' for P'roduction and Evaluation of field Metallographic Replicas.

LÍQUIDOS PENETRANTES

ASTM E1220 Standard Test ·Method for Visible Penetrant Examination Üsing Solvent-Re·rnovable Process ASTM E165 Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination. ASTM 6433 Standard Reference Photographs for Liquid Penetrant lnspection

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�� CONTROLES s.

tJII �....,.., .,I TECNOLOGICOS �:

PARTICULAS MAGNETICAS

Radiografía Industrial, Ultrasonido, Calificación de Soldadores, Medición de Espesores. Partículas Magnéticas. Prueba Hidrostática, Prueba Neumática. Motalografia, Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control de soldadura.

ASTM E709 Standard Guide for Magnetic Particle Testing ASME, Sección VIII, División 1, parte UG, lrispecciones y Pn.)_ebas

DUROMETRIA

ASTM E1 O - 08 Standard Test Method for Br inell Hardness of Metallic Materia IsASTM E110 - 82 (2002) Standard Test Method for lndentation Hardness of Metallic Materi.als by Portable Hardness Testers

PRUEBA HIDROSTATICA

ASM E, Sección VI 11 División l.

REFERENCIALES

API 510 Manual de Recipientes a presión

.,/?'

__ ¿!�-' ·-····--·--··"OAVID � MERCADO TU!-iQUf

tNGENIE'RO }.lfC.l'\NICO R�: CIP tsf' 107304

Lima, 28 de Abril del 2010

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�CONTROLES�- PAGINA 1 de 2

.._ TECNOLOGICOS �: REPORTE DE ANALISIS FORMATO CT-RM Calle San Guido 155- 102 Lima 32 Telefax.: 263-0363

METALOGRAFICO REPORTE ; N° 4618-AM Cel : 965-11209 NEXTEL 822•7574

FECHA: 23/04/2010 CLIENTE ATENCIÓN ING. ANTONIO BACA

TRABAJO ANALISIS METALOGRAFICO VIA REPLICAS A TANQUE PARA C02 DE 36 TON •·

. . l, .. �. ',. /, . INFORMACION TECNICA.

UNIDAD ANALIZADA: TANQUE PARA C0 2 DE 36 TON. Marca de Replica: STRUERS

AREA ANALIZADA: Cuerpo y tapas Pulido y Desbaste: Lijas de diferente ¡¡ranulornetría

NORMA APLICADA: ASTM Standard E 3-80 y Standard E 1351-96 Micropulido: Alúmina y paño

Técnica Aplicada : Por impregnación de Réplicas Metalográficas Ataque qulmico superficie: Nital 5%

Procedimiento Aplicado : Transcopy, Replica Metalog. reOectiva MATERIAL: Acero carbono

Toma de micrografías: Microscopio MetaloQráfico de banco RESULTADOS

CUERPO CILINDRICO- REPLICA (R1)

CUERPO CILINDRICO- REPLICA (R2)

MIC

. ! '. ,� ... ·-

MICROCONSTITUYENTES O FASES

FERRITA : 68¾

PERLITA : 32¾

CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL

MATERIAL

DUREZA

T. TÉRMICO

: Acero de baja aleación

: 158 HB -162 HB

: Normalizado

DISCONTINUIDADES: No se observa

MICROCONSTITUYENTES O FASES

FERRITA : 67¾

PERLITA : 33¾

CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL

MATERIAL

DUREZA

T. TÉRMICO

: Acero de baja aleación

: 158 HB- 160 HB

: Normalizado

DISCONTINUIDADES: No se observa

LUGAR y FECHA DE EJECUCI N : EJECUTADO POR:

Lima 14 de Abril del 2010 _ . . _ ... ___ . • �AIME HUER_TAS MEDRANO/ EDINSON CRUZADO VALLE '.,-€;_ •. ,,.,,�,,;,.,,,; -�.·,tl"'SP.Er::'·Cl0NADO POR:i::·,:,;,, .:.--:�:.,,$), ;,.,,,i.t:,:;;'t�'.-RE.VISABO-PPR, J '/· .. ,,,, -. ', . · APROBADO POR· ·-t,-n�·f!:·;(", •. 1.-,.�;-!'?'---:'.� �, •� .• �- - . . . • •

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� CONTROLES s. PAGINA 2 de 2

TECNOLOGICOS �: REPORTE DE ANALISIS FORMATO CT-RM

Calle San Guido 155 - 102 Lima 32 Telefax.: 263-0363 METALOGRAFICO REPORTE N" 4618 - AM

Cel : 965-11209 NEXTEL 822'7574 FECHA: 23/04/2010

CLIENTE ATENCIÓN ING. ANTONIO BACA

TRABAJO ANALISIS METALOGRAFICO VIA REPLICAS A TANQUE PARA CO2 DE 36 TON

;,,,.:::e,·: ···:c;{'.tc�)'ic.·· \ .. : r .:\,"i : ,, •, . ' .. "' -;:; ' ·:. . .. ,.. ,', .. ' INFORIYIACION TECNICA

UNIDAD ANALIZADA: TANQUE PARA C02 DE 36 TON. Marca de Replica: STRUERS

AREA ANALIZADA: Cuerpo y tapas Pulido y Desbaste: Lijas de diferente granulometría

NORMA APLICADA: ASTM Standard E 3-80 y Standard E 1351-96 Micropulido: Alúmina y paño

Técnica Apl icada: Por impregnación de Réplicas Metalográficas Ataque qui mico superficie: Nital 5%

Procedimiento Aplicado : Transcopy, Replica Melalog. reflectiva MATERIAL: Acero carbono

Toma de mlcroQrafías: Microscopio Melalográfico de banco

RESULTADOS

TAPA DELANTERA- REPLICA (R3) MICROGRAFIA Nº 01.

TAPA POSTERIOR- REPLICA (R4)

r._/·

MICROCONSTITUYENTES O FASES

FERRITA : 83% PERLITA : 17%

CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL

MATERIAL

DUREZA T. TÉRMICO

: Acero de baja aleacion

:124-130 HB : Normalizado

DISCONTINUIDADES: No se observa

MICROCONSTITUYENTES O FASES

FERRITA PERLITA

: 81%

:19%

CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL

MATERIAL DUREZA T. TÉRMICO

: Acero de baja aleación : 124HB · 130 HB : Normalizado

DISCONTINUIDADES: No se observa

LUGAR y FECHA DE EJECUCI N : EJECUTADO POR: Lima 14 de Abril del 2010 .. ·, •... , �-,.�·., .;r. ,.,,., JAl�E HU��TAS MEDRANO/E�l�SON CRUZADO �ALLE

,_.·:s-•,· ,.: .. :·-c-,..,,,•. tNs·p·EoCl0N.ADO ºOR·' ; r�-�,, · .,, .• i,·. ·r. ·-:.·BEV.ISADQPQ8. , • >-;.;,·'.:. . APROBADO POR. �'.�l: .... ; .�.( :•i(l.C_r;,.,•;·�"'., � · • ft-. ·' .>.:., • � ' • jo<. ' '

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� CONTROLES s. REPORTE DE PAGINA 1 de 2

TECNOLOGICOS A. PARTICULAS FORMATO CT-PT c.

MAGNETICAS 'i{E'Pt>'Fite' Calle San Guido 155 - 102 Lima 32 Telefax.: 263-0363 . N� 4618-MT. Cel: 965-11209 NEXTEL 822'7574 FLUORESCENTES FECHA: 13/04/2010 CLIENTE ATENCIÓN : ING. ANTONIO BACA TRABAJO : INSPECCIONES POR PARTICULAS MAGNETICAS A TANQUE PARA C02 DE 36 TON

tt-'ɽ)l�il�;;;:,;,tli\)?{J};:�:l�{:i:;,.';:,/!tY'ii,1,?i",;·¡:':;:/;': �it\''t 'INFORMACIÓN ;TECNIGA·'/s_:;:,,-·· :_, :·· './,,_,:;: .··. '',\ ['1 '.:·:

UNIDAD ANALIZADA: TANQUE DE C02 DE 36 TON. INDICADOR, FABRICANTE: Maqnetometro, Magnetic Analisys Corp.

AREA ANALIZADA: Cordones de soldadura a tope de cuerpo y EQUIPO, Fabricante: Yugo de Magnetización, PARKER RESEARCH, Modelo tapas DA-200

NORMAS APLICADA: ASTM Standard E-709 INSUMOS: Partículas Ma¡:¡néticas Fluorescentes

ASME SECC, V Art. 7 FABRICANTE: Metal-L-Check

TÉCNICA-PROCEDIMIENTO: Vía húmeda, Partícu las OBSERVACIÓN: Con lupa de aumento e iluminación artificial fluorescentes aplicado por rocio (spray) FUENTE DE ILUMINACION: Lámpara de luz ultravioleta

METODO: Continuo TEMPERATURA DURANTE ENSAYO: 20 ºC

TIPO DE CORRIENTE: Alterna "AC" CONDICIÓN DE SUPERFICIE: Aceptable

MAGNETIZACION: Lon¡:¡itudinal MATERIAL ANALIZADO: Acero al carbono

·, ':c:i-\,;;{; (:,',/ · _·'a ' , >, ,,,.:_ .. :,,, ._,: .. ·, ., ---:,:;r _ ... ·:·Nº IDENTIFICACJON DISCONTINUIDAD CALIFICACION OBSERVACION 01 CI

02 C2

03 C3

04 C4

05 es 06 es

07 L1

08 L2

09 L3

10 L4

11 L5

12 L6

13 L7

14 L8

15 L9

16 G1

17 G2

18 G3

19 G4

20 GS

21 G6

22 G7

Aceptado Circular

Aceptado Circular

Aceptado Circular

Aceptado Circular

Aceptado Circular lapa

Aceptado Circular tapa

Aceptado Longitudinal

Aceptado Longitudinal

Aceptado Longitudinal

Aceptado Longitudinal

Aceptado Longitudinal

Aceptado Gajo tapa delantera

Aceptado Gajo tapa delantera

Aceptado Gajo tapa delantera

Aceplado Gajo tapa del,rntera

Aceptado Gajo tapa delantera

Aceptado Gajo tapa delantera

Aceptado Gajo tapa delantera

Aceptado Gajo tapa delantera

Aceptado Gajo lapa delantera

Aceptado Gajo tapa posterior

Aceptado Gajo tapa posterior

NOMENCLATURA

LUGAR Y FECHA DE EJECUCION I EJECUTADO POR: Lima, 13 de Abril del 2b10 JAIME .HUERTAS M / EDINSON CRUZADO V.

Porosidad a grupada (Aa) Porosidad aislada (Ac) Porosidad tubular (Ab) · Sobre monta (Sm)

Fisura (E) Cordón irregular (1) Salpicadura (S) Socavado Externo (F)

..

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s. REPORTE DE PAGINA 2 de 2 A. PARTICULAS FORMATO CT-PT

�CONTROLES -6 TECNOLOGICOS c.

Calle San Guido 155 - 102 Lima 32 Telefax.: 263-0363 MAGNETICAS ·REPORTE

•.· .

. ,N°�618�ív1T Cel : 965-11209 NEXTEL 822'7574 FLUORESCENTES

FECHA: 13/04/2010 CLIENTE ATENCIÓN : ING. ANTONIO BACA TRABAJO INSPECCIONES POR PARTICULAS MAGNETICAS A TANQUE PARA CO2 DE 36 TON

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UNIDAD ANALIZADA: TANQUE DE C02 DE 36 TON.

INF:ORMJ.\ClONTl;:CNICA· •·, ..

.. ,; · .

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INDICADOR, FABRICANTE: Magnetometro, Magnelic Analisvs Coro.

AREA ANALIZADA: Cordones de soldadura a tope de cuerpo y EQUIPO, Fabricante: Yugo de Magnetización, PARKER RESEARCH, Modelo taoas DA-200

NORMAS APLICADA: ASTM Standard E-709 INSUMOS: Partículas Magnéticas Fluorescentes

ASME SECC. V Art. 7 FABRICANTE: Metal-L-Check

TÉCNICA-PROCEDIMIENTO: Vla húmeda, Partículas OBSERVACIÓN: Con lupa de aumento e iluminación artificial fluorescentes aplicado por rocío (spray) FUENTE DE ILUMINACION: Lámpara de luz ultravioleta

METODO: Continuo . )ºEMPERATlmA DURANTE ENSAYO : 20 ºC

TIPO DE CORRIENTE: Alterna "AC" CONDICIÓN DE SUPERFICIE: Aceptable

MAGNETIZACION: Lonqitudinal MATERIAL ANALIZADO: Acero al carbono

Nº IDENTIFICACION DISCONTINUIDAD CALIFICACION OBSERVACION 01 G8 Aceptado Gajo tapa posterior

02 G9 Aceptado Gajo tapa posterior

03 G10 Aceptado Gajo tapa posterior

04

05

06 LONGITUD TOTAL INSPECCIONADA: 70,000 mm

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22 NbMENCLATURA

LUGAR Y FECHA DE EJECUCION Lima, 13 de Abril del 2010

1 EJECUTADO POR:JAIME HUERTAS M / EDINSON CRUZADO V.

Porosidad agrupada (Aa) Porosidad aislada (Ac) Porosidad tubular (Ab) · Sobre monta (Sm) Salpicadura (S) Socavado Externo (F) Fisura (E) Cordón irregular (1) -· . ·AÜTciRizA:Dó PQ,R:' , · , · SUPERVISADO POR:

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� CONTROLES s.

,,,- �.) TECNOLOGICOS �: Radiografla Industrial. Ultrasonido, Calificación de Soldadores, Medición de Espesores, Partículas Magnéticas, Prueba Hidrostática, Prueba Neumática, Metalografia,

Ensayos Mecánicos, Venta de equipos e insumos para el control de soldadura

CERTIFICADO PRUEBA HIDROSTATICA No 4618 - 04 - 10

TANQUE PARA C02 DE 36 TON

ABRIL 2010

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�� CONTROLES s.

� .J TECNOLOGICOS �: Radiografla Industrial, Ultrasonido. Calificación de

Soldadores. Medición de Espesores, Partículas Magnéticas, Prueba Hídrostát.ica, Prueba Neumática, Metalografia.

Ensayos Mecánicos. Venta de equipos e insumos para el control ele soldadura.

CERTIFICADO PRUEBA HIDROSTATICA No 4618 - 04 -10

Certificamos que la PRUEBA HIDROSTATICA ejecutada TANQUE HORIZONTAL para ALMACENAMIENTO de C02 de 36 TON, se realizo de acuerdo a los códigos establecidos: de las siguientes características:

1.- CARACTERÍSTICAS GENERALES DENOMINACION TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE C02

SERIE 7990 CAPACIDAD 36 TON FORMA Cuerpo cilíndrico y tapas Hemisféricas DIAMETRO 2753 mm LONGITUD TOTAL 90366 mm

ESPESORES !CUERPO 21.0 mm ITAPAS 14.2 mm

PRESION DE TRABAJO 350 PSI MATERIAL ASTM A516/SA 612 USUARIO

11.- CONDICIONES DE PRUEBA

PRESION DE PRUEBA 525 PSI TIEMPO DE PRUEBA 01 hora TEMPERATURA DE PRUEBA Ambiente, 20ºC. INICIO DE PRUEBA 6: 30 PM FINAL DE PRUEBA 7: 30 PM CODIGO EMPLEADO ASME SECC. VIII Division 1 MANOMETRO EMPLEADO 0-600 PSIFLUIDO UTILIZADO AGUAFECHA DE EJECUCION 18 de Abril del 2010

Presión de prueba(%) 25% 50% 75% 100% Tiempo mínimo de permanencia 15' 30' 45 60

1 PSI 130 262 394 525 Presión inicial 1 hora 6:30 6:45 7:00 7:15 Temperatura(ºc) +/-2 +/-2 +/-2 +/-2

111.- RESULTADOS Durante la Prueba Hidrostática no se observo pérdida de presión, al constatar que la aguja del manómetro no experimento variación.

IV.- SOLICITANTE

Atención: lng. Antonio Baca

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� ... . . --····· .. --�t··--DAVllfi� 1(.€.RCADO ltJNQUE'

iNGEJ,11:RO I.ÍECANICO _. �&9- CIP r-t"1°ono4 ·

Lima 28 de Abril del 201 O

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DISTRIBUCION DE PUNTOS

CALIBRADOS

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CANTIDAD DE PUNTOS CALIBRADOS

TAPA DELANTERA TAPA POSTERIOR CUERPO CILINDRICO

TOTAL

30 PUNTOS 31 PUNTOS 96 PUNTOS

: 147 PUNTOS

NOMENCLATURA

* LECTURA FRONTAL

Q LECTURA POSTERIOR

6; SOCAVADO 0 : 25 mm, prof. : 3 mm

NOTA:

Medidas en mm

TANQUE PARA ALMACENAMIENTO DE CO 2 DE 36 TON

20.6 20.7 21.2 ¡-r-

20.7 !al 21.2 20.8 20.8 21.2 20.0 , 20.8 1

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TAPA DELANTERA

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TAPA POSTERIOR

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CLIENTE: DESCRIPCIÓN � CONTROLES S,

� �) TECNOLOGICOS �:INF· 4618 _ 04 10

CALIBRACION DE ESPESORES · - POR ULTRASONIDO .

PAG· 01 · E-mail: ven1aa@a>ntroloslecnOIOgóe:o&.tom

· � Cale San G<lido 155-102 San Miguel ü-na-Pe,u,

FECHA: 12 -19ABRIL 2010 GRAFICA N": 01 Telefax:2630363 RPM/1987-US

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NOMENCLATURA

TANQUE PARA ALMACENAMIENTO DE C0 2 DE 36 TON

/

_,/

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TAPA DELANTERA

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. TAPA POSTERIOR

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ANEXO 2

TRANSFER:EN:CIA SEGURA DE DIÓXIDO-DE

CARBONO LICUADO DE BAJA PRESIÓN EN LOS

TANQUES DE CARGA, TANQUES CISTERNA Y

CONTEN-EDORES PORTÁTILES

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CGA G-6.4-1992

TRANSFERENCIA SEGURA DE DIÓXIDO DE CARBONO LICUADO DE BAJA PRESIÓN EN LOS 1,ANQUES DE

CARGA, TANQUES CISTERNA Y CONTENEDORES PORTÁTILES·

ASOCIACIÓN DE GAS COMPRIMIDO

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CGA.G-6.4 - 1992 Asociación de Gas Comprim.ido Página 2

SÍRVASE OBSERVAR QUE:

La infom1ación que contiene este documento se obtuvo de fuentes que se considera que son fidedignas y está basado en la infonnación técnica y la experiencia que poseen actualmente los miembros de la Asociación de Gas Comprimido y otros. Sin embargo, la Asociación o sus miembros, en fonna conjunta o individual, no garantizan los resultados y tampoco asumen responsabilidad relacionada con la infom1ación o sugerencias que contiene este manual. Es más, no se debería asumir que todo procedimiento o método de seguridad, prueba o grado de producto aceptable, precaución, equipo o dispositivo que contiene el documento o que cualquier circunstancia anom1al o inusual no garantiza o sugiere mayores requisitos o procedimientos adicionales.

Este documento está sujeto a revisión periódica y se aconseja a los usuarios que obtengan la última edición. Se invita a todos los usuarios a enviar sus sugerencias que serán tomadas en consideración por la Asociación con relación a la revisión en mención. Todo comentario o sugerencia será revisado en su totalidad por la Asociación después de darle a la paiie interesada,. a petición, la oportunidad de tener una audiencia. (Véase, la hoja de propuestas de cambios en la última página impresa de este documento).

Este documento no se debería confundir con las especificaciones o normas a nivel federal, estatal, provincial o municipal, requisitos de seguros o códigos nacionales de seguridad. Si bien la Asociación recomienda que las agencias gubernamentales y otros se remitan a este documento o lo usen, el presente documento es puramente voluntario y no tiene carácter obligatorio.

A solicitud, la Asociación de Gas Comprimido, 1725 Jefferson Davis Highway, Arlington, VA 22202, (703) 979-4341 o FAX (703) 979-0134 pone a disposición sin cargo alguno un catálogo con la lista de publicaciones, programas audiovisuales, boletines y afiches de seguridad.

Primera edición: 1992 Derechos de autor© 1992 de la Asociación de Gas Comprimido

1725 Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-4100 Impreso en los EE.UU.

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CGA.G-6.4 - 1992 Asociación de Gas Comprimido

ÍNDICE

Prefacio · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Página

2

4

2

3

4

5

6.

7

Introducción .................................................................................. . 1.1 Generalidades 1.2 Alcance

Definiciones ................................................................................... .

Riesgos especiales ........................................................................ . 3.1 Bloqueo hielo seco ............................................................. . 3.2 Líquido atrapado ................................................................ . 3.3 Exposición excesiva del personal ...................................... . 3.4 Sobrellenado de contenedores ............................................ .

Fisiología y toxicología del dióxido de carbono ............................ .. 4.1 Efectos fisiológicos .............................................................. . 4.2 Efectos físicos de la exposición excesiva ............................ . 4.3 Estándar regulador ............................................................ .. 4.4 Medidas de seguridad .......................................................... . 4.5 Rescate y primeros auxilios ................................................. .

Normas .............................................................................................. . 5.1 Agencias reguladoras ............................................................ . 5.2 Clasificación del producto ..................................................... .

Diseño de la planta de trnnsferencia ................................................ . 6.1 Generalidades ......................................................................... . 6.2 Selección del material ................................................. · ............ . 6.3 Manguera y accesorios de mangueras ....................................... .

Procedimientos de transferencia .............................................................. . 7. 1 Generalidades ............................................................................. . 7 .2 Procedimientos para llenar tanques cisterna de dióxido de carbono en lugares

4

4 4 5 5 5

6 7 7 7 7 7

7 7 7

8 8 8 9

9 9

pennanentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 7.3 Descarga de tanques cisterna de dióxido de carbono en lugares permanentes 9 7.4 Llenado de tanques de carga de dióxido de carbono . . . .. .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. . . . . .. 9 7 .5 Llenado de contenedores almacenaje dióxido de carbono de los tanques de carga ... 12 7.6 Lugares de almacenaje temporal .......................................................................... 14 7. 7 Contenedores de almacenaje móviles ... ..... .. ....... .... ..... ................ ....... .... ........... 15 7.8 Contenedores portátiles DOTffC ...................................................................... 15

Página 3

7.9 Llenado de pequeños sistemas de suministro de dióxido de carbono de baja presión 15

8 Referencias . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 1 7

9 Fuentes adicionales de información .. . . . . . . ... . . . . .. . . . . . .. . . . . .. . . . . ... . . . . . . . . . .. . .... . . . . . . .. . .. . . .. .. . .. .. . .. . 17

Cuadros 1 Modificación del volumen del dióxido de carbono líquido con temperatura 2. Normas DOT con-espondientes al dióxido de carbono

Figuras l. Volúmenes de llenado seguro de contenedores de dióxido de carbono2. Tanque cisterna (autovagón) de dióxido de carbono DOT/ CTC- l05A500 Y 105W5003. Bóveda del tanque cisterna

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CGA.G-6.4 - 1992

1 Introducción Esta publicación forma parte de una serie de publicaciones compiladas por la Asociación de Gas Comprimido para cumplir con la demanda de información sobre producción, h·ansporte, manejo y almacenaje de gases comprimidos, líquidos criogénicos y productos afines.

1.1 Generalidades

El dióxido de carbono licuado de baja pres10n que se h·anspo1ia en tanques cisternas, tanques de carga y tanques portátiles aislados. El envío del producto requiere que se transfiera desde el almacenaje de la planta productora a una diversidad de contenedores de envío y su subsiguiente transferencia a los contenedores de almacenaje en los sitios del consumidor. Por lo general, los accidentes que ocurren durante las operaciones de transferencia se deben a que no se siguieron los procedimientos de seguridad establecidos.

1.1.1 Alcance La información que contiene este panfleto es una guía para el personal implicado en la transferencia del dióxido de carbono líquido, para el personal de seguridad y capacitación y demás personas interesadas.

Se presentan los procedimientos generales que se recomiendan para la carga y descarga segura de los diferentes tipoi; de contenedores de dióxido de carbono. Los riesgos especiales del dióxido de carbono líquido así como su fisiología y toxicología se explican de modo que el personal se encuentre debidamente capacitado en el manejo del producto.

2. DefinicionesPara fines de esta publicación, se aplican las siguientes definiciones:

2.1 Válvula de purgación Una válvula manual que se usa para despresurizar líquidos ·y vapores de los tubos y mangueras.

2.2 Capacidad La cantidad de dióxido de carbono que almacena un contenedor bajo condiciones de equilibrio a presión y temperatura operativa normal cuando se llena con líquido al nivel diseñado.

2.3 Dióxido de carbono, líquido refrigerado El nombre del envío de dióxido de carbono líquido.

2.4 Tanques de carga Los camiones cisterna y los remolques que cumplen con las especificaciones MC-330 y MC-331 [1] del

· Departamento de Transporte (DOT) y/o especificacionesdel Transporte de Canadá (TC) [2].

Asociación de Gas Comprimido Página 4

2.5 Contenedor Un recipiente de presión diseñado y construido para la Sección VIII, División I del Código ASME [3] 1 para almacenar el dióxido de carbono líquido de baja presión.

2.6 Dióxido de carbono líquido

El dióxido de carbono es un líquido sólo a presiones entre los 60.43 y los 1069.4 psig (416.7 y 7373 kPa) y temperaturas entre -69.9 y +87.8 ºF (-53.6 y +29.4 ºC).

2.7 Presión baja La presión que no excede los 400 psig (2758 kPa).

2.8 Contenedor de almacenaje móvil Un contenedor para almacenar dióxido de construido para el Código ASME y pe1manentemente sobre un chasis con ruedas.

2.9 Contenedor portátil

carbono montado

El contenedor portátil de dióxido de carbono que cumple con la especificación DOT-51 o TC-51 con capacidad de agua superior a las 1,000 libras ( 454 kg) ó 120 galones (454 1).

2.10 Depuración Procedimiento para desplazar aire, humedad y demás materiales extraños de la tubería y mangueras usando vapor CO2.

2.11 Sublimación El proceso de cambio del hielo seco a gas sin pasar por la fase líquida.

2.12 Tanque cisterna Un contenedor construido para las especificaciones DOT-105A500, DOT-105A500W y/o TCICTC y montado sobre un chasis automotor.

3 Riesgos especiales Todo personal que maneja dióxido de carbono líquido debe conocer bien los riesgos asociados con este producto. Hay diversas condiciones en que se podría presentar riesgo exh·emo para el personal y equipo. A continuación se describe estas condiciones y se ofrece un procedimiento y pautas para prevenir el desarrollo de situaciones peligrosas riesgo.

3.1 Bloqueo de hielo seco

3.1.1 El dióxido de carbono en una manguera o tubo fluye como agua. Pero, cuando la presión se reduce a menos de 60.4 psig ( 417 kPa), el líquido se convierte en una mezcla de vapor y dióxido de carbono sólido. Al dióxido de carbono sólido se le conoce como hielo seco y cuando se forma en un tubo o manguera son dos los riesgos que representa para la seguridad:

3.1.1.1 En primer lugar está el bloqueo u obturación fisica

Las referencias que figuran en este documento están señaladas por números entre corchetes y se encuentran enumeradas en Referencias, Sección 8.

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de la manguera o tubo por hielo seco. La presión deh·ás o denh·o de un tapón aumentará, ya que el hielo seco se sublima hasta eyectar el tapón por la fuerza o hasta que la manguera o tubo se rompe. Un tapón de hielo seco se puede eyectar desde cualquier extremo abierto de una manguera o tubo con suficiente fuerza para ocasionar severos daños al personal, ya sea por el impacto del tapón de hielo seco y/o el súbito chicotazo de la manguera o tubo cuando se eyecta el tapón.

Para prevenir el bloqueo de hielo seco, se purgará el dióxido de carbono líquido de la manguera o tubo antes de reducir la presión a menos de 60.4 psig. Se puede hacer suministrando vapor a un extremo de la manguera o del sistema de tubería para descargar el líquido remanente del otro extremo antes de reducir la presión del sistema.

3.1.1.2 El segundo riesgo es el efecto que produce la baja temperatura del hielo seco (-109 ºF ó -78.3 ºC) sobre los materiales en el sistema. A esta temperatura, la mayoría de los materiales que se usan en la manguera y sistemas de tubería, se pueden volver quebradizos y pueden fallar si están muy tensionados.

3.1.2 Cualquier pérdida accidental de presión puede generar los riesgos antes mencionados.

3.2 Líquido atrapado

Cuando el dióxido de carbono es forzado a ocupar un volumen fijo (por ejemplo: entre dos válvulas cenadas), su presión se incrementará mientras se calienta y expande. Un volumen fijo de dióxido de carbono líquido a 290 psig (2000 kPa) y O ºF (-16 ºC) cuando se calienta 10 ºF (5.3 ºC) hará que la presión se incremente a 2000 ps1g (13,790). En vista de que la temperatura seguirá

incrementándose, la presión del líquido atrapado excederá la presión que la tubería y las mangueras pueden soportar. Ello hará que la manguera o tubería se rompa ocasionando, quizás, heridas y daños.

3.3 Exposición excesiva del personal

3.3.1 Cuando se usa dióxido de carbono en un área cerrada, es necesario ventilarla adecuadamente para mantener un ambiente laboral seguro para el personal. El dióxido de carbono en estado gaseoso es incoloro e inodoro y es dificil de detectar. En vista ele que el dióxido de carbono gaseoso es 1.5 veces más denso que el aire, se le encontrará en concentraciones mayores a alh1ras menores. Por tanto, los sistemas de ventilación se deberían diseñar para agotarlos desde el nivel más bajo y permitir la formación de aire que ingrese a un punto más alto. No dependa de la medida del contenido de oxígeno del aire ya que el dióxido de carbono tiene propiedades tóxicas, incluso con el oxígeno adecuado para mantener la vida. Para información adicional, véase CGA SB-15: Evitar riesgos en e5pacios laborales confinados durante el mantenimiento, construcción y actividades similares [ 4}.

3.4 Sobrellenado de contenedores

3.4.1 Cuando se almacena dióxido de carbono en un contenedor y no se retira el producto, la fuga de calor hace que aumenten la temperatura y la presión y que se expanda el líquido. Mientrns haya espacio de vapor en el contenedor, la presión aumenta unos 5 psig/ºF. Si el contenedor se llena de líquido, el aumento de la presión hidrostática es de unos 850 psi/ºF (10500 kPa/ºC). El Cuadro 1 y la Figura 1 ilustran este fenómeno con datos

Cuadro 1 Modificación en el volumen de dióxido de carbono líquido con temperatura

Un contenedor uniforme lleno hasta el 93% del volumen total con dióxido de carbono líquido de -20 ºF (-28.9 ºC) se dilatará al

calentarse de la siguiente manera:

TEMPERA TURA PRESIÓN

ºF ºC osig -20 -28.9 200 -18 -27.8 208 -16 -26.7. 217 -14 -25.6 225 -12 -24.4 234 -10 -13.3 243 -8 -12.2 252 -6 -11.1 262 -4 -20.0 271 -2 -18.9 281 o -17.8 291 2 -16.7 302 4 -15.6 312 6 -14.4 323 8 -13.3 334 10 -12.2 346 1 -11.1 1211 .l) d El porcentaJe del hqmdo total es el p01centaJe el

del indicador del nivel del líquido.

kPa 1378 1433 1496 1550 1614 1674 1738 1805 1869 1937 2006 2082 2151 2227 2303 2385 8350

volumen total del reci

VOLUMEN OCUPADO POR EL DIÓXIDO DE CARBONO LIQUID02¡

% 93.0 93.2 93.6 94.1 94.5 95.0 95.4 95.9 96.4 96.9 97.4 97.9 98.4 98.9 99.5 100.0 100.0

p iente y no se debería confundir con la lectur a

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REGIÓN INSEGURA

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1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100- REGIÓN SEGURA CON ESPACIO PARA DILATARSE

100% 95% 93% 90%

O-

-20-18-16-14-12-I0 -8 -6 -4 -2 O 2 4 6 8 10 11 12

TEMP. DE LLENADO LCO2 (Grados Fahrenheit)

Figura 1 - Volúmenes de llenado seguro de contenedores de dióxido de carbono

sobre el aumento de la presión en un contenedor que originalmente se llenó al 93% con dióxido de carbono líquido - 20ºF (-28.9 ºC).

3.4.2 Los contenedores de almacenaje de dióxido de carbono líquido no se deberían llenar hasta un nivel que les permita convertirse en líquido en su totalidad antes de alcanzar la configuración del dispositivo de alivio de presión que, por lo general, es de 350 psig (2413 kPa). Ello previene el sobreesfuerzo de los contenedores y el ciclo pesado del dispositivo de alivio de presión con la subsiguiente pérdida de producto.

3.4.3 El nivel de llenado seguro depende de la temperatura del líquido que se transfiere al contenedor. A menor temperatura del líquido, mayor será el espacio de vapor que se requiera para dilatar el líquido. La Figura 1 muestra los niveles de llenado seguro para un rango de temperaturas líquidas y si se llena por encima de esta línea se tendrá una condición de llenado excesivo.

4 Fisiología y toxicología del dióxido de carbono

La fisiología y toxicología del dióxido de carbono son únicas porque es un producto de metabolismo normal, un requisito del ámbito normal químico interno del cuerpo y es una sustancia mensajera activa que enlaza la respiración, circulación y respuesta vascular a las demandas de metabolismo en actividad y en reposo.

El sistema de control respiratorio mantiene la presión del dióxido de carbono a un nivel relativamente alto de unos 50 mm de presión Hg en la sangre arterial y en los fluidos de los tejidos. Ello mantiene la acidez del tejido y de los fluidos celulares en el nivel adecuado para las reacciones

metabólicas esenciales y las funciones de las membranas. Los cambios en la presión normal del dióxido de carbono en el tejido pueden ser dañinos. Si la presión del tejido se vuelve extremadamente baja (lo que puede suceder por hiperventilación), pueden fallar las funciones neuromusculares o puede habci· pérdida de conciencia.

La inhalación de dióxido de carbono produce los mismos efectos fisiológicos que produce el dióxido de carbono en el metabolismo. Cuando la presión de dióxido de carbono en el tejido aumenta por inhalación, el cuerpo responde usando procesos respiratorios y adaptivos para ajustarse al cambio. Estos procesos adaptivos no son limitados y no pueden hacer frente a exposiciones severas que generan un cambio de pH en los fluidos corporales. Los efectos tóxicos del dióxido de carbono, a saber acidosis severa y destructora, se producen cuando se inhalan altas concentraciones de dióxido de carbono.

La sangre y los fluidos celulares son, en realidad, soluciones de bicarbonato de sodio que contienen un gran número de otras sustancias. La exposición severa al dióxido de carbono forma ácido carbónico en la sangre, por lo que el bicarbonato de sodio no es muy efectivo como tapón. La disminución de pH tiene un efecto tóxico porque los sistemas de contrnl neural están excesivamente móviles y estos efectos tóxicos son rápidos. Es importante observar que dichos efectos son independientes de la cantidad de oxígeno de la atmósfera que se respira.

Los efectos que producen las concentraciones bajas y moderadas de dióxido de carbono son fisiológicas y reversibles, pero los efectos de las altas concentraciones son tóxicos y dañinos [5].

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4.1 Efectos fisiológicos La respuesta a la inhalación de dióxido de carbono depende del grado y duración de la exposición y varía incluso en individuos que gozan de una salud normal. El término médico para los efectos fisiológicos del exceso de dióxido de carbono en la sangre es hipercapnia. Los siguientes tópicos muestran que el dióxido de carbono puede ser tóxico aún cuando los niveles de oxígeno que estén presentes sean normales. Las bajas concentraciones de dióxido de carbono inspirado se pueden tolerar durante periodos considerables sin percibir los efectos o simplemente producen una sensación anormal de falta de respiración. La exposición sostenida al 5% de dióxido de carbono produce respiración rápida y estresante. Cuando el nivel de dióxido de carbono inspirado excede el 7%, la respiración rápida se vuelve laboriosa (dispnea) y se genera inquietud, debilidad, dolor de cabeza severo y pérdida de la conciencia. Al 15%, en menos de un minuto, se pierde la conciencia junto con rigidez y temblores y en un rango de 20-30%, en menos de 30 segundos, se pierde la conciencia y hay convulsiones. La razón por la que se producen rápidamente estos efectos se debe a que el dióxido de carbono se difunde en los fluidos de los tejidos a una tasa aproximadamente 20 veces más rápida que el oxígeno. El dióxido de carbono en altas concentraciones puede producir asfixia de manera rápida, sin advertencia y sin posibilidad de que uno mismo se salve no obstante la concentración de oxígeno.

4.2 Efectos físicos de la exposición excesiva El contacto de la piel, boca u ojos con el dióxido de carbono sólido que tiene una temperatura de -109 .3 ºF (-78 .5 ºC) puede producir quemaduras severas por congelación, lesionar la piel, quemar la córnea o generar daños serios por congelamiento profundo de los tejidos. La descarga de líquido de un contenedor genera pa1iículas de nieve de dióxido de carbono a alta velocidad que son abrasivas, además de frías y pueden p·roducir daños similares.

4.3 Estándar regulador El dióxido de carbono está presente en la atmósfera a casi 0.035% por volumen. El estándar OSHA para la concentración máxima permitida en aire en el área de laboral es de 1 % para un periodo de en el aire ocho horas continuas de exposición y de 3% por quince minutos [6].

4.4 Medidas de seguridad

4.4.1 Se deberían colocar los avisos de adve1iencia apropiados en la entrada del área confinada donde se pueden acumular altas concentraciones de gas de dióxido de carbono. Aquí mostramos uno de dichos avisos:

PRECAUCIÓN-GAS DIÓXIDO DE CARBONO Ventile el área antes de ingresar. En esta área se puede producir

una alta concentración de gas CO2

y puede producir asfixia.

4.4.2 El monitoreo del dióxido de carbono se debería realizar antes de ingresar a un área en que habría acumulado gas de dióxido de carbono. Si hay gas, el área se despejará ventilándola o se usará un respirador de suministro de aire mientras permanece en el área.

4.5 Rescate y primcrns auxilios

4.5.1 No trate de sacar al que está expuesto a altas concentraciones de dióxido de carbono sin usar el equipo de rescate apropiado, pues en caso contrario podría convertirse en una víctima. Los rescatistas calculan que el porcentaje de muertes violentas en espacios confinados es del 60%. Si la persona expuesta se encuentra inconsciente, obtenga ayuda y efectúe los procedimientos de emergencia establecidos.

4.5.2 Si una persona ha inhalado grandes cantidades de dióxido de carbono y presenta efectos adversos, llévela de inmediato a una zona con aire fresco. Si ha dejado de respirar, déle respiración artificial. El personal calificado será el único que suministre oxígeno. Mantenga abrigada y en reposo a la persona afectada. Consiga ayuda médica a la brevedad posible. El aire fresco y la respiración asistida son apropiados para todos los casos de sobreexposición al dióxido de carbono gaseoso. Si la respuesta a una emergencia por dióxido de carbono es inmediata, la recuperación será, en la mayoría de los casos, total y sin novedad.

4.5.3 Si CO2 sólido (hielo seco) o gas CO2 comprim.ido entra en contacto con la piel o boca, detenga la exposición de inmediato. Si hay quemadura por congelación, obtenga ayuda médica. No frote la zona. Sumérjala en agua tibia (107 ºF, 41.7 ºC).

5. Normas5.1 Agencias reguladoras

5.1.1 En los Estados Unidos, el transporte de dióxido de carbono licuado para el comercio interestatal por tren, carretera, aire y agua se rige por las normas del Departamento de Transporte (DOT) [ 1]. En Canadá, la Ley de Transporte de Bienes Peligrosos y las Normas de

Transporte de Bienes Peligrosos [2] promulgadas al amparo de dicha ley, cubren el movimiento del dióxido de carbono licuado. Véase el Cuadro 2, para información sobre la lista parcial de las normas DOT correspondientes al dióxido de carbono.

5.2 Clasificación del producto

5.2.1 El dióxido de carbono licuado está clasificado por el Departamento de Transporte de los Estados Unidos y por el Transporte de Canadá como un gas comprimido no inflamable y se debe enviar sólo en contenedores autorizados para dichos envíos.

5.3 Especificaciones del contenedor

Las especificaciones del contenedor de estas autoridades reguladoras demandan que los materiales que

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Cuadro 2 N ormas DOT corresoon d

º

,entes al dioxido de carbono (2] General

Cuadro de materiales peligrosos 172, Subparte B Docum'entos de envío 172, Subparte C Marcado 172, Subparte D Etiquetado 172, Subparte E Rotulado 172, Subparte F

A viso de incidentes de materiales peligrosos 171.15 171.16

Gases Comprimidos-definiciones 173.300

Tren 174.201, 174.204

Carretera l 77.824(e) hasta (i)177.834177.840177.859 (a)

Contenedores

Tanques 31 Tanques Tanques •J de carga portátiles cisterna

Especificaciones de construcción 178.337 178.245 l79. IOO 179.102-1 179.106

Calificaciones, mantenimiento 173.33 173.32 173.31 y uso de contenedores 177.814 Requisitos de envío 173.315 173.315 173.314

. . . . 3) En Canada, los requ1s1tos de los tanques de carga y de los tanques portatiles están esbozados en CSA 8620 [7] y CSA 8622 [8) . 4) Los requisitos canadienses para los tanque cisterna están esbozados en las Normas de Transporte por 71·e11 de Prod11ctos Peligrosos

de la Comisión de Transporte de Canadá.

se usan para contenedores de dióxido de carbono licuado deben cumplir con determinados requisitos químicos y físicos, los contenedores pasarán pruebas específicas de presión hidrostática y por una inspección ocular a intervalos prescritos y los contenedores estarán protegidos por dispositivos de alivio de presión adecuados.

6 Diseño de la planta de-transferencia

6.1 Generalidades

6.1.1 La aprobación final del diseño, equipo, aditamentos e instalación recae en las autoridades con jurisdicción.

6.1.2 El área del sitio de transferencia deberá estar libre de obshucciones para permitir que el tanque de carga pueda maniobrar de manera fácil y segura y darle al personal un área segura donde puedan trabajar.

6.1.3 Las tuberías, válvulas, bombas y mangueras así como accesorios que se usan en un sitio de transferencia estarán hechos de materiales adaptables para usarse con dióxido de carbono y deberán estar diseñados para la presión y temperatura a la que estarán sujetos en las operaciones de transferencia.

6.2 Selección del material

6.2.1 En todo el sistema se usará tubo de acero al carbono enterizo o de soldadura resistente código 40.

6.2.2 El tubo roscado será de acero al carbono enterizo y de soldadura resistente código 80 o acero inoxidable código 40.

6.2.3 Los accesorios del tubo roscado tendrán un índice mínimo de presión de 2,000 psi (13,790 kPa) para acero forjado o de 300 psi (2,069 kPa) para acero inoxidable.

6.2.4 El índice de presión de los accesorios de soldadura resistente igualará o superará al tubo con el que se usan.

6.2.5 Los accesorios de soldadura de boquilla tendrán un índice de presión mínimo de 1,500 psi ( l 0,343 kPa).

6.2.6 No se usará hieno fundido, (tubería de agua) galvanizada A-120, tubos y accesorios de plástico.

6.2. 7 Se pueden usar accesorios de tubos calculados a 3,000 psig (20,685 kPa) en tubos de hasta 2 pulgadas de tamaño (5.08 cm.). Las bridas se usarán en tuberías mayores de 2 pulgadas (5.08 cm.).

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6.3 Manguera y accesorios de manguera

6.3.1 Todas las mangueras que se usan en el servicio de dióxido de carbono se deberán diseñar para una presión de explosión mínima que cuadruplica la presión a la que estarán sujetas en el servicio.

6.3.2 Todos los acoples que se usan en las mangueras se diseñarán para una presión no menor al 125% de la presión de diseño de la misma. Se construirán e instalarán de modo que prevengan las fugas cuando estén en uso.

6.3.3 Los accesorios de la manguera y extremo fijo cumplirán con las recomendaciones CGA V-6.1: Conexiones estándar para transferir dióxido de carbono.

6.3.4 Cada manguera de la estación de transferencia estará equipada con conb·oles de manguera a ambos extremos y estará fijada a los accesorios sólidos.

6.3.5 Cada manguera de la estación de transferencia estará equipada con válvulas de purgación para permitir la despresm;zación de las mangueras luego de completar la transferencia. Para prevenir la purgación de la válvula, ésta será tipo bola de ½ pulgada (1.27 cm) como mínimo y para sistemas con un tamaño de tubo de más de 2 pulgadas (5.08 cm) se requerirán válvulas más grandes. Los dispositivos de alivio de presión también se instalarán para prevenir la ruptura de la línea desde el dióxido de carbono líquido atrapado.

7 Procedimientos de transferencia

7 .1 Generalidades

7 .1.1. Los procedimientos de transferencia que se presentan se basan en las configuraciones de las tuberías que, por lo general, se usan en la industria del dióxido de carbono. Se usarán para preparar procedimientos operativos de la compañía, pero se deben corregir para las diferentes configuraciones de la tubería.

7.1.2 El personal usará lentes de seguridad con tapas laterales, zapatos de seguridad, guantes, sombreros duros y protectores de oídos en todos los procedimientos de transferencia.

7 .1.3 La desconexión de las mangueras presurizadas ha ocasionado muchos accidentes y daños al personal. Como es común en todos los procedimientos de transferencia de llenado y descarga es, particula1mente importante que el personal esté capacitado en el uso de un procedimiento seguro llevando a cabo la siguiente secuencia de pasos:

Procedimiento para desconectar las mangueras de dióxido de carbono

(1) Use vapor de dióxido de carbono para remover todoel remanente de dióxido de carbono líquido desde la manguera vía una válvula de purgación de punto bajo.

(2) Siga purgando de la manguera todo el remanente dela presión de vapor.

(3) Afloje las conexiones que se encuentran en ambosextremos de la manguera de transferencia, pero no las remueva o separe.

( 4) Aguarde y escuche en la conexión si hay señales depresión remanente en la manguera.

(5) Deje que las mangueras se calienten mientras queaún están apenas coneclauas en ambos extremos. Doble las mangueras para asegurarse que no están rígidas por la presión interna.

PRECAUCIÓN: Si una manguera de transferencia de líquido está muy congelada en un área o más, es probable que haya un bloque de hielo seco, tal como se describe en la Sección 3.1. Tome sus prec;iuciones. En climas muy fríos (O ºF o menos) p!.!ede que se forme esta congelación excesiva.

(6) Desconecte las mangueras, reemplace los taponeso cabezales, separe la fijación de seguridad y guarde todaslas mangueras. Mantenga los extremos abiertos libres decualquier personal hasta que los extremos estén biencubiertos y las mangueras estén bien almacenadas.

7.2 Procedimiento para llenar tanque cisterna de dióxido de carbono en lugares permanentes

7.2.1 En la Figura 2 se muestra un típico tanque cisterna de carril y en la Figura 3 se muestra la colocación típica de una bóveda de un tanque cisterna.

Se seguirá el siguiente procedimiento para llenar todos los tanques cisternas de dióxido de carbono:

1. Se colocará una señal de "unidad conectada" en cadaextremo del tanque cisterna para prevenir el movimiento por parte del personal ferrocarrilero. Este aviso es de color azul y prohíbe mover más allá cualquier equipo rodante. Además, el tanque cisterna debería estar protegido por un equipo del descarrilador colocado a la entrada del lado del riel de la estación de llenado del autovagón. Se colocarán los frenos y se usarán cuñas en las ruedas. Se revisará la marca en el tanque cisterna para asegurarse de que el producto que se está llenando concuerda con los rótulos y letreros de la unidad.

2. Se tomarán las medidas del caso para tener un accesoseguro a la bóveda del autovagón. Se recomiendan una escalera permanente, plataformas y un pasadizo con barandas extensible.

3. Abra la tapa de la bóveda del tanque cisterna paraexponer la válvula de la llave de prueba del nivel del líquido, las válvulas de alivio de presión, las válvulas de retiro de vapor y líquido, el indicador de presión y el disco de ruptura.

PRECAUCIÓN: Los dispositivos de alivio de presión pueden liberar presión de manera inesperada con un ruido de salida. Esté preparado para ello cada vez que esté en el área de bóveda del tanque cisterna.

4. Retire los tapones y conecte las mangueras de líquidoy vapor a las conexiones apropiadas del tanque cisterna y anexe los controles de seguridad.

PRECAUCIÓN: Puede haber presión detrás de los tapones y se podría producir una fuerte eyección.

5. Presurice y purgue la línea de vapor usando laválvula del tanque de almacenaje.

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Figura 2 - Tanque cisterna (autovagón) de dióxido de carbono DOT/ CTC - IOSASOO y 1 OSASOOW

6. Presurice y purgue la bomba y la línea de carga dellíquido usando el vapor del tanque de almacenaje.

7. Abra la válvula de vapor del tanque cisterna parapennitir que las presiones del tanque cisterna y el tanque de almacenaje se igualen.

8. Abra las válvulas de la estación de llenado y deltanque cisterna para permitir que pase libremente el líquido del almacenaje al tanque cisterna.

9. Asegúrese de que la bomba de carga del líquido estéfría e inundada antes de empezar. Inicie la bomba.

1 O. Monitoree el progreso del nivel del líquido abriendo las válvulas de la llave de prueba localizadas en la bóveda del tanque cisterna.

PRECAUCIÓN: No sobrellene.

11. Cuando alcance el nivel adecuado, detenga labomba.

12. Cie1Te las válvulas de vapor y líquido del tanquecisterna.

13. Cie1Te las válvulas de vapor y líquido del tanque dealmacenaje.

14. Abra las válvulas de purgación para despresurizar eltubo y las mangueras. Véase 7 .1.3.

PRECAUCiéN: Remítase a la Sección 3: Riesgos (;spcciales.

15. Cuando las mangueras de vapor y líquido estándespresurizadas, desconéctelas.

16. Separe los controles de seguridad y reemplace todoslos tapones y/ o tapas guardapolvo.

17. Cierre la tapa de la bóveda del tanque cisterna,ponga el pestillo y selle.

18. Coloque los letreros correctos en las cremalleras delos tanques cisterna. El letrero estará visible para indicar que está LLENO y tendrá la grabación de "Dióxido de Carbono Líquido". La información restante estará preimpresa [2).

19. Retire los avisos de "unidad conectada", losdescarriladores y las cuñas de las ruedas.

7.3 Descarga de tanques cisterna de dióxido de carbono en lugares permanentes

7 .3 .1 El siguiente procedimiento de transferencia será seguido para descargar los tanques cisterna de dióxido ele carbono:

1. La señal azul de "unidad conectada" estará situada enlos extremos del tanque cisterna accesible al equipo ferroviario rodante para prevenir que el personal ferroviario lo mueva. Además, el tanque cisterna debería estar protegido por los descarriladores colocados adecuadamente. Verifique la marca en el tanque cisterna para asegurarse de que el producto que se está llenando coincide con los rótulos y letreros de los tanques cisterna.

2. Se colocarán los frenos del tanque cisterna y lascuñas de las ruedas que se usan en todos los carros que se están descargando.

3. Se tomarán las precauciones del caso para tener unacceso seguro a la bóveda del autovagón. Se recomiendan

una escalera permanente, plataformas y un pasadizo extensible con barandas.

4. Abra la tapa de la bóveda del tanque cisterna paraexponer las válvulas de la llave de prueba del nivel del líquido, los dispositivos de alivio de presión, el indicador de presión de las válvulas de retiro de vapor y líquido y el disco de ruptura.

PRECAUCIÓN: Los dispositivos de alivio de presión pueden liberar presión sin advertencia con mido de salida. Esté preparado para ello cada vez que esté en el área de la bóveda del tanque cisterna.

5. Retire las tapas guardapolvo en las conexiones delíquido y vapor en la bóveda del tanque cisterna. Pueden ser tapones roscados en vez de tapas guardapolvo.

PRECAUCIÓN: Puede haber presión detrás de los tapones y puede producir una fuerte eyección.

6. Retire las tapas guardapolvo de las mangueras de laestación de llenado. Inspeccione los aditamentos de las mangueras y las válvulas del tanque cisterna y límpielos cada vez que sea necesario.

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Cubierta de la

bóveda

Tubos verticales de la llave de prueba

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I 2 3 4 5 6 7

DESCRIPCIÓN

Válvula de conexión del líquido Válvula de conexión del vapor Llaves de prueba de llenado Válvula primaria de alivio de presión Válvula secundaria de alivio de presión Disco de ruptura Indicador de presión

Tubos verticales de conexión del líquido al fondo del recipiente

Figura 3 - Bóveda del tanque cisterna

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7. Retire el tapón y conecte las mangueras de líquido yvapor en las conexiones apropiadas del tanque cisterna y anexe los controles de seguridad.

8. Presurice la línea de vapor abriendo la válvula devapor del tanque cisterna. Purgue la línea abriendo la válvula de purgación de vapor de almacenaje.

9. Abra la válvula de suministro de vapor del tanque dealmacenaje para igualar la presión existente entre el tanque cisterna y el tanque de almacenaje.

1 O. Presurice la bomba de descarga y la línea de carga del líquido abriendo la válvula de desvío del vapor del tanque de almacenaje y luego cenándola de nuevo.

11. Abra la válvula del líquido del tanque cisterna.Purgue la línea del líquido abriendo la válvula de purgación del líquido del tanque de almacenaje hasta que se descargue una coniente sólida de CO2 y ciérrela.

12. Asegúrese de que la bomba de descarga del líquidoesté fría e inundada antes de empezar.

13. Cuando la bomba pierde energía debido a la pérdidadel suministrn de CO2 líquido en su lado de succión o cuando la operación de llenado esté completa, detenga la bomba.

14. Luego de transferir todo el dióxido de carbonolíquido, se puede remover el vapor de dióxido de carbono residual con una compresora. Cuando se ha removido el vapor, detenga la compresora.

15. Cierre las válvulas de vapor y líquido del tanquecisterna.

16. Ciene las válvulas de vapor y líquido delcontenedor de almacenaje.

17. Abra las válvulas de purgación para despresurizar eltubo y las mangueras. Véase 7.1.3.

PRECAUCIÓN: Remítase a la Sección 3: Riesgos especiales.

18. Cuando se han despresurizado las mangueras delíquido y vapor, desconéctelas.

19. Separe los controles de seguridad y reemplace lostapones y/ o tapas guardapolvo en la bóveda del tanque cisterna.

20. Cierre y asegura la tapa de la bóveda del tanquecisterna.

21. Coloque los letreros correctos en los caniles deltanque cisterna. Deberá estar visible el letrero que indiqueque está VACÍO.

22. Retire los avisos de "unidad conectada",descarriladores y cuíias de ruedas.

7.4 Llenado de tanques de ca,·ga de dióxido de carbono

7.4.1 En la Figura 4 se muestra un tanque de carga típico y en la Figura 5 se muestra un esquema típico de una tubería. Se deberá seguir el siguiente procedimiento para llenar los tanques de carga de dióxido de carbono:

1. Se colocará un aviso de "unidad conectada" delantedel tanque de carga. Coloque cuñas bajo las ruedas del tanque de carga para prevenir movimientos involuntarios.

2. Revise las marcas del contenido del tanque de carga.Asegúrese de que el producto que está llenando ( dióxido de carbono licuado) concuerda con el rótulo y los letreros del tanque de carga.

3. Es probable que haya presión entre las válvulas decierre del líquido y/ o vapor y las tapas guardapolvo. Libere presión de la tubería del tanque de carga abriendo las válvulas de purgación.

4. Retire las tapas guardapolvo de todas las conexionesde líquido y vapor. Inspeccione la limpieza de las conexio11es. Use un trapo limpio para limpiar cuando sea nccesano.

5. Conecte las mangueras de manera que la línea dellenado del líquido en el tanque de carga esté conectada a la línea de líquido en el contenedor de almacenaje y la línea de vapor del tanque de carga esté conectada a la línea de vapor del contenedor de almacenaje. Anexe los controles de seguridad.

6. Presurice la línea de vapor abriendo la válvula devapor del contenedor de almacenaje. Purgue la línea abriendo la válvula de purgación de vapor en el tanque de carga. Después de purgar, cierre la válvula de purgación.

7. Abra la válvula de vapor del tanque de carga ypennita que la presión se iguale entre el contenedor de almacenaje y el tanque de carga.

8. Presurice la línea de carga del líquido abriendo laválvula de desvío del vapor. Purgue la línea abriendo la válvula de purgación del líquido del contenedor de almacenaje. Después de purgar, cierre la válvula de purgación.

9. Abra la válvula de llenado del líquido del tanque decarga.

1 O. Abra la válvula de llenado del líquido del contenedor de almacenaje.

11. Cierre la válvula de desvío del vapor.

Figura 4 - Tanque de carga de dióxido de carbono (tráiler de transporte) DOT MC-330, MC-331 y TC-331

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Figura 5 - Esquema típico de la tubería de transferencia del tanque de carga CO2

12. Asegúrese de que la bomba de transferencia esté fríae inundada antes de empezar. Inicie la bomba.

13. Observe el indicador de nivel del líquido en eltanque de carga. Cuando el tanque de carga está lleno, según indica la lectura del nivel o cuando el líquido aparece en toda la llave de salida o en la línea de retorno del vapor, detenga la bomba.

14. Cierre las válvulas de vapor y líquido del tanque decarga.

15. Cierre la válvula del líquido del contenedor dealm�cenaje.

16. Abra la válvula de desvío del vapor.

17. Abra la válvula de purgación del líquido delcontenedor de almacenaje para purgar el CO2 líquido de los tubos y mangueras. Véase 7. 1. 3.

PRECAUCIÓN: Remítase a la Sección 3: Riesgos especiales.

·18. Cierre la válvula de vapor del contenedor dealmacenaje.

19. Cierre la válvula de desvío de vapor. Después dedespresurizar la tubería y mangueras, separe los controle_s de seguridad, desconecte las mangueras y cierre las válvulas de purgación. Reemplace los tapones y/ o las tapas guardapolvo.

20. Retire el aviso de "unidad conectada" y las cuñas delas ruedas.

7.5 Llenado de contenedores de almacenaje de dióxido de carbono de los tanques de carga

7 .5.1 Se usarán los procedimientos que se mencionan a continuación para llenar un contenedor de almacenaje desde un tanque de carga:

1. Estacione el tanque de carga de modo que la descargase realice de manera segura. Coloque las cuñas debajo de las medas del tanque de carga.

2. Es probable que haya presión entre las válvulas decierre del líquido y/ o vapor y las tapas guardapolvo. Libere la presión en la tubería del tanque de carga abriendo las válvulas de purgación.

3. Retire las tapas guardapolvo de todas las conexionesde líquido y vapor e inspeccione la limpieza. Use trapos para limpiar si es necesario.

4. Conecte la manguera de vapor a la línea de descargade vapor del tanque de carga y a la línea de vapor del contenedor de almacenaje. Anexe los conh·oles de seguridad.

5. Conecte la manguera del líquido a la línea del líquidodel tanque de carga y a la línea del líquido del cont�nedor de almacenaje. Anexe los controles de seguridad.

6. Presurice la línea de vapor abriendo la válvula dedescarga del vapor del tanque de carga. Purgue la línea abriendo la válvula de purgación del vapor del contenedor de almacenaje.

7. Iguale la presión entre el contenedor de almacenaje yel tanque de carga abriendo la válvula de llenado de vapor del contenedor de almacenaje.

8. Abra la válvula de desvío del vapor y presurice lalínea de descarga del líquido.

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9. Purgue la línea del líquido abriendo la válvula depurgación del contenedor de almacenaje. Después de purgar, cierre la válvula de purgación del vapor.

l O. Abra la válvula de llenado del líquido delcontenedor de almacenaje.

11. Abra la válvula del líquido del tanque de carga ycierre la válvula de desvío del vapor.

12. Asegúrese de que la bomba de carga del líquido estéfría e inundada antes de comenzar. Inicie la bomba.

13. Tras completar la transferencia, detenga la bomba.

14. Cierre las válvulas de vapor y líquido delcontenedor de almacenaje.

15. Cierre la válvula del líquido del tanque de carga.

16. Abra la válvula de desvío del vapor del tanque elecarga.

17. Abra ambas válvulas de purgación del contenedorde almacenaje para purgar el dióxido de carbono líquido del tubo y mangueras. Véase 7.1.3.

PRECAUCIÓN: Remítase a la Sección 3: Riesgos especiales.

18. Cierre la válvula de vapor del tanque de carga.

19. Cierre la válvula de desvío del vapor del tanque decarga.

20. Cuando las mangueras de vapor y líquido estén apresión atmosférica, desconéctelas.

21. Separe los conh·oles de seguridad, reemplace todoslos tapones y/ o tapas guardapolvo y guarde las mangueras en los tubos de manguera del tanque de carga. Cierre las válvulas de purgación.

22. Retire las cuñas de las ruedas del tanque de carga.

23. CieITe y asegure las puertas del tanqlle de carga.

7.6 Lugares de almacenaje temporal

La transferencia de dióxido de carbono licuado de baja presión se puede producir en zonas alejadas de las plantas productoras de dióxido de carbono o en los sitios del cliente. Los lugares de almacenaje temporal serán tanques cisterna ferroviarios en un desvío o uno o más tanques de almacenaje móvil de 50 ó 60 ton (45 a 59 ton métricas). Como ambas instalaciones son temporales y se encuentran en sitios lejanos, se tomarán medidas de precaución y capacitación especiales debido a la supervisión mínima.

7.6.1 Llenado de tanques cisterna de dióxido de carbono en los lugares temporales

Se seguirán los siguientes procedimientos para llenar los tanques cisterna de dióxido de carbono en los lugares temporales:

l. En los lugares de almacenaje temporal, los tanquescisterna están normalmente conectados a una red de tubería para suministrar líquido y/ o vapor para uso del cliente. El relleno se realiza mediante la transferencia desde otros tanques cisterna o desde los tanques de carga.

2. Es responsabilidad del operador asegurarse de q11e elsistema de almacenaje está adecuadamente protegido frente a otros movimientos de los autovagones y que se disponga de instalaciones adecuadas de luz y comunicación para realizar el llenado de manera segura y hacer uso de estos sistemas. El sistema estará protegido contra accesos no autorizados.

3. Todas las mangueras, h1bería, bombas, compresoras ydemás equipo deben adecuarse al uso con dióxido de carbono líquido.

4. Todas las mangueras y tubería deben estar protegidascon cadenas de seguridad adecuadas (u otros dispositivos de control) y dispositivos ele alivio ele presión.

5. Se tomarán las medidas de precaución para realizarlas conexiones en la parte superior de los autovagones a fin de prevenir deslizamientos o caídas. Se recorniendan las plataformas de acceso.

6. Se deben revisar todos los letreros y ró!ulos paraasegurarse de que el ma!erial que se está transfiriendo es compatible con el material que se encuentra en el sistema de almacenaje temporal.

7. Se deberían presurizar todas las mangueras y tuberíacon vapor de dióxido ele carbono antes de transferir el dióxido de carbono líquido.

8. Las bombas se inundarán con dióxido de carbonolíquido antes de empezar. Las compresoras se presurizarán con vapor de dióxido de carbono antes de comenzar.

9. Se usarán dispositivos para indicar el nivel ele líquidopara prevenir el sobrellenado del tanque(s) cisterna.

1 O. Todas las mangueras y tubería de transferencia estarán libres de líquido y vapor antes de separar las cadenas o controles de seguriclnd y desconectar las mangueras.

11. Todas las mangueras y aditamentos tendrán tapas ytapones adecuados para prevenir la con!arninación del producto.

7.6.2 Descarga de los tanques cisternas de dióxido de carbono en los lugares temporales

La descarga de tanques cisterna en depósitos temporales se puede realizar mediante diversos procedimientos y dependiendo del equipo ins!alaclo en el si!io. Se generaliza el siguiente procedimien!o para tener en cuenta las variaciones en el equipo de almacenaje y transferencia:

1. Después de reconocer todo el tanque cisterna, secolocarán frenos y se bloquearán las ruedas para prevenir movimientos. Se colocarán avisos y descarrilaclores de "Unidad conectada" en los ex!remos activos de los tanques cisterna.

2. Se deben revisar los rótulos y letreros en lodos lostanques cisterna para garantizar que el produc!o que se va a transferir concuerda con los rótulos y letreros en los recipientes o tanques de carga que se van a llenar.

3. Se abrirá la bóveda del tanque cisterna para que esténvisibles las válvulas y accesorios.

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PRECAUCIÓN: Los dispositivos de alivio de

presión en la bóveda pueden liberar vapor sin previo aviso con un ruido inesperado. La bóveda es una

pequeña zona de trabajo sin mucho equilibrio y se tomarán las medidas del caso para prevenir caídas. Se

recomienda una plataforma de acceso a la bóveda.

4. Si un contenedor de almacenaje refrigerado se

encuentra en el sitio, use un regulador de presión en la línea de suministro de vapor del recipiente conectado a la

salida del suministro de vapor del tanque cisterna para reducir cualquier exceso en la presión del tanque cisterna. El regulador de la presión prevendrá que el dispositivo de alivio de presión del recipiente de almacenaje libere presión excesiva desde el tanque cisterna. Permita que la presión en el tanque cisterna se iguale con la presión del contenedor refrigerado.

5. Si en el sitio no hay recipiente refrigerado o el llenadose realiza en otros tanques cisterna o tanques de cargaconectados de manera permanente, se deberá ventilar elexceso de presión del tanque cisterna del espacio de vapordel tanque cisterna para prevenir la liberación deldispositivo de alivio de presión ya sea de los tanquescisternas o tanques de carga permanentemente conectados.Ventile a tasas que eviten una alta concentración de CO2

en el área.

6. Después de transferir todo el dióxido de carbonolíquido, se removerá el residual de vapor de dióxido de

carbono con una compresora.

7. El contenedor refrigerado deberá tener suficiente

capacidad de refrigeración para condensar la salida delvapor de la compresora. También se deberá instalar unsistema de desvío de la compresora para prevenir lasobrepresurización del contenedor refrigerado.

7.7 Contenedores de almacenaje móviles

7.7.1 Los contenedores de almacenaje móviles están

diseñados sobre todo para servir como sistemas de almacenaje temporal para proyectos de Recuperación de

Aceite Mejorado (EOR) y como sistemas de suministro temporal para otros consumidores principales. En la Figura 6 se muestra una unidad típica de almacenaje móvil. Los contenedores de almacenaje móvil están diseñados para el código ASME. En Canadá, antes de la puesta en marcha, se requiere de la certificación del

Departamento de Recipiente de Presión de la provincia respectiva. Dichos contenedores no cumplen con los estándares DOT o TC y no pueden contener dióxido de carbono líquido cuando se transportan. Se recomienda que los contenedores permanezcan presurizados con vapor CO2 cuando no estén en uso o estén siendo transportados para prevenir la contaminación con aire y humedad. Esta presión no excederá los 15 psig (103.4 k.Pa) cuando

transportan el contenedor. Cuando se están usando varios de estos contenedores en un sitio, son múltiples mediante mangueras y tubería. Se necesita igualar la presión entre todos los contenedores para garantizar la uniformidad del llenado. Se realiza interconectando las salidas de vapor del contenedor con las mangueras (tamaño mínimo: 1 pulgada ó 2.54 cm) y abriendo las válvulas de vapor que

suministran a estas salidas. Por lo general, las salidas del dióxido de carbono líquido están conectadas mediante mangueras de 4 pulg (10.2 cm), contenedor a contenedor, o a través de múltiples <le tubo de 4 pulgadas (10.2 cm).Asegúrese de que no hay trampas en los múltiples ymangueras del líquido, de que estén instaladas las válvulasde alivio de presión o discos de ruptura adecuados paraproteger las mangueras o sistemas de tubería de losefectos que producen los líquidos atrapados o la nieve yde que los contenedores estén a ras del piso. Se colocaráncuñas en todos los contenedores para prevenir cambios omovimientos. Durante el llenado, se deberían observarcon frecuencia todos los indicadores de nivel y losindicadores de presión para garantizar uniformidad en laspresiones y en el nivel del líquido. Se regularán laselevaciones de los contenedores múltiples para prevenir el

sobrellenado de cualquier contenedor.

7.7.2 Los contenedores de almacenaje móvil se pueden cargar usando el procedimiento 7 .5, se pueden descargar usando el· procedimiento 7 .3 y las mangueras se pueden desconectar tanto la carga corno en descarga en

concordancia con 7. 1.3.

7 .8 Contenedores portátiles DOT/TC

7,8.1 Contenedores especificación 51

Vea los procedimientos de llena<lo para los tanques de carga de llenado en la sección 7.4.

7.8.2 Contenedores especificación 4L

En la Figura 7 se muestra un contenedor típico especificación 4L y en la Figura 8 se muestra un pequeño contenedor típico estacionario ASME.

Estos contenedores se llenarán de la siguiente manera:

1. Coloque el contenedor sobre una escala.

2. Abra la válvula del líquido del contenedor quedebería estar totalmente vacío antes de proceder.

3. Determine el peso del contenedor usando una escala

adecuada de precisión conocida. La balanza se debería probar con los pesos que se aproximen al peso del contenedor con producto.

4. Compare el peso indicado del contenedor con eltaraje estampado en la placa del fabricante del contenedor.

5. Si el peso indicado y el taraje estampado no sonconsistentes, se purgará el contenedor antes de usarlo. Consulte al fabricante respecto a los procedimientos de purga adecuados.

6. Conecte la manguera de transferencia a la conexióndel líquido en el contenedor.

7. Pese el contenedor y la combinación de la manguerade transferencia.

8. Añada el peso del producto según especifica laexención DOT o la hoja de datos del permiso especial CTC/ TC al peso del contenedor y de la manguera. Registre dicho peso.

9. Transfiera líquido al contenedor abriendo las válvulasde cierre de la manguera de líquido y transferencia.

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PRECAUCIÓN: SE DEBE MOVER VACÍO

Figura 6 - Contenedor de almacenaje móvil

Figura 7 - Contenedor especificación 4L

figura 8 - Pequeño contenedor estacionario ASME

10. Monitoree la presión de contenedor hasta quealcance los 250 a 275 psig (1724 a 1896 kPa).

11. Regule la válvula de desfogue para mantener lapresión para el resto del llenado.

12. Cuando el peso que indica la balanza iguala el pesoregistrado en el Paso 8, cierre las válvulas del líquido y de desfogue.

13. Ciena la válvula de cierre de la manguera· detransferencia.

14. Abra la válvula de purgación y despresurice lamanguera de trnnsferencia y remueva la manguera de transferencia del contenedor.

NOTA: Para recipientes diseñados para llenarse mediante llave total de salida, véanse los procedimientos de llenado para Tanques de carga, sección 7.4.

7.9 Llenado de pequeños sistemas de suministro

de dióxido de carbono de baja presión

7.9.1 Generalidades

Este prócedimiento de transferencia se aplica al llenado de una sola manguera de pequeños contenedores a granel. El vehículo de reparto puede ser cualquier unidad designada, fabricada y aprobada para transportar dióxido de carbono líquido por canetera que tiene una capacidad de retiro de líquido y una presión operativa mínima de 250 psig (1724 kPa). Las transferencias de líquido se realizan con una sola manguera de transferencia. En estas transferencias, el líquido que se encuentra en el vehículo de reparto está más caliente que el líquido en el contenedor de recepción. La manguera de transferencia está equipada con una válvula de resorte en el accesorio de descarga y, normalmente, se mantiene a la presión del vehículo de reparto. El ensamblaje de la manguera deberá estar protegido contra la sobrepresurización mediante un dispositivo de alivio de la presión y deberá estar equipado con válvulas de cierre y purgación manuales.

7.9.2 Procedimiento de transferencia

Se deberá seguir el siguiente procedimiento de transferencia para llenar pequeños sistemas de dióxido de carbono a granel:

l. Estacione el vehículo de reparto adyacente a laconexión de llenado.

2. Coloque cuñas debajo de las ruedas para prevcmrmovimientos imprevistos del vehículo.

3. Inspeccione la limpieza de las conexiones y limpiecon un trapo limpio en caso necesario.

4. Conecte la manguera de trnnsferencia para llenar laconexión y anexe el control de seguridad. Cuando la manguera está conectada, abra las válvulas. El procedimiento de llenado dependerá, en ese caso, de si el contenedor desfoga o no.

A. Un tipo de contenedor desfoga automáticamente sitiene un dispositivo de alivio de presión que opera a 200 psig. Cuando el contenedor se llena, flota una bola que ha sido alzada por los asientos de levantamiento del líquido

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CGA.G-6.4 - 1992 Asociación de Gas··CQF!lprimirlo Página 17

en la entrada a la válvula de alivio de presión. Cuando la presión del contenedor y del vehículo de reparto están iguales, habrá completado la transferencia.

B. El segundo tipo de contenedor no requiere deventilación. Tiene una boquilla Venturi en la línea de llenado justo en la parte de arriba del contenedor. La Venturi acelera el flujo del líquido que ingresa generando vapor en el líquido y condensándolo en el líquido frío en la parte de abajo del contenedor. Cuando la Ventmi está sumergida en el líquido, las presiones del contenedor y vehículo de reparto se igualan rápidamente y la transferencia del producto está completa.

5. Cierre la válvula de llenado.

6. Desconecte los contrnles de la manguera detransferencia y los controles de seguridad y ponga la manguera en su posición de almacenaje.

7. Retire las cuñas de las ruedas del vehículo de reparto.

8. Referencias

[1] Código de Normas Federales: 49 CFR Partes 100-199 (Transporte), Departamento de Transportes de los EE.UU., Superintendente de Documentos, Oficina de Prensa del Gobierno de EE.UU., Washington, D.C. 20402.

[2] Normas para transportar bienes peligrosos:Suministro y Servicios de Canadá, Cenh·o de Publicaciones de Canadá, Ottawa, Ontario KlA OS5.

[3] Código ASME de calderas y recipientes de presión,Sección VIII, División I, Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos, 345 East 74th Street, Nueva York, 10017-2392.

[4] CGA SB-15: Prevención de riesgos en espacioslaborales confinados durante el mantenimiento, construcción y actividades similares, Asociación de Gas Comprimido, 1725 Jefferson Davis Highway, Arlington, Y A 22202-41 OO.

[5] Lambertson, C.J.: Tolerancia y toxicidad del dióxidode carbono, Instituto de Medicina Ambiental, Centro Médico de la Universidad de Pennsylvania, Filadelfia, P A 19714.

[6] Código de Normas Federales, 29 CFR Parte1910.195 (Trabajo), Departamento de Trabajo de los EE.UU., Superintendente de Documentos, Oficina de Prensa de Gobierno de EE.UU., Washington, D.C. 20402.

[7] CSA B620: Tanques de carreteras y ta!1q��sportátiles para transportar bienes peligrosos, Asociac1on Canadiense de Estándares, 178 Rexdale Blvd., Rexdale, Ontario, CANADÁ M9W 1R3.

[8] CSA B622: Selección y uso de tanques de carretera,tanques de tanques cisterna multiunitarios Y tanques portátiles para transportar bienes peligrosos por

carretera, Clase 2, Asociación Canadiense de Estándares, 178 Rexdale Blvd., Rexdale, Ontario, CANADÁ M9W 1R3.

(9] CGA V-6.1, Conexiones estándar para transferir dióxido de carbono, Asociación de Gas Comprimido, 1725 Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-4100.

9 Fuentes adicionales de información

1. CGA G-6.2: Especificación del producto de dióxidode carbono, Asociación de Gas Comprimido, 1725 Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-41 OO.

2. CGA G-6.3: Procedimientos de manejo y llenado delcilindro de dióxido de carbono para plantas de bebidas, Asociación de Gas Comprimido, 1725 Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-41 OO.

3. CGA G-6: Dióxido de carbono, Asociación de GasComprimido, 1725 Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-41 OO.

4. CGA G-6.1: Estándar para sistemas de dióxido decarbono de baja presión en los sitios del consumidor, Asociación de Gas Comprimido, 1725 Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-41 OO.

5. CGA C-7: Guía para preparar el rotulado y marcadode precaución de los cilindros de gas comprimido, Asociación de Gas Comprimido, 1725 Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-41 OO.

6. CGA P-1: Manejo seguro de los gases comprimidos encontenedores, Asociación de Gas Comprimido, 1725Jefferson Da vis Highway, Arlington, V A 22202-41 OO.

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·ANEXO 3

COTIZACIÓN DE TANQUES DE C02

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To········M· ....... ··c.••••.o······· . ·. . 2 . Equipmenf Companj/ Tomco2 Equipment Company

3340 Rosebud Road, Loganville, GA 30052 1-800-832-4262 Fax(770) 978-5861 (770) 979-8000

3 de junio de 201 O.

Jimmy Colonia l'vlanrique

Estimado Sr. Colonia - l'vfanrique:

NCM International, Inc.

Panamá city, Panamá; San Juan, Puerto Rico [email protected]

Re: Prnpuesta PRXP-Tomco-003

Gracias por l a oportunidad de cotizarles nuestros sistemas de almacenamiento para CO2. A continuación encontrara nuestra propuesta de precios por los tanques solicitados.

Todos los precios son Ex-J.V01·ks - Tomco Equipment Company, Logam•üle, Georgia USA, y están sujetos a cambios en precios sin notificación anterior.

r;:@tttisitt.ti��¡t¡fi.J�! . , ULATJ<JP. ,CAlIDQNDlO · · :Sl1QÍÜ\GE'í1.NttsJ)cu

Modelo Peso Sistema Entrega Precio Lbs Kgs Refrigeracion (Semanas) (Ex-Works - Loganville, GA, LJSA)

681Ei 12,000 5,443 1 HP R404A 8-10 35,750 1481 Ei 28,000 12,700 3 HP R404A 8-10 51 ;520 3081 Ei 60;000 27,216 3 HP R404A 8-10 66,150 5081 Ei 100,000 45,360 6 HP R404A 8-10 91,260

*NOTA:-Todas lás unidades dEfalmacenamiento horizontales con aislamiento de uretano cumplen con los

requerimientos de Zona Sfsmica 4 ("Ali of Tomco's urethane irisulated horizontal fanks meet Seismic 4 requirements")

- Unidades incluyen válvulas de seguridad dobles ("Ali Units lnclude Dual Safety Relief Valve Assemblies")

- Costo de flete a Miarrii; Florida será·calculado alm1omento de la orden.

Entrega: Tiempo de entrega incluido en las tabla es a modo informativo y dependerá de la actividad en fabricación al momento de la orden.

Términos: 50% con orden y 50% antes de embarcar.

No dude en comunicarse con nosotros al 305-851-2181 o al 787-717-1517 de tener alguna duda o pregunta.

Gracias por la oportunidad,

lng. Fernando Dlaz -Matos, PE NCM lnternational

Gregory J. Boston Industrial Sales Manager