Bridas críticas: las arandelas avanzadas eliminan el desgaste y el trabajo en caliente

Mar 10, 2023

1 de noviembre de 2022 | Por Lynnae Psimas, Ryder Britton y Shruti Bakshi, INTEGRA Technologies

Durante las actividades de desmontaje de recipientes, las plantas deben prestar mucha atención al diseño de las arandelas utilizadas en las bridas atornilladas. Un simple cambio en esta área puede ayudar a reducir el tiempo de inactividad y mejorar la seguridad

Las bridas atornilladas en los recipientes y sus arandelas asociadas a menudo se consideran componentes menores en las instalaciones de procesamiento químico que a menudo se pueden pasar por alto, hasta que surge un problema crítico. Sin embargo, un examen más detallado del rendimiento y el diseño de las lavadoras puede ayudar a las plantas a reducir significativamente el tiempo y los costos de mantenimiento, así como a mejorar la seguridad del operador. Este artículo describe la aplicación en el mundo real de una nueva tecnología de lavado, Velocity Washer, en una planta de fabricación de productos petroquímicos.

La arandela de velocidad patentada (Figura 1) se desarrolló para facilitar tiempos de arranque más rápidos en bridas críticas. Utilizado en bridas industriales de alta presión y alta temperatura en varias industrias, incluidas la petroquímica, la fabricación y la aeroespacial, Velocity Washer reduce el tiempo de inactividad y aumenta la seguridad al eliminar la excoriación, la principal fuente de sujetadores agarrotados.

FIGURA 1. El diseño simétrico de estas arandelas permite una instalación sencilla en cualquier orientación

La excoriación se produce cuando las piezas metálicas se deslizan entre sí bajo cargas elevadas. Durante el movimiento, la tensión local, la deformación de la adhesión y el calor pueden impulsar la formación de uniones metálicas hasta que las dos piezas separadas del equipo se conviertan en una sola pieza sólida. La excoriación es extremadamente común, provoca retrasos costosos y requiere peligrosos esfuerzos de extracción en las plantas. La arandela Velocity elimina la excoriación al quitar la carga de un perno antes de girar la tuerca. Esto da como resultado tiempos de descanso más rápidos y predecibles y la eliminación del trabajo en caliente, lo que reduce los costos de mano de obra y aumenta la seguridad de los trabajadores.

Velocity Washer se presentó recientemente para una corporación petroquímica multinacional para abordar problemas relacionados con espárragos y tuercas desgastados o agarrotados, retrasos en la producción y trabajo en caliente en un área de proceso. El sitio de trabajo lava tres grandes reactores de lecho fluidizado cada nueve meses para eliminar la acumulación de sólidos. El sitio tenía un largo historial de demoras costosas y remedios potencialmente peligrosos al intentar desatornillar los miniconos en la parte inferior de los reactores para realizar dichos lavados. Antes de introducir las arandelas Velocity, la extracción de los sujetadores desgastados requería sopletear las tuercas, lo que agregaba 4 a 5 h al procedimiento de lavado e implicaba el uso de una llama abierta en un área de proceso confinada. Esta práctica también introdujo problemas de integridad debido a la presencia de altas temperaturas cerca de la superficie de sellado de la brida.

Los problemas de seguridad obvios, el alto costo y los repetidos retrasos en la producción llevaron al sitio a buscar soluciones alternativas. Se propusieron herramientas de torque hidráulicas, pero cuando se usaron, no pudieron romper las tuercas desgastadas. Esto se debe a que el fenómeno de la excoriación es mucho más complejo que la simple alta fricción: es una fusión de las dos partes a nivel molecular. El lubricante para pernos de alta temperatura tampoco logró reducir la excoriación, ya que se horneó a las temperaturas del proceso. El equipo senior de mantenimiento en el sitio también consideró las tuercas hidráulicas. Sin embargo, la consulta llevó a los expertos en integridad a sugerir la arandela Velocity en su lugar, debido a su enfoque en la excoriación, el menor costo y la instalación simple.

Velocity Washer utiliza un diseño almenado (lo que significa que tiene aberturas intrínsecas integradas) que consta de dos piezas apiladas que se instalan como una lavadora normal. Debido a su diseño simétrico, no se pueden instalar en la dirección equivocada. La tuerca se ajusta en su lugar utilizando procedimientos estándar y la arandela de velocidad permanece en su lugar durante toda la operación. En la ruptura, la tuerca se gira 12 grados a la izquierda. Las piezas de la arandela de velocidad se colapsan, eliminando toda la carga de la tuerca y evitando la excoriación antes de que pueda comenzar. A continuación, la tuerca se retira fácilmente. La Figura 2 ilustra estos pasos.

FIGURA 2. El procedimiento de instalación de estas arandelas elimina el riesgo de excoriación

Los ingenieros del sitio petroquímico colocaron el Velocity Washer en una brida en forma de minicono para probar la efectividad. En el lavado, el tiempo total de ruptura se redujo a poco más de una hora, en comparación con las cinco horas anteriores.

Se eliminaron todas las irritaciones y, en consecuencia, todo el trabajo en caliente. Luego de este resultado favorable, el equipo de mantenimiento del sitio instaló Velocity Washer en todas las bridas del minicono. También planean instalar Velocity Washer en otras bridas críticas a medida que se produzcan apagones.

"Éramos escépticos de que funcionaran porque no estábamos seguros de que la irritación fuera el problema. Parecía que las tuercas nunca se movieron 12 grados, sino que se bloquearon de inmediato. Las probamos en el reactor, que por alguna razón, tenía la mayor cantidad de problemas. Funcionaron muy bien. Pudimos romper todas las tuercas sin excoriación", explica uno de los ingenieros de mantenimiento del sitio. ■

Lynnae Psimas es una escritora técnica en Georgia que trabaja en nombre de Integra Technologies. Psimas tiene una licenciatura en psicología (2004), así como una maestría en educación (2007) y un doctorado. en psicología escolar (2012) de la Universidad Estatal de Georgia.

Ryder Britton (Teléfono: 800-779-2658; Correo electrónico: [email protected]) es el director de iniciativas estratégicas de Integra Technologies en Ontario, Canadá. Trabaja en Integra desde 2011 y tiene un MBA de Ivey Business School en Western University.

Shruti Bakshi (Correo electrónico: [email protected]) es especialista en marketing de Integra Technologies. Tiene seis años de experiencia en marketing y actualmente está cursando una Maestría en Administración de la Escuela de Negocios Schulich de la Universidad de York en Toronto. También tiene una licenciatura en biotecnología de Singhad College of Engineering.