Análisis del deterioro de tubos de pared de agua en una caldera a base de combustible fosil

Análisis del Deterioro de Tubos de Pared de Agua en una Caldera a Base de Combustible Fosil

Congreso Iberoamericano de Metalurgia y Materiales, Habana, Cuba, Octubre 8 de 2006

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ANALISIS DEL DETERIORO DE TUBOS DE PARED DE AGUA EN UNA CALDERA A BASE DE COMBUSTIBLE FOSIL José G. Chacón-Nava , Víctor Orozco-Carmona Adán Borunda –Terrazas , Carlos Barrios-Durztewitz , FacundoAlmeraya-Calderón y Alberto Martínez-Villafañe (1) Centro de Investigación en Materiales Avanzados Miguel de Cervantes 120, Complejo Ind. Chihuahua, C.P. 31109, Chihuahua, Chih. México e-mail: jose.chacon@cimav.edu.mx (Recibido 8 de Oct.2006) ____________________________________________________________

__________________________ RESUMEN
La problemática de falla de tubería en paredes de agua en calderas depotencia continúa siendo un factor importante de indisponibilidad, ocasionando decrementos de carga y, en el caso mas critico, una falla que produzca un paro forzado de la unidad. El presente estudio reporta un caso particular sobre el deterioro por deformación plástica de tubería ocasionada por un proceso de sobrecalentamiento de largo tiempo. El adelgazamiento del espesor de pared observado nofue asociado con corrosión por el lado del fuego o corrosión interna, sino con deformación plástica ocasionado por sobrecalentamiento del material. El análisis dimensional y microestructural realizados confirmaron la causa de deterioro. Se discuten estos puntos y se mencionan algunas recomendaciones para evitar el problema observado. Palabras claves: Calderas, Tubería, Deterioro, AnálisisMicroestructural
(1) (1) (1) (1) (1) (1)

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1. Introducción La falla de tuberías en generadores de vapor a base de combustibles fósiles a sido un problema concurrente a lo largo de varas décadas, independientemente de su capacidad de generación de vapor. En consecuencia, calderas de pequeña, mediana y grancapacidad pueden ser afectadas. Diversos tipos y mecanismos de falla han sido mencionados en la literatura [1-4] así como varios métodos para mitigar este problema de deterioro, tales como adición de aditivos en el combustoleo, selección de materiales, diversos sistemas de recubrimientos y lavados químicos de las superficies internas de la fluxería [5-8]. De la información recabada para el presenteestudio, la caldera es de tipo industrial con una capacidad de 100,000 lbs de producción de vapor, 435 C de temperatura de vapor principal a una presión de 50 kg/cm , con quemadores frontales empleando combustible de tipo pesado con alto contenido de asfáltenos. El componente afectado ha sido la fluxería en paredes de agua, en las cuales se presentaron diversas fallas que ocasionaron paros forzadosde la unidad de generación. El presente estudio reporta la posible causa del deterioro observado, así como posibles alternativas de solución. 2. Análisis efectuados 2A) Análisis visual. Se recibieron dos tubos de aproximadamente 60 cm de longitud, divididos en dos carretes cada uno. Un aspecto general de estos se tiene en la Fig 1, donde se observa el tubo 1 (parte T1-A y T1-B) y el tubo 2(parte T2-A y T2B). La inspección revelo que ambos tubos presentaban deformación plástica en la cara que ve hacia el lado del fuego (gases de combustión). La sección transversal complementaria que ve hacia la cámara muerta no presento ninguna deformación apreciable. En la superficie interna ambos tubos se observo un gran encostramiento y ensuciamiento por depósitos internos, fig 2. La cara viendohacia el lado del fuego presento un encostramiento externo de productos de corrosión que pudiese considerarse normal para este tipo de situaciones.
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Congreso Iberoamericano de Metalurgia y Materiales, Habana, Cuba, Octubre 8 de 2006

2B) Análisis del material del tubo. Este se realizo en un espectrofotómetro de absorción atómica Perkin-Elmer y un analizador elemental C-S Leco. Los...