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Inspección de un intercambiador gas/aire en una planta de ácido sulfúrico, mediante Ultrasonido Aerotransportado

La fundición del cliente cuenta con dos plantas de ácido sulfúrico.
El objetivo principal de estas plantas es limpiar los gases provenientes de los hornos de la fundición, antes de que estos son emitidos al medio ambiente.
En la planta de ácido sulfúrico Nº 2 de la fundición, el intercambiador de calor gas/aire IC3 presentaba una fuga de gas hacia al ambiente, perjudicando a la calidad de aire en la misma fundición y en la comuna cercana a ella.
El cliente solicitó a Holtec realizar una inspección que permite detectar rápidamente el origen de la fuga de gas, para así poder repararla y mejorar la calidad del aire.

Inspección mediante ultrasonido continuo y prueba neumática

El intercambiador de calor gas/aire IC3 es un equipo de tubo y carcaza con 1098 tubos fabricados en SA-249-304H; las dos placas de espejo son fabricados del mismo material.
El diámetro de los tubos es 50,8 mm, tienen un espesor de 2,1 mm y un largo de 2,2 metros.
Para definir el origen de las fugas de gas, el cliente solicitó someter el equipo a pruebas neumáticas.
Existen varias técnicas que permiten identificar fugas en intercambiadores de calor, y la prueba neumática es la mas utilizada.
Aunque este método puede detectar roturas en los tubos, no es capaz de encontrar fugas en la unión entre la placa de espejo y la carcaza del equipo, ni tampoco fugas en la unión tubo/placa de espejo.
Para un inspección completa y exhaustiva, se requiere complementar la prueba neumática con otra técnica no destructiva.
La técnica idónea para este tipo de inspecciones es Ultrasonido Aerotransportado, método que se caracteriza por su precisión y rapidez.
Permite no solo detectar fugas en los tubos, sino también en cualquier otra parte del equipo.

Resultado de la inspección

Todos los tubos del equipo fueron sometidos a las pruebas de presión, según la solicitud del cliente.
Estas pruebas no arrojaron falla alguna en los tubos, lo que indicó que las fugas de gas deberían tener su origen en otro tipo de falla, por lo cual Holtec recomendó complementar las pruebas neumáticas con Ultrasonido Aerotransportado.
El inspector experto en la técnica inspeccionó el equipo, encontrando una serie de desperfectos significativos y otros menores.
En la cámara de gases inferior se encontró una grieta significativa, involucrando la placa tubular inferior y el soporte central del equipo (Core).
Se encontró también un defecto en un punto donde ya se había realizado una reparación en una intervención previa.
Asimismo, en una soldadura se encontró un poro pasante.
Una inspección desde el interior del Core arrojó varios otros hallazgos significativos, entre ellos la existencia de grietas que puedan afectar la integridad física y la vida útil del equipo.
Finalmente, en una inspección visual del interior de los tubos se detectó un tubo completamente obstruido.

Informe y recomendaciones

En los informes entregado al cliente quedó de manifiesto que la técnica de la prueba de presión no es concluyente, ya que no se encontraron fallas en los tubos, como fue indicado.
En los informes de la inspección del resto del equipo, realizada con Ultrasonido Aerotransportado, se entregan las fotos y descripciones de las fallas encontrados.
Holtec aconsejó reparar y reforzar el equipo en todos los puntos donde existen desperfectos.
En el caso del tubo obstruido, se recomendó la instalación de un tapón en ambos extremos de este.

Acciones tomadas

El cliente realizó las reparaciones según las recomendaciones de Holtec.
Luego de la puesta en marcha del equipo se ha podido observar que ya no existen las fugas de gas.
Además, el departamento de Ingeniería de Holtec hizo una medición de gases algunas semanas después de la reparación, con la planta en operación.
En esta ocasión se confirma nuevamente que el intercambiador de calor está operando sin fugas de gas.