Análisis de la integridad estructural de una chimenea en una planta cementera

Abstract

El estudio se enfoca en el análisis a una chimenea que se encuentra en una PLANTA CEMENTERA; esta chimenea fue construida en el año 2003 y su diseño original contemplaba la eliminación de los gases de combustión de la quema de carbón en el molino; sin embargo, se ha utilizado coque como combustible, el cual posee un mayor porcentaje de azufre. Esto ha producido una gran pérdida de espesor en este componente, lo que posteriormente podría ocasionar una paralización de uno de los procesos de la industria mencionada. El objetivo de esta tesis fue determinar la Integridad Estructural de la chimenea usando como referencia normas tales como: Inspección Basada en Riesgo, Aptitud para el Servicio y herramientas computacionales especializadas en el análisis de esfuerzos; las herramientas se emplearon con el fin de conocer y evaluar variables o parámetros necesarios para realizar un correcto análisis de la Integridad de la estructura. Se realizó la inspección de la estructura aplicando inspección visual, medición de espesores por medio de ultrasonido y mediciones de la temperatura real de trabajo de la chimenea. III La información de medición de espesores se la utilizó para determinar la velocidad de corrosión y el Tiempo de Vida Remanente (TVR) en cada anillo que conforma la chimenea; de esta forma se pudo conocer la zona más afectada por la corrosión, lo que permite enfocar el estudio y tomar las acciones correctivas pertinentes. Para establecer el riesgo que representa un fallo en la estructura, se elaboró la matriz de riesgo en base a la probabilidad de que ocurra un siniestro y las consecuencias que ocasionaría el mismo. Se planteó una alternativa de mejora para disminuir el nivel de riesgo actual de la chimenea en estudio, la cual consiste en la construcción de una chimenea concéntrica con acero ASTM A-588 hasta 18 m de altura, cuyos detalles se encuentran en los planos respectivos. Se utilizó el programa estructural SAP2000 para determinar los esfuerzos a los cuales está sometida la chimenea (en su condición actual y con la mejora planteada). Se escogió este programa porque permite resolver cualquier sistema estructural sometido a diversos estados de cargas, además es de fácil manejo y el tiempo de solución es breve. Se determinó que la estructura se encuentra soportando esfuerzos inferiores a la fluencia del material (ASTM A 36); sin embargo, debido a la continua pérdida de espesor, la resistencia de la chimenea en algunos anillos se ve comprometida. IV La máxima velocidad de corrosión es 0,6 mm/año, la cual es considerada como alta según la Norma NACE, el TVR es 2 años y el nivel de riesgo de la estructura es Medio Alto, por lo que se recomendó realizar una mejora a mediano plazo. Finalmente, se presentan recomendaciones para disminuir el nivel de riesgo de la chimenea y facilitar la aplicación de la Inspección Basada en Riesgo.