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Inspección intercambiador gas/gas en la planta de ácido de Fundición Ventanas, mediante Remote Field Testing

Para dar cumplimiento a la normativa ambiental vigente, la concentración de SO2 en la salida de la planta de ácido sulfúrico de la Fundición de la División de Ventanas de Codelco es controlada con una planta de lavado de gases de cola.
El SO2 es eliminado con peróxido de hidrógeno, un reactivo muy eficiente, pero con un costo alto.
Debido a un problema en la planta de ácido sulfúrico, la concentración de SO2 había aumentada significativamente, y aunque la planta de lavado de gases aseguraba el cumplimiento a la normativa de emisiones en todo evento, la alta concentración de SO2 resultaba en un excesivo consumo de peróxido, el cual se cuadruplicó, comprometiendo el presupuesto de insumos.
Era necesario encontrar el origen del problema y proponer una solución.

El cliente solicitó, en primera instancia, una medición de los gases de proceso, antes de detener la planta.
Con la medición de gas según la técnica PeGaSyS, Holtec SpA detectó que las altas emisiones muy probablemente tenían su origen en un by-pass de gas en el intercambiador de calor gas/gas frío (W24).
Este by-pass es típicamente causado por roturas de tubos en el equipo que, en este caso, resultaron en un aumento de 400 a 600 ppm en la concentración del SO2

Inspección mediante Remote Field Testing

Tomando en cuenta la importancia del intercambiador de calor frío y su impacto en el comportamiento ambiental de la planta, Codelco Ventanas contrató a Holtec para revisar el estado de todo el equipo, y especialmente los tubos mas expuestos a la corrosión.
En una detención general mayor, la planta fue detenida, el equipo fue enfriado y los tubos fueron limpiados para garantizar la calidad de las señales de la inspección RFT.

Resultado de la inspección

El intercambiador de calor cuenta con dos secciones: una horizontal y otra vertical.
Se inspeccionó solamente la sección horizontal, ya que esta sección es la zona del equipo que está más expuesta a la corrosión.
Contiene tubos fabricados de acero al carbono SA-178C, que tienen un diámetro de 2”, un espesor de pared de 0,109” y un largo de 2 metros.
En total el equipo cuenta con 1714 tubos y la medición RFT arrojó el siguiente resultado:

  • 1.559 tubos sin observación
  • 89 tubos con alguna obstrucción, que no pueden ser inspeccionados
  • 62 tubos sellados (dejados fuera de servicio) en una intervención previa
  • 4 tubos con un desgaste de hasta 90%

Informe y recomendaciones

En el informe entregado después de la inspección RTF, Holtec recomendó, en primer lugar, limpiar o sellar los 89 tubos obstruidos.
Los tubos obstruidos implican un riesgo para la operación de la planta y el cliente, ya que por su alto grado de ensuciamiento, los tubos pueden tener niveles considerables de desgaste escondidos por debajo de las incrustaciones.
Este desgaste, sin embargo, no puede ser corroborado, debido a que la suciedad no permite la entrada de las sondas de inspección.
Si no es posible limpiar estos tubos, se recomienda sellarlos para reducir el riesgo de fugas de gas.
En segundo lugar, se recomienda tapar los tubos con un nivel de desgaste mayor al 50%; en este caso, se encontraron 4 tubos con un desgaste de 90%, que implican un elevado riesgo de rotura.

Acciones tomadas

El cliente optó por seguir las recomendaciones de Holtec SpA y procedió con el proceso de sellado de los tubos indicados.
Se soldaron tapones en los dos extremos de los tubos, dejándolos fuera de servicio.
Para la División Ventanas, la identificación de los 4 tubos con un desgaste de hasta 90% y su retiro del proceso, eliminó un riesgo muy elevado: la rotura de un tubo a mitad de la campaña operación, resultando en un aumento significativo en las emisiones de SO2, y la obligación de detener la planta de manera no programada.