Metodología de inspección equipos estáticos, sistema de reactores (página 2)

Según la página Web Wikipedia (2007), lon refractarios son aquellos materiales capaces de soportar elevadas temperaturas. Los materiales refractarios por excelencia son las cerámicas. Estos deben soportar altas temperaturas sin corroerse o debilitarse por el entorno. Para ello, están compuestos por diversas partículas gruesas de óxido aglutinadas con un material refractario más fino.

CAPITULO IV

Marco metodológico

De acuerdo al sitio Web Wikipedia (2007), Metodología, del griego (metà "mas allá" o dos "camino" logos "estudio"). Se refiere a los métodos de investigación que se sigue para alcanzar una gama de objetivos en una ciencia. En resumen son el conjunto de métodos que se rigen en una investigación científica o en una exposición doctrinal.

TIPO DE ESTUDIO

En el presente proyecto se estableció un objetivo cuya finalidad es satisfacer la necesidad plasmada por la Superintendencia de Inspección y Corrosión de Orinoco Iron S.C.S.; pero para poder lograr resultados fiables, fue necesario estar presente personalmente en el sistema de reactores donde se llevan a cabo algunas de las inspecciones y por ende donde se encuentran los equipos. Por tal motivo el estudio del presente proyecto es considerado como un estudio de campo.

El proyecto ejecutado es del tipo "Aplicación Práctica", debido a que se utilizan en el campo laboral todos los conocimientos adquiridos durante la formación académica universitaria, con la finalidad de satisfacer una necesidad presentada en la empresa Orinoco Iron S.C.S., específicamente en la Superintendencia de Inspección y Corrosión dependiente de la Gerencia Técnica.

POBLACIÓN Y MUESTRA

• Población

Según Tamayo y Noriega (s.f.) citado por Murillo (s.f.), exponen que una población está determinada por sus características definitorias, por tanto, el conjunto de elementos que posea ésta característica se denomina población o universo. Población es la y totalidad del fenómeno a estudiar en donde las unidades de población poseen una característica común, la cual se estudia y da origen a los datos de la investigación.

El establecimiento de una metodología de inspección como está referido el actual proyecto, cubre principalmente a treinta y un (31) equipos estáticos diferentes del sistema de reactores de Orinoco Iron S.C.S. Los cuales como se explicó en el alcance del Capítulo 1, son los siguientes:

Muestra

Según Rivera L (2001), una muestra es un subconjunto de una población. Las muestras representativas de una población son útiles ya que facilitan el manejo de los datos. Una muestra es representativa de la población si al escogerla cada elemento tiene la misma probabilidad de salir o de ser escogido.

La muestra es una parte representativa de una población, de acuerdo con lo expuesto anteriormente, para el estudio en cuestión se decidió que la metodología de inspección a establecerse y las mejoras fuesen para los treinta y dos (31) diferentes equipos del sistema de reactores de Orinoco

Iron S.C.S. de manera general, es decir, se tomará en cuenta que solo existe un tren (línea) en la empresa y que por cada tren un equipo diferente en el sistema de reactores para poder efectuar las mediciones, aun cuando realmente las mediciones se realicen en trenes diferentes. Está decisión se tomó con la finalidad de agilizar el proceso de mejoras para la metodología de inspección y no que fuese un proceso engorroso de toma de tiempos y movimientos por trenes y por número de equipos separados.

Equipos específicos a estudiar:

Definido el tipo de estudio a realizar y su identificación con fines académicos, a continuación se muestra la recopilación de datos y la preparación para el establecimiento de una metodología de inspección en los equipos estáticos del sistema de reactores de Orinoco Iron S.C.S:

INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Para cumplimiento de los objetivos planteados, se utilizaron los siguientes medios:

Observación directa

Permitió la observación detallada del proceso de inspección llevado a cabo por los inspectores de la empresa, mediante el cual se perciben los hechos y fenómenos directamente.

Entrevista

Se llevo a cabo con la finalidad de obtener y conseguir respuestas relacionadas al problema en estudio del sistema de reactores, mediante el cual se recolecta información sobre el tipo de inspección, equipos relacionados con el sistema.

Internet

Medio de comunicación y análisis documental que permitió reunir información actualizada especifica de los temas desarrollados en el estudio realizado.

Cámara digital

Utilizada para obtener un respaldo visual de las actividades y procedimientos desarrollados.

Consulta Bibliográfica

Sirvió de apoyo bibliográfico para sentar las bases teóricas del estudio.

Paquetes de Computación

Se utilizan programas bajo el ambiente de Windows, tales como: Excel, Word y Power Point. Mediante las computadoras de inspección y corrosión.

Lápiz y block de notas

Fueron herramientas indispensables para la toma de notas significativas y acotaciones del problema existente, proceso productivo y cualquier singularidad facilitada por el departamento de inspección y corrosión.

Formatos

Formatos modelos que actualmente la Empresa maneja, con el objeto de proyectar las prácticas, manuales propuestos y requeridos para el logro de los objetivos.

Recurso Humano

• Tutor Industrial.

• Tutor Académico.

• Personal de las áreas en estudio.

EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL

Fueron necesarios durante la permanencia en áreas de planta, los cuales están diseñados para proteger a los empleados en el lugar de trabajo de lesiones o enfermedades serias que puedan resultar del contacto con peligros químicos, radiológicos, físicos, eléctricos, mecánicos u otros. Los más utilizados para el desarrollo de las actividades son los siguientes:

• Botas de seguridad

• Equipo de protección respiratorio (Mascarilla)

• Equipo protector de cabeza (Cascos)

• Chaquetas de Seguridad

PROCEDIMIENTOS

Los procedimientos que se llevaran a cabo para cumplir con los objetivos trazados son los siguientes:

Revisión de bibliografía

Se revisaran normas o códigos Internacionales, como es el caso de la National Board Inspection Code, el cual es un código internacional de inspección para recipientes a presión y calderas; igualmente se examino el código API 510: "Pressure Vessel Inspection Code: Maintenance Inspection, Rating, Repair and Alteration".

Revisión del proceso del sistema de reactores en Orinoco Iron S.C.S.

El siguiente paso es revisar el proceso del sistema de reactores en Orinoco Iron S.C.S. Está información fue facilitada por el propio personal de la empresa y en medio digital. La finalidad de efectuar dicha revisión, fue la familiarización con el proceso del área a evaluar y detallar como los equipos se iban relacionando los unos con los otros.

Visita a la planta

Este paso tiene como finalidad observar directamente el proceso productivo del sistema de reactores de Orinoco Iron S.C.S así como el detalle del cómo se efectúan las inspecciones para dicha área.

Familiarización con los equipos del sistema de reactores

La familiarización con los equipos del sistema de reactores se desarrollara por medio de información digitalizada que poseía el personal de la empresa Orinoco Iron S.C.S.

Búsqueda de planos

Los planos de todos los equipos de la empresa Orinoco Iron S.C.S se encuentran en la oficina denominada como "Sala Técnica" ubicada en el Edificio de Proyectos de dicha empresa y dependiente de la Gerencia Técnica.

Búsqueda de especificaciones técnicas

Para el presente proyecto, las especificaciones técnicas se consideran como las dimensiones de los componentes de los equipos a ser inspeccionados, así como, el material del cual están hechos, ya que de esta manera se podrá inferir sobre cuáles son los procedimientos de reparación y de soldadura más idóneos.

Definición de criterios de aceptación y rechazo

Plan para unificar los criterios de inspección de criterios, es decir puede que para un inspector de una empresa contratista las condiciones

encontradas en un equipo pasa la prueba para un inspector de Orinoco Iron no. Es por ello que tenemos la necesidad de establecer una metodología que compile todos los criterios de inspección en uno solo, para los equipos estáticos del área del sistema de reactores en Orinoco Iron S.C.S.

Elaboración de las listas de chequeo

Es una lista estructurada de actividades, que tiene como fin comprobar que una serie de pasos se ha llevado a cabo. Para el proyecto en cuestión la lista de chequeo se ajusta a lo establecido en el código API 510, el cual expone como punto importante la recolección de información en las inspecciones que se lleven a cabo a los recipientes a presión mediante una lista de chequeo.

Elaboración de manuales de procedimientos

Con el objeto de optimizar los procesos de inspección de los sistemas reactores.

CAPITULO V

Situación actual

• SITUACIÓN ACTUAL

Orinoco Iron S.C.S. es una empresa 100% venezolana y netamente exportadora de briquetas de hierro, por lo cual se hace imprescindible el manejo de estándares internacionales en cuanto a la calidad de sus productos. Por está razón su planta cuenta con cinco (5) áreas que permiten la operación de la misma, como son: Mineral y producto, planta de gas, servicios, reactores y briqueteadora.

En estas paradas intervienen personal de planificación, producción, seguridad e higiene industrial, mantenimiento, inspección y las diferentes empresas contratistas que operan en la planta. Esta interacción entre las distintas unidades operativas, ha traído como consecuencia la falta de consenso en cuanto a criterios de aceptación y rechazo de ciertos componentes en los equipos existentes en la planta, específicamente en el sistema de reactores; en donde se ha venido presentando en las paradas de trenes previas, demoras originadas por retrabajos, por ende extienden el periodo del tren en mantenimiento.

Por tal circunstancia, la Superintendencia de Inspección y Corrosión desea unificar los criterios de los inspectores de Orinoco Iron S.C.S, los inspectores de la empresa contratista de apoyo a las inspecciones y el personal de mantenimiento; con el fin de establecer un consenso entre lo que se debe o no considerar como aprobado en las inspecciones de los equipos del Área problema. Asimismo, la Superintendencia desea evaluar el nivel de las actividades de inspección con el fin de buscar la manera de mejorarlos.

Actualmente en el subproceso de mantenimiento se cuenta con una serie de prácticas operativas y planes de inspección que son aplicables a la superintendencia de inspección y corrosión.

Practicas operativas I y C, incluidas como practicas operativas en el subproceso de mantenimiento.

Procedimientos I y C, incluidas como procedimiento en el subproceso de mantenimiento.

Reportes de inspección.

Código: FOP00IC02.

Nota de campo.

Código: FOP02IC01.

Reporte de cierre de equipos

Código: FOP01IC0.

DIAGRAMA DE PROCESO

Figura 6: Diagrama de proceso.

Figura 7: BRIQUETA O HBI

Descripción del Proceso Sistema de Alimentación

El sistema de alimentación consta de un silo de almacenamiento de mineral de hierro seco (storage bin). Cada silo de almacenamiento tiene una capacidad de 560 m3 y mantiene aproximadamente 1300 toneladas de sólido, lo cual provee 13 horas de operación continua sin alimentación de óxido al sistema.

El mineral seco es transferido por unas correas transportadoras y descargado por un bajante distribuidor (divertir chute) a unos elevadores de cangilones. Hay un elevador de cangilones por tren de producción. Los elevadores de cangilones tienen una capacidad de 300 ton/h.

Los elevadores de cangilones transfieren el mineral al tope de la estructura de reactores y lo descargan a otro bajante distribuidor (diverter chute) para ser depositado en el tanque alimentador (feed bin).

Hay un tanque alimentador por tren, con capacidad de 100 m3/h y provee por lo menos 2.5h de operación en caso de falla en los elevadores de cangilones. Las tolvas de alimentación, tolva superior y tolva inferior (upper lock hopper y lower lock hopper), descargan el mineral de hierro al sistema de reactores y tienen una capacidad de 10 toneladas y 20.9 toneladas respectivamente. La secuencia de operación de las tolvas permite alimentar mineral de hierro al reactor R-40 que está presurizado (11 bar a una tasa de alimentación de mineral de 120 ton/h), descargando del tanque alimentador a las tolvas a presión atmosférica. Para ello, las tolvas operan en secuencia automática la cual está programada en el

sistema de control. En la figura 2 se muestra un esquema del sistema de alimentación a los reactores.

Las tolvas poseen una válvula de cono que permite la entrada de mineral y una válvula igualadora que permite igualar las presiones entre la tolva superior y la tolva inferior, lo cual permite transferir los sólidos desde la tolva superior a la inferior (mientras la tolva superior se encuentre a presión inferior a la tolva inferior no hay flujo de mineral). En el sistema se tienen líneas de inyección de gas inerte y líneas de venteo para despresurizar y presurizar las tolvas. La secuencia de operación de las tolvas es:

• 1. Se alimenta mineral a la tolva superior hasta un determinado nivel fijado por el operador (set point). La válvula de cono de la tolva superior está abierta y la de la tolva inferior está cerrada.

• 2. Se inyecta gas inerte a 18 bar para presurizar la tolva superior y se abre la válvula igualadora.

• 3. Cuando las presiones en las tolvas se igualan se deja de inyectar gas inerte.

• 4. Cuando hay bajo nivel en la tolva inferior se abre la válvula de cono y se alimenta de mineral hasta tener nivel cero en la tolva superior.

• 5. Se cierran las válvulas de cono de la tolva inferior y la válvula igualadora.

• 6. Se despresuriza la tolva superior hasta presión atmosférica.

• 7. Luego se abre la válvula de cono de la tolva superior y se alimenta mineral al sistema.

• 8. Se repite la secuencia, volver al paso 1.

Debido a que la diferencia de presión entre la tolva inferior y el reactor R-

contraflujo del gas reductor caliente desde el reactor a la tolva inferior. Para ello, se cuenta con un sistema de seguridad conformado por válvulas de bolas (2 válvulas por línea de descarga) e indicadores de temperatura en la línea. Si se detecta un aumento brusco de temperatura en la línea el sistema de control cerraría automáticamente las válvulas para evitar este problema. En la tolva inferior, se tiene un sistema de control con válvulas de control de presión, que puede evitar el contraflujo con la inyección de gas inerte a la tolva y puede evitar una sobrepresión al ventear gas al feed bin. En la tabla A.2 se muestran algunos datos de operación de las tolvas de alimentación del tren 2 operando con un flujo de mineral de hierro seco al reactor R-40 de 106.5 t/h.

El mineral es alimentado desde la tolva inferior al reactor R-40 por un tambor alimentador (drum feeder) a una tasa constante. El drum feeder es un tambor cilíndrico que posee orificios en el cuerpo, por donde fluye el mineral a medida que rota a una velocidad determinada. Un controlador de velocidad del tambor (SIC X.X.15.810) evita fluctuaciones en el flujo de mineral alimentado al sistema. El operador de sala de control podrá ajustar el flujo másico de mineral mostrado en el display según los requerimientos del proceso. El operador de planta también podrá graduar la velocidad.

Sistema de Reactores

En el sistema de reactores los finos de mineral de hierro son calentados y el oxígeno es removido hasta obtener entre un 85.0% y 86.5% de hierro metálico.

El sistema de reactores consiste de 4 trenes de reactores con una capacidad nominal de 550000 ton/año de hierro briqueteado en caliente por tren. Cada tren tiene 4 reactores en serie. Los reactores superiores R- 40 y R-30 son de forma cilíndrica, el R-40 presenta una reducción interna en la fase densa de material refractario, formando un swaged interno. Los dos inferiores R-20 y R-10 son de forma swaged, esto significa que el tope del cilindro y la sección del fondo son de diámetros diferentes, unidas con una sección cónica.

Las estructuras son de acero al carbón y recubiertas internamente con una capa de refractario aislante hacia la cara fría y refractario resistente a la abrasión hacia la cara caliente.

El mineral de hierro seco se alimenta al reactor (Fnominal=105 ton/h) por diferencial de presión entre la tolva inferior y el reactor R-40, y fluye por gravedad de un reactor a otro a través de los bajantes. En el reactor el mineral entra en contacto en contracorriente con el gas reductor manteniendo los sólidos en estado fluidizado. El mineral permanece en el lecho del reactor por cierto tiempo y rebosa por la línea de transferencia (bajante) hacia el próximo reactor inferior en serie. El gas reductor proveniente del horno precalentador es alimentado al sistema por el fondo del reactor R-10 a temperatura y presión requerida por el proceso, y fluye a la parte superior del reactor a través de la parrilla, luego por el lecho denso y lecho diluido, hasta dejar el reactor al pasar a través de los ciclones y el plenum.

Cada reactor está equipado con una parrilla plana para la distribución del gas reductor. Los reactores R-40, R-30 y R-20 tienen boquillas cónicas requeridas por el ensuciamiento con sólidos, mientras que el reactor R-10 tiene tubos.

Los reactores están equipados con 4 ciclones en el tope con la finalidad de separar los finos arrastrados con el gas reductor antes de dejar el equipo. Los ciclones son separadores mecánicos de tipo centrífugo en los cuales una suspensión es sometida a rotación, mediante un cambio en la dirección del flujo, originando un campo de fuerza centrífuga que permite separar las partículas sólidas o líquidas de un fluido.

Los finos arrastrados dentro de los ciclones son retornados al lecho fluidizado a través de la pierna del ciclón (dip leg). La sección cónica y la pierna de los ciclones son constantemente purgados con gas de purga de proceso (GPP) para medir diferencias de presión en cada sección, añadir turbulencia al sistema para mantener sólidos en movimiento (evitar taponamiento) y mostrar a través de monitoreo en sala de control el funcionamiento del equipo. Hay 5 líneas de gas de purga de proceso por ciclón. En la sección cónica hay una línea de gas inerte con un contador frecuencial para soplar o expulsar cualquier sólido acumulado. Cada ciclón está equipado con una válvula de cierre que permite colocar al ciclón fuera de servicio en caso de ensuciamiento ó excesivo arrastre de finos al siguiente reactor. En la descarga de la pierna del reactor se tiene instalado un plato deflector cónico (sombrero chino) que evita que el gas reductor fluya a través de la pierna del ciclón.

En los reactores R-20, R-30 y R-40, se tienen 5 inyecciones de gas de purga, con los que se realiza medición de caída de presión en la parrilla, medición y control del nivel del lecho (y cálculo de caída de presión que se genera en este), cálculo de la densidad del lecho, y medición de caída de presión en los ciclones. En el reactor R-10 se tienen 7 inyecciones de gas de purga para medir caída de presión en la parrilla (PDI 1.2.18.704), calcular densidad del lecho por medio de PDI 1.2.18.703, medir el nivel del lecho (LI1.1.14.402), controlar el nivel del lecho (LIC1.2.11.401) y caída de presión en los ciclones (PDI1.2.18.701).

Para transferir los sólidos de un reactor a otro, se utilizan 2 bajantes externos (standpipes) entre los reactores que operan bajo control de nivel o rebose con el punto de descarga en la fase densa del lecho fluidizado del reactor aguas arriba. El tiempo de residencia del lecho denso en los reactores viene dado por la altura entre el bajante y la parrilla (el cálculo del tiempo de residencia viene dado por la ecuación D.6). El control de nivel se realiza con una compuerta deslizante (slide gate) instalada en el bajante y operada por un pistón de aire. Esta compuerta deslizante (KC) permanece por tiempo determinado abierta o cerrada, ciclando entre una posición y otra. El tiempo de permanencia en una posición u otra depende del valor del nivel fijado en el set point (normalmente 30% a capacidad de 120 ton/h de mineral). El nivel fijado en el lecho del reactor asegura que el flujo de sólidos a través del bajante sea adecuado, evitándose así la acumulación y taponamiento. Los bajantes están compuestos por líneas de inyección gas de purga de proceso, que tienen como función:

• a. Mantener turbulencia en el lecho (sólidos en movimiento). 9 por bajante.

• b. Indicación de diferencial

• c. Evitar que se tape la descarga, por medio del soplado (blast). 8 por bajante.

• d. Extracción de sólidos por medio de ordeño (milking). 5 por bajante.

El incremento en el diferencial de presión en alguna sección del bajante es un indicativo de presencia de sólidos acumulados que impiden el flujo normal. En la figura B.3 se muestra un esquema del bajante con las inyecciones de purga.

La transferencia de los sólidos entre un reactor y otro se realiza gracias al peso de la columna de sólidos acumulados en el bajante cuando la válvula deslizante se encuentra cerrada. Una vez que el peso de la columna de sólidos vence la presión del reactor inferior (la presión del reactor inferior es mayor que la presión del reactor superior), se produce el flujo de mineral con la apertura de la válvula.

Cada reactor está equipado con una línea de descarga de emergencia y una para tomar muestras de sólidos, y cada tren de reactores está alineado con un tambor de vaciado de emergencia.

Los toma muestras permiten extraer pequeñas cantidades de sólido reducido a ser examinadas en el laboratorio para determinar las propiedades físico-químicas. El operador de sala de control usará los resultados del análisis para ajustar los parámetros del proceso y lograr un mayor porcentaje de hierro metálico.

Las líneas de descarga de emergencia son usadas para descargar sólidos de los reactores en situaciones donde ocurran problemas de operación en área de reactores (por ejemplo taponamiento de la parrilla) y briqueteadora. Estas líneas de emergencia están alineadas a un tambor de vaciado por medio de una tubería de descarga. En el tambor de vaciado los sólidos son enfriados con agua a alta presión. Por el fondo del tambor fluye material de desecho (slurry) bombeado a un separador de paleta.

Durante las operaciones de vaciado el agua con lodo es enviada por medio de una bomba de motor eléctrico de frecuencia controlada para mantener el nivel en el tambor de vaciado (normalmente en 20%). En casos de arranque de planta, el flujo de agua al tanque de vaciado es mayor debido a que los sólidos semireducidos en el reactor R-10 son enviados al tambor, hasta conseguir las especificaciones requeridas en el área de briqueteadora. De modo, que ambas bombas son puestas en funcionamiento a alta velocidad.

Las líneas de descarga de emergencia y el tambor de vaciado son también utilizados en arranque del tren de reactores hasta tanto la calidad del producto se encuentre dentro de los parámetros exigidos.

El reactor R-10, tiene línea de inyección de gas natural (flujo actual de 3040nm3/h a capacidad de 120ton/h de mineral seco alimentado) que permite la carburización del mineral reducido. La carburización se lleva a cabo con monóxido de carbono contenido en el gas reductor y con metano contenido en el gas natural. Cuando el nivel de CO en el reactor es muy alto ocurren problemas de corrosión (metal dusting) en los tubos del horno de gas reductor, por lo que es necesario aumentar la carburización del mineral con gas natural. Para evitar problemas de corrosión por la presencia de CO se inyecta polisulfuro líquido para generar H2S en el sistema. El sulfuro de hidrógeno es menos corrosivo que el CO y evita el ataque agresivo al crear una película alrededor de la tubería. El control de CO en el sistema se lleva a cabo por la variación de la relación de CO/CO2 (normalmente en el reactor se maneja un valor entre 2 y 3) en el reactor Shift del área de Planta de Gas. Para llevar este control se determinan las composiciones de CO, CO2 y CH4 en el gas reductor por medio de un analizador en línea ó se toman muestras de gas en campo analizadas en el laboratorio.

El elevador principal (main riser) transfiere mineral de hierro reducido desde el reactor R-10 al tambor de alimentación al briqueteador, y al mismo tiempo, reduce la presión desde 12.5 bar a presión atmosférica (capacidad de 120 ton/h). Al igual que los bajantes en los reactores, el control de nivel en el reactor R-10 se realiza con el ciclaje de una compuerta o placa deslizante (slide gate) en el riser. En el elevador principal pueden ocurrir incrementos de deferencias de presión como consecuencia de acumulación de sólidos (impedimento al flujo), cuando esto ocurre, se aisla el main riser por medio de una válvula de bola (1.1.11.011) y un segundo elevador (spare riser) se coloca en servicio.

Actualmente el elevador de relevo es puesto en servicio por un tiempo determinado para mantenerlo en funcionamiento. Para ello, se ciega el spare riser de modo que este alineado con el tambor de alimentación al briqueteador del tren donde se encuentre el main riser puesto fuera de servicio. Luego abren las purgas de gas de proceso de 18 bar de presión y el flujo de acarreo del spare riser. La válvula de bola del main riser (SV) es cerrada desde sala de control y el flujo de acarreo es puesto al mínimo. La válvula de control de nivel del spare riser (KC) es puesta en cascada ajustándose el porcentaje de apertura y tiempo de ciclaje. El elevador de relevo (spare riser) tiene una "Y" en la parte superior para poder alimentar, bien sea al tambor de alimentación del tren 1 o tren 2. El riser está dividido en secciones las cuales están unidas por bridas. El riser internamente está cubierto por material refractario resistente a la abrasión. En la figura 4 se muestran los elevadores principal y secundario.

En los elevadores se tienen instalados inyecciones de gas de purga que cumplen las funciones anteriormente descritas. Como puede observarse en la figura B.5, en el elevador principal se tienen 5 inyecciones de purga, en la sección del fondo (NP 1.1.850), en el medio (NP 1.1.851), en el tope (NP 1.1.852, NP 1.1.853 y NP 1.1.854). Las purgas permiten tomar medidas de diferencias de presión de toda la sección vertical del elevador (PDI 1.1.94.311), de la sección superior (PDI 1.1.94.312) y entre el punto más alto del elevador (cerca de la Válvula de bola SV1.1.94.010 que evita acumulación de sólidos entre el main riser y el bajante al tambor de alimentación a la briqueteadora) y el tambor de alimentación al briqueteador (Briquetter Feed Bin). Se tienen inyecciones de purga de soplado (blast) en la válvula de control KC debido a que constituye un punto crítico en la transferencia de sólidos.

Sistema de Inyección de MgO

El MgO es enviado desde un tanque de almacenaje a unas tolvas de alimentación al reactor R-10, cuya secuencia de operación es igual a las tolvas de alimentación de mineral de hierro al reactor R-40. El MgO se utiliza para evitar aglomeramiento de partículas de hierro metalizadas. El MgO debe ser alimentado desde un silo de almacenamiento a presión atmosférica al reactor R-10 que opera a presiones por encima de 11 bar.

En el sistema aditivo, su utiliza gas inerte para mantener fluidización de las partículas de MgO en las tolvas, evitar taponamiento en las válvulas deslizantes y de bola. El flujo normal de operación de MgO al reactor R-10 es de 200 kg/h.

Breve descripción de la operación del sistema.

Desde la tolva de alimentación fluye el mineral seco (120 ton/h) a una temperatura nominal de 90 oC, cayendo al lecho del reactor R-40. Las características del hierro seco alimentado al reactor R-40 puede observarse en la tabla B.1. En el reactor R-40 el mineral es deshidratado y precalentado a una temperatura de 445 oC y presión de 11 bar.

Los gases y vapor de agua son llevados a los sistemas de enfriamiento y lavado de gases.

Del reactor R-40 el mineral fluye por gravedad a través de 2 bajantes externos equipados con compuertas deslizantes operadas por un contador frecuencial. En el reactor R-30 el mineral es calentado hasta una temperatura de 648 oC y la presión es de 11.5 bar. En este el mineral se reduce de hematita a magnetita mediante la siguiente reacción química:

El mineral reducido a magnetita, de igual forma fluye a través de 2 bajantes externos al reactor R-20 vía control de nivel. En este reactor la magnetita se reduce a wustita a una temperatura de 730 oC y presión de 12 bar aproximadamente, cumpliéndose la reacción:

El tiempo de residencia en el reactor R-20 tiene un efecto pronunciado en la metalización. El nivel del lecho puede variarse con la manipulación de los tiempos de apertura y cierre de la válvula deslizante en los bajantes entre el reactor R-20 y R-10.

En el reactor R-10 el mineral reacciona con el gas reductor caliente y con gran poder reductor. El poder reductor puede definirse como:

En este reactor se alcanzan temperaturas de 800 oC a presión de 12.5 bar. La wustita se convierte a hierro metálico mediante la siguiente reacción:

El mineral de hierro es reducido hasta obtener entre un 85.0% y 86.5% de hierro metálico en el producto. Al igual que en el reactor R-20, en el reactor R-10 el tiempo de residencia tiene un efecto pronunciado en la metalización. El mineral de hierro reducido parte del reactor R-10 al tambor de alimentación del briqueteador a través de un cilindro ascendente (elevador) por diferencia de presión (el briquetter feed bin está a temperatura cercana a la atmosférica).

Variables de control en el sistema de reactores.

• a. Velocidad

La velocidad del gas reductor es mantenida en 1.2 m/seg en el lecho fluidizado y es ajustado por el operador o por control automático. El sistema calculará la velocidad usando el flujo total de gas reductor corregido por temperatura y presión, y ajustará la presión del sistema para mantener la velocidad. La velocidad puede ser aumentada por un incremento en la presión del reactor R-10.

Velocidades por debajo de 1 m/seg en condición reductora puede resultar en una pobre fluidización, caída del lecho y canalizaciones del gas en el lecho. Velocidades por encima de 1.3 m/seg puede causar excesiva pérdida de sólidos, ensuciamiento o erosión del ciclón. En el apéndice D se muestran los cálculos necesarios para determinar la velocidad del gas reductor (ecuación D.1).

Composición del gas reductor

La composición del gas reductor tiene que ser controlada para obtener el poder reductor necesario y así mantener las reacciones de reducción a una velocidad deseada. Al incrementar el poder reductor a una tasa de alimentación y velocidad superficial del gas fija, aumenta el porcentaje de hierro metálico en el producto. De manera que para aumentar el poder reductor es necesario tener altas composiciones de hidrógeno y monóxido de carbono, y bajas composiciones de agua y dióxido de carbono en la corriente de gas reductor.

Para aumentar la composición de hidrógeno en el gas reductor es necesario aumentar el flujo específico de gas reformado realizado por el operador en sala de control al aumentar el porcentaje de apertura de la válvula a la entrada al absorbedor de CO2 . Para disminuir la cantidad de CO2 y agua en el sistema es necesario ajustar los parámetros del absorbedor de CO2 explicados en la siguiente sección de gas de reciclo. La cantidad de nitrógeno en el gas reductor debe mantenerse al mínimo para evitar la disminución del poder reductor. La cantidad de nitrógeno en el gas reductor aumenta cuando se tienen niveles muy bajos en el reactor R-40 y R-10. Niveles bajos en los lechos de estos reactores permiten que el gas inerte utilizado para presurizar las tolvas en los sistemas de alimentación de mineral y MgO, escape y se deposite.

Temperatura del reactor.

Debido a que las reacciones de reducción son favorecidas por altas temperaturas, es importante obtener la temperatura máxima permitida por las restricciones mecánicas y de proceso del reactor R-10 para obtener alto contenido de hierro metálico en el producto. Al incrementar la temperatura y mantener los demás parámetros constantes aumentará la metalización. La temperatura en el lecho del reactor es monitoreada por 4 termopares, 3 en el fondo del reactor (al mismo nivel) y 1 en la parte superior del lecho, y son indicadas en sala de control. En la línea de entrada y de salida del reactor se tienen indicadores de temperatura.

La temperatura de salida del reactor R-10 (Tnominal=786°C) es usualmente controlada en cascada con la temperatura de salida del horno de gas reductor (Tnominal=795°C). Al alcanzar el límite de la temperatura de salida del horno de gas reductor, es necesario aumentar el flujo de gas reductor para incrementar la temperatura de salida del reactor R-10. Esto puede lograrse con un pequeño incremento de la presión del sistema.

Presión del reactor.

La presión en el sistema de reactores es mantenida por un controlador de presión que mide la presión en la fase diluida del reactor R-10. El control de la presión se realiza con el venteo de gas de reciclo al mechurrio.

Los diferenciales de presión en las secciones de los bajantes, elevadores, ciclones y reactores deben ser monitoreados para observar el normal funcionamiento del sistema. Estos diferenciales de presión son observados en sala de control y los flujos de las purgas asociados a éstas se observan en campo.

El sistema de gas de purga de proceso se mantiene por encima de la presión del sistema de reactores para asegurar las funciones de los puntos de purga.

La caída de presión entre un reactor y otro es observada en sala de control gracias a unos medidores de presión instalados en la fase diluida. Estas caídas de presión pueden ser calculadas con datos obtenidos en sala de control a partir de la siguiente expresión:

R10/R20 ciclón R10 línea R10/R20 parrilla R20 lecho R20

Nivel en el reactor.

El nivel en el reactor se mantiene por un controlador de nivel el cual mide la caída de presión en el lecho y lo compara con un set point fijado por la tasa de alimentación de mineral y por el tiempo de residencia promedio. El control de nivel ajusta la señal de ciclaje de la válvula deslizante en los bajantes y en los elevadores. En caso de que los bajantes intereactores, el main riser y el spare riser no puedan ser usados el control de nivel se realiza por la descarga de mineral al tambor de vaciado.

El control del nivel debe realizarse dentro de un rango para tener una operación óptima del sistema. El nivel en los reactores afecta el comportamiento de los bajantes dado que alto nivel puede causar pérdida de transferencia en los bajantes. El comportamiento de los ciclones también es afectado, debido a que un nivel muy alto en los reactores trae consigo un elevado arrastre de sólidos en los ciclones.

El nivel debe tener un valor mínimo permitido dado por la altura entre la parrilla y el sombrero chino del ciclón. Si el nivel cae por debajo de la descarga de la pierna de los ciclones, el gas reductor ascendente arrastraría hasta el tope los sólidos separados en el ciclón. En la siguiente tabla se muestra rangos permitidos de nivel en los reactores. El cálculo

del nivel del lecho denso en los reactores puede observarse en el apéndice D (ecuación D.4).

Tabla 6: Niveles en los Reactores de Reducción.

Tasa de Producción.

La tasa de producción está definida como un porcentaje determinado de la tasa de alimentación de mineral y es el objetivo general de la operación. El flujo de gas de reciclo, el flujo de gas reductor y el flujo de alimentación MgO serán ajustados automáticamente. El operador tiene que ajustar el tiempo de residencia promedio del mineral en los reactores, la presión del sistema y la temperatura del gas reductor para alcanzar un porcentaje de hierro metálico entre el 85.0% y 86.5% en la corriente enviada al área de briqueteadora.

Carbón.

La carburización potencial del gas es una función de la temperatura y de la presión parcial del CO, CH4, CO2, H2O, H2. El carbón en forma de cementita es derivado del metano o del monóxido de carbono. La formación de cementita se lleva a cabo por las siguientes reacciones químicas:

El carbón será controlado por el contenido de CO en el gas reductor (6- 9%), que se realiza por el ajuste del bypass del CO en el reactor shift de planta de gas, ó en caso de que este llegue a su límite, el contenido de carbón será controlado por la adición de metano (gas natural) por el fondo del reactor por control de flujo ó por el ajuste de gas natural al cabezal de PPG.

El contenido estándar de carbón en la briqueta es de 1.2% volumen, pero pueden manejarse valores entre 0.8% y 1.8%. Al aumentar la cantidad de carbón en la briqueta, disminuye la densidad, la cual debe estar como mínimo en 5 g/cm3 (la briqueta se hace más frágil al aumentar el contenido de carbón).

Hierro Metálico

La calidad del producto es monitoriada por medio del porcentaje de hierro metálico presente en el sólido del reactor R-10. Se espera que los finos tengan entre un 85.5% y 86.5% de hierro metálico. En la tabla B.3 se muestran las especificaciones de los sólidos en el reactor R-10.

Una vez que las condiciones de operación generales son establecidas, el porcentaje de hierro metálico es normalmente controlado por el ajuste de la temperatura del gas reductor, nivel en el lecho del reactor R-10 y R-20, composición y flujo del gas reductor y alimentación de mineral. Otras opciones para el control son las siguientes: variar el nivel en los reactores R-30 y R-40 y la velocidad superficial de gas en el reactor R-10.

Óxido de Magnesio.

El óxido de magnesio es inyectado en el lecho fluidizado por el fondo del reactor R-10 para prevenir aglomeramiento de finos de mineral de hierro. La tasa de alimentación de óxido de magnesio es dada por el operador ó es ajustada automáticamente por el sistema de control a un cierto porcentaje. Un exceso de MgO puede causar una sobrecarga en los ciclones y restringe su funcionamiento y también puede aumentar el contenido de ganga en el producto.

Sistema de Gas de Reciclo.

El sistema está diseñado para enfriar, lavar y comprimir el gas de reciclo y enviarlo o adicionarlo a la corriente de gas reformado fresco, luego de ser removido el dióxido de carbono. Esto se realiza para compensar el consumo de gas en los reactores de reducción.

El gas de reciclo proveniente del reactor R-40 entra al enfriador a una temperatura de 440oC y es enfriado inmediatamente a una temperatura nominal de 45°C con agua a alta presión y temperatura de saturación.

El enfriador es un recipiente vertical que contiene bandejas metálicas que mejoran el contacto gas/agua. Agua de proceso a alta presión es añadida por 2 distribuidores, uno situado cerca de la línea del gas caliente de entrada y el otro debajo de la línea de salida de gas enfriado. En el enfriador hay 5 indicadores de nivel, 3 ubicados en la parte superior y 2 ubicados en la parte inferior. El nivel de agua en el enfriador se mantiene por un controlador de nivel en cascada LIC 1.2.16.404, el cual controla la apertura de la válvula en la línea de salida de agua de proceso del enfriador. En el fondo se tiene un indicador de temperatura. De haber altas temperaturas, se incrementa el flujo de agua en el enfriador. Por el fondo del enfriador se tiene una línea de descarga de una mezcla de agua y sólidos enviados a las piscinas de sedimentación. De haber bajo nivel en el enfriador la válvula de descarga se cerraría para evitar que gases inflamables calientes se escapen a la piscina de sedimentación. En la tabla C.1 se muestran las condiciones de operación del enfriador de gas de reciclo a una tasa de alimentación de mineral de hierro seco al sistema de 106.5 t/h.

El gas enfriado pasa a través de un lavador y es separado en un tambor separador. En el venturi el gas de reciclo se pone en contacto con agua de rocío para lavarlo y enfriarlo hasta la temperatura requerida en el compresor de gas de reciclo.

En la corriente de alimentación al venturi se tienen indicadores de temperatura y presión. Se mide el diferencial de presión entre el tambor separador y el venturi, y entre el venturi y el tope del reactor R-40. El venturi tiene como función aumentar la velocidad del gas.

Luego de lavar el gas en el venturi, el gas y el agua se envían al tambor separador donde son separados, luego de esto, el gas se envía al eliminador de condensado y el agua es retornada al enfriador de gas de reciclo. El tambor separador está equipado con un indicador de nivel. La temperatura del gas del separador es medida y vinculada al circuito de parada del compresor (hay 2 indicadores de temperatura). De existir alta temperatura saltaría el compresor (Tmáx=50°C).

El gas de reciclo del separador se envía al eliminador de neblina, donde es removido el condensado. En el eliminador de neblina se tienen 3 switches de nivel alto enlazados con el circuito de parada del compresor. Parte de la corriente de tope del eliminador de neblina es enviada al mechurrio y a los quemadores del horno de gas reductor (donde se utiliza como gas combustible), el gas remanente es comprimido en un compresor tipo barril multietapa centrífugo a una presión nominal de 14 bar. El control del flujo de gas al compresor es realizado por la válvula de control FIC 1.1.17.155, que además provee el control de velocidad de gas reductor en el reactor R-10. Esta válvula actúa en control automático y puede ser ajustada por el operador, ajuste que depende de la tasa de alimentación de mineral al sistema, flujo de gas de reciclo y flujo de gas reformado.

El compresor de gas de reciclo es una máquina centrífuga multietapa impulsada por un motor eléctrico con aletas radiales. Hay un compresor de gas de reciclo por tren y está ubicado sureste y noroeste del sistema absorbedor CO2 Benfielt. Las condiciones de operación de diseño del compresor de gas de reciclo.

Las condiciones de la corriente de gas de reciclo tales como composición, temperatura, flujo volumétrico y presión afectan el funcionamiento del compresor. Para los casos en que ocurran fluctuaciones en el flujo volumétrico y presión a la succión del compresor, un sistema de control antioleaje envía el exceso de gas de reciclo de vuelta al enfriador de gas de reciclo (condiciones de oleaje).

En caso de variaciones en la temperatura de succión del compresor la operación del compresor puede verse afectado. Al incrementarse la temperatura aumenta el cabezal politrópico (ver ecuación 1), en consecuencia, aumenta la cantidad de energía requerida por el gas. Si la energía requerida por el gas es mayor que la potencia máxima de diseño del compresor, el gas no alcanzaría la presión y la velocidad requerida por el sistema. En la succión del compresor se manejan temperaturas máximas de 50°C.

Un cambio en la composición del gas también afecta el funcionamiento del compresor. Una disminución del peso molecular del gas puede causar problemas de oleaje, debido a que aumenta el cabezal politrópico y, en consecuencia, la energía requerida por el gas. El área de reactores puede operar en condición reductora ó en condición de gas inerte. El sistema operará en condiciones de gas inerte en paradas o arranque de planta, con lo cual no hay producción de finos de hierro metálico, sino que el lecho de los reactores y la operación de los equipos del sistema de gas de reciclo es mantenida con el flujo de gas inerte (en la tabla C.3 se muestran las características de la corriente de succión del compresor operando en condiciones reductoras ó inertes).

El compresor determina la presión en el reactor y la velocidad. Si el flujo de gas reductor es disminuido por el operador o por el sistema de control, el controlador de presión situado en el reactor R-10 controlará la presión en el reactor por medio de la válvula de venteo y la ajustará a un valor menor para mantener la velocidad superficial a 1.2 m/seg.

El gas de salida del compresor es dividido en dos corrientes, una se envía al removedor de CO2 junto con la corriente de gas reformado, la otra corriente es enviada al horno de gas reductor.

El contenido de CO2 en la corriente de gas reformado y en la corriente de gas de reciclo es removido con una solución pobre de carbonato de potasio (25% v/v) y DEA 5% v/v) (dietanolamina). El sulfuro de hidrógeno

también es removido de la corriente cuando está en contacto con la solución. En la tabla C.4 se muestran las propiedades de la corriente de gas de reciclo que se adiciona a la corriente de gas reformado, la corriente de gas reductor de entrada al absorbedor, la corriente de gas reductor que alimenta al horno.

La concentración de CO2 en el gas disminuye de 8,0% mol a 0,8% mol (casos nominales de operación) aproximadamente. La concentración de H2S es reducida de 25ppmv a 7-8ppmv. Las reacciones químicas que ocurren en el absorbedor son:

En la corriente de gas reductor que alimenta al absorbedor de CO2 se tiene un bypass de emergencia que permite que el gas reductor se dirija directamente al horno a través de una válvula de control de presión. Esto ayuda a mantener la velocidad del gas reductor en el horno para mantener el lecho fluidizado en caso de que el compresor falle.

En el absorbedor la concentración de K2CO3 en la solución es una variable importante en el proceso de absorción del CO2, debido a que la disminución de la concentración de K2CO3 aumentaría la composición de CO2 en la corriente de gas de reciclo. En el absorbedor continuamente

hay formación de espuma causado por contaminantes en el sistema. Esta tendencia a la formación de espuma se restringe por:

• Inyección periódica de antiespumante.

• Filtración continua de una porción de la solución pobre.

La temperatura, nivel y caída de presión a través del absorbedor es monitoreada por el sistema de control.

La presión tiene un efecto pronunciado en la tasa de absorción. Altas presiones favorecen la absorción de CO2. Un incremento en la temperatura disminuye la absorción de CO2.

Una vez removido el CO2 de la corriente de gas reductor en el absorbedor, la corriente pasa a un separador de solución para prevenir arrastre de solución al horno precalentador.

Luego el gas reductor se envía al horno de gas reductor (reducing gas furnace) a una temperatura nominal de 80°C y presión de 12.6 bar(g). En el horno el gas se calienta a la temperatura requerida por el proceso (835oC).

El horno de gas reductor es de tiro natural y es quemado por una mezcla de gas de reciclo y gas natural. El oxígeno para la combustión proviene del medio ambiente. Está diseñado con una sección de convección y una sección de radiación. En la sección de convección el flujo de gas reductor es calentado por el calor sensible de los gases combustibles que provienen de la sección de radiación. En la sección de radiación la temperatura de la corriente de gas de reductor se incrementa por los quemadores del fondo del horno.

ANÁLISIS FODA

Planta FINMET Venezuela (O.I.)

Figura 8: Planta Finmet Venezuela (O.I)

Foda. Propósito de análisis

FORTALEZA

• El país dispone de la mayor capacidad instalada mundial para producir hierro de reducción directa (11MM tn/año).

DEBILIDADES

• La producción de HRD depende en alto grado de las disponibilidades del gas natural y de mineral de hierro de calidad apropiada (fino y pella).

• Por diversas razones, en los años recientes, el suministro de gas natural ha sido insuficiente.

• La calidad del mineral de hierro (química y física) debe adecuarse a los procesos de las plantas HRD.

OPORTUNIDADES

• En el corto plazo los precios y sus expectativas animan a una mayor actividad de los productores nacionales.

• La superación de los inconvenientes técnicos de Orinoco Iron y la adquisición de Posven por Sidor incrementarán la producción Sector productor de HRD.

• El mercado mundial exigirá cada vez mayores volúmenes de HRD.

• En 2003 hubo un nuevo record mundial de producción de HRD: 49,5 MM t…10% mas que en 2002.

AMENAZAS

• Incertidumbre en el abastecimiento de gas natural.

• El potencial déficit en la producción de pellas.

CAPITULO VI

Análisis y resultados

Recabada la información posible tal y como se plasmó en el Capítulo del presente informe, se logró recopilar la información posible y necesaria para desarrollar el proyecto, tal y como se muestra a continuación:

CONTRASTÉ DE LAS PRÁCTICAS DE INSPECCIÓN EXPUESTA POR EL CÓDIGO DE INSPECCIÓN API 510 Y LAS REALIZADAS EN ORINOCO IRON S.C.S

Realizada la lectura y traducción del Código de Inspección API 510, se detectaron puntos claves referentes a las actividades que la empresa Orinoco Iron S.C.S. cumple y le falta cumplir para regirse bajo este código, es por ello que a continuación se mencionan los tips más importantes referentes a este caso:

Requisitos que se establece en un manual bajo el código de Inspección API 510

De acuerdo a lo mencionado en el Capítulo 3 del presente informe los requisitos que establece el código para un manual (p. 15), están principalmente referidos a mantener una documentación

de todas las actividades de inspección que se lleven a cabo, así como, el establecimiento de medios que impulsen el entrenamiento de nuevo personal, establecimiento de criterios propios al personal de las empresas contratistas, entre otros. Por tal motivo, la Superintendencia de Inspección y Corrosión de Orinoco Iron S.C.S planteó la necesidad de elaborar un manual de procedimientos de inspección para el sistema de reactores que contuviera planos, listas de chequeo, criterios de aceptación y rechazo, entre otros; el cual se mostrará más adelante.

Aplicación de ensayos no destructivos a equipos a presión según el Código de Inspección API 510

El Código de Inspección API 510 (p. 15), expresa que los ensayos no destructivos en equipos a presión no necesitan obligatoriamente que ser aplicados por inspectores certificados bajo el mismo. Por tal motivo, la empresa Orinoco Iron S.C.S, cuenta con un gran equipo de inspectores que aunque por los momentos no estén certificados, poseen una altamente capacidad de realizar dichos ensayos. Además, el código aprueba ensayos como el visual, tinta penetrante, ultrasonido, entre otros, que por lo general se aplican en la empresa.

Preparación del trabajo de inspección según el Código de Inspección API 510

Toda actividad de inspección requiere su preparación previa, es por ello que el Código API 510 (p. 17) expone que se deben tomar todas la precauciones de seguridad necesarias para poder ejecutar una inspección. Esta situación se cumple en Orinoco Iron en un 100%, donde en la mayoría de las inspecciones observadas facilitaban andamios, herramientas, acondicionamiento del espacio de trabajo, entre otras.

Inspección de las partes según el Código de Inspección API 510

El Código de Inspección API 510 (p. 19), manifiesta que se debe tener cuidado con las soldaduras, su juntas, boquillas, líneas de gas y de líquidos, corrosión, entre otros. También, se hace énfasis en no solo estudiar un componente sino además sus adyacencias. Estas actividades son tomadas muy en cuenta en Orinoco Iron S.C.S, ya que de por si ese es una de las actividades que se realizan mayormente en las inspecciones.

Registros que se deben mantener según el Código de Inspección API 510

Este código (p. 25), expresa que la empresa debe mantener y actualizar todos los planos, especificaciones técnicas, especificaciones de diseño, entre otros aspectos, que sirvan de apoyo a las inspecciones. En el caso de Orinoco Iron S.C.S. se poseen registros sobre los planos, no obstante, información sobre especificaciones técnicas y de diseño completas.

ELABORACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE INSPECCIÓN DEL SISTEMA DE REACTORES.

Recabada la información procedente de las especificaciones de criterios de aceptación y rechazo por parte de personal de la empresa, procedimientos de inspección generalizados (principalmente ensayos no destructivos), observaciones directas y listas de chequeo, se procedió a elaborar el manual de inspección del sistema de reactores.

Partiendo de lo anteriormente expuesto, se consultó directamente con la Superintendencia de Inspección y Corrosión el formato a establecerse para el manual. Por lo que se llegó a un consenso que el formato debería estar apegado la más posible con el formato establecido para ciertas áreas de la empresa según ISO 9000. Además, se decidió generar un manual general para la Superintendencia, por lo que por motivos de codificación se estableció que para el sistema de reactores se estableciera un procedimiento general y para cada equipo de dicha área, un conjunto de prácticas operativas. Todo esto con el fin, de evitar demasiada documentación.

Formato y cuerpo establecido para el procedimiento de inspección del sistema de reactores

El formato establecido para el procedimiento de inspección del sistema de reactores se muestra en la figura:

En donde:

• Código: expone la codificación asignada al procedimiento.

• Pág.: señala la página actual y el número de páginas totales del documento.

• Emisión: señala el día, mes y año de publicación por primera vez del documento, por lo cual permanecerá inalterable aún después de efectuada las revisiones y aprobaciones correspondientes.

• Rev. Nº: indica el número de la revisión que hasta el momento se ha realizado para el documento.

• Vigencia: Se refiere al día, mes y año a partir del cual se evidencia la implementación, por lo cual, cada vez que se realice una modificación o reedición del mismo, debe procederse a cambiar la fecha e incrementar el concepto de REV Nº.

• Ref.: señala el código al proceso en el cual se basa. En este caso es el Proceso Estratégico de Gestión Fabricación. Código: PEV00DO02.

• El cuerpo del procedimiento y los conceptos de cada uno de sus elementos que lo conforman, están establecidos a lo establecido por el Sistema de Gestión para la elaboración de manuales y documentos de Orinoco Iron S.C.S. (2008) tal y como se muestra a continuación:

• Objetivo: Define sin ambigüedad el tema y el propósito del documento, complementando o ampliando la información dada en el titulo.

• Alcance: Señala las actividades técnicas, administrativas, operativas y de servicio donde se aplica el documento, indicando la unidad organizativa, equipos, zonas, área operativa y(o) personal involucrado de ser necesario.

• Índice: lista los subtítulos del documento con la numeración de las páginas donde estos se encuentran.

• Responsabilidades: Explica las reglas y las responsabilidades preestablecidas que deben ser acatadas por parte del personal que: administra, verifica, ejecuta y revisa, las actividades descritas en el documento, con el fin de dar cumplimiento con el objetivo planteado en el mismo.

• Documentos: Instrumentos a los cuales se hace referencia y que son internos a la empresa, mientras en el caso de los aplicables se indica si existe algún documento externo a la empresa que se esté utilizando como base.

• Disposiciones Generales: Aspectos que se deben tomar en cuenta para realizar todas las actividades planteadas en el documento.

• Aspectos de Seguridad: Expone los riesgos asociados las actividades en el procedimiento.

• Procedimiento: Es la guía detallada que muestra ordenada y secuencialmente como dos o más persona realizan un trabajo.

• Elaborado por: Se indica el nombre de la persona que elaboró el procedimiento, su cargo y la fecha en la cual se hizo.

• Revisado por: se indica el nombre de la persona que revisó el procedimiento, su cargo y la fecha en la cual se revisó.

• Aprobado por: se indica el nombre de la persona que aprobó el procedimiento, su cargo y la fecha en la cual se aprobó.

Formato y cuerpo establecido para realizar los procedimientos de inspección donde estarán contempladas (las prácticas operativas por equipo).

La cual indica en orden secuencial las actividades a desarrollar para la consecución de las inspecciones, según la figura 10.

Ítem, refiere a la numeración secuencial y lógica en que se deben realizar las acciones.

Equipo, refiere el nombre del equipo a intervenir.

Punto de inspección, refiere al elemento del equipo.

Responsable, refiere al inspector encargado o responsable de ejecutar dicha inspección.

Acción, detalla las operaciones a ejecutar para lograr el cumplimiento del objetivo, incluyendo de ser necesario, los aspectos importantes que deben mantenerse para el cumplimiento de las operaciones, como lo muestra la figura 11

Este símbolo internacional de seguridad, resalta las operaciones cuya ausencia puede ocasionar retardos en las operaciones, retrabajos. Información de aspectos a ser tomados en cuenta en los parámetros de proceso, personas que intervienen en una determinada operación.

• Criterios de aceptación y rechazo: Este aspecto es nuevo dentro del cuerpo del manual de procedimiento. No obstante cumple con los requisitos establecidos por la Superintendencia de Inspección y Corrosión.

• Formularios / instructivos: (listas de chequeo) Se utilizan para registrar las actividades resaltantes dentro de las operaciones llevadas a cabo en el documento.

• Anexos: incluye gráficos, tablas, figuras u otro documento que facilite el cumplimiento y el desarrollo de las actividades planteadas en el documento.

Determinación de criterios de aceptación y rechazo

Los criterios de aceptación y rechazo para las inspecciones en los equipos del, se determinaron por medio de las entrevistas no estructuradas que se mencionaron el Capítulo 4 del presente informe. Dichos criterios de aceptación y rechazo se muestran en cada procedimiento de inspección correspondiente. Es importante, resaltar que dichos criterios se presentan por medio de porcentajes de tolerancia y medidas mínimas para aceptar o rechazar las condiciones encontradas en los componentes de los equipos.

Lista de Chequeo por equipo

La lista de chequeo es uno de los requisitos establecidos por el Código de Inspección API 510, ya que el mismo permitirá mantener registrada toda la información que se recabe en las intervenciones de los equipos. Es por ello, que se decidió generar un Check List (lista de chequeo) para cada uno de los equipos estudiados en el presente proyecto, el cual permitirá servir como apoyo para el entrenamiento de nuevo personal en la Gerencia, ya que se explica paso a paso la forma en que se inspecciona cada equipo de los treinta y un equipos (31) estudiados en el sistema de reactores.

Asimismo, la siguiente lista de chequeo emplea términos tales como:

• Verificado (V): Se refiere a que el inspector llevo a cabo las actividades de inspección para la situación planteada.

• Aceptado (A): Indica que el componente en estudio cumple con los requerimientos mínimos del plan de inspección.

• Rechazado (R): Se refiere a que el componente en estudio no cumple con los requerimientos mínimos del plan de inspección. En la mayoría de los casos se requiere el cambio de los mismos.

• No Verificado (NV): Indica que el inspector no llevo a cabo las actividades de inspección para la situación planteada y por ende debe plasmar en el espacio de "observaciones" lo que originó dicha situación.

Propuesta para la Gerencia Técnica de Inspección y Corrosión

La siguiente propuesta de mejora, contribuirá a optimizar el desarrollo de las operaciones de la Gerencia Técnica de Inspección y Corrosión; ya que dentro sistema de gestión de normalización se requiere de la codificación de los formularios y procedimientos para regenerar la ejecución del proceso.

Para tal fin la gerencia técnica de inspección y corrosión debe constar con:

1. Manual de organización

Este no es más que un compendio de documentos que contiene, los organigramas las descripciones de los cargos y las políticas.

En el caso especifico de la superintendencia de inspección y corrosión, el

Manual de organización contendrá:

• 1. El organigrama de O.I.

• 2. El organigrama de la gerencia técnica.

• 3. Las descripciones de cargo de cada uno que la integra.

• 4. Las políticas de O.I, la gerencia y la superintendencia.

• 5. Diagramas de proceso y flujogramas de la superintendencia.

2. Manual de documentos

Este es un compendio de documentos que constituyen la base de los procesos que se llevan a cabo en la superintendencia, descritos en procedimiento, prácticas operativas y formularios, integrando los sistemas de gestión de calidad ambiental, seguridad y salud ocupacional.

En cuanto al manual de documentos contendrá:

• 1. Procedimiento de inspección área briqueteadora.

• 2. Procedimiento de inspección área reactores.

• 3. Procedimiento de inspección área servicio.

• 4. Procedimiento de inspección área planta de gas.

• 5. Procedimiento de inspección área mineral y producto.

• 6. Procedimiento de especificaciones para soldadura.

• 7. Procedimiento de reparación.

Cada uno de estos procedimientos contendrá procedimientos específicos de los equipos del área, los cuales a su vez harán referencia a prácticas operativas y formularios.

Practicas operativas:

• Inspección visual.

• Inspección con infrarrojo.

• Inspección por líquidos penetrantes.

• Inspección por corrientes inducidas.

• Inspección por ultrasonido (toma de espesores).

• Inspección por Rx.

• Inspección de materiales refractario.

• Inspección de materiales refractario instalado.

• Inspección por ultrasonido.

• Inspección por medio de see Snake.

• Inspección de fuga.

• Inspección de dureza.

• Inspección de cierre de equipos.

• Formularios:

• Listas de chequeo (general, por equipos).

• Reporte de inspección.

• Nota de campo.

De acuerdo al sistema de gestión implantado en Orinoco Iron la estructura de codificación de los documentos es la siguiente:

En el caso de inspección y corrosión:

• 1. Los procedimientos PRE02IC01…n

PRP01IC01….n

• 2. Practicas operativas POE02IC01…n

POO01…nIC01…n

• 3. Formularios FO_P (o1…n) IC (01…..n)

_O (01….n) IC (01….n)

ESTABLECIMIENTO DE LA METODOLOGÍA DE INSPECCIÓN PARA LOS EQUIPOS INTERVENIDOS DURANTE LAS PARADAS DE PLANTA Y MANTENIMIENTO EN GENERAL BASADO EN EL CÓDIGO API 510

Con estos documentos se establecerá formalmente la normalización de las inspecciones que se realizan en esta área en paradas de planta y mantenimiento general de los equipos en la empresa en un nivel inicial.

Adicionalmente, se evitará la subjetividad para cada actividad de inspección, debido a que las prácticas operativas reflejan los criterios de aceptación y rechazo para cada componente a revisar. Además, servirá como base para planteares a las empresas contratistas de apoyo a las inspecciones, lo que la Superintendencia de Inspección y Corrosión de Orinoco Iron S.C.S. espera de ellos.

Asimismo, el establecimiento de estos documentos, se presenta formalmente los métodos que deben aplicarse para cada situación en particular para las inspecciones de los equipos estáticos del sistema de reactores.

PUNTOS A MEJORAR POR PARTE DEL PERSONAL DE INSPECCIÓN DURANTE LOS TRABAJOS EN CAMPO.

Las actividades de inspección serán indicadas en el programa general de la parada y el plan de inspección. El coordinador de cada grupo será el responsable del cumplimiento de estas actividades en forma veraz y oportuna.

Todas las inspecciones realizadas en las diferentes áreas y equipos durante las paradas deben ir acompañadas de las tomas de medidas, ubicación, demarcación y procedimiento para realizar las reparaciones de todos los defectos encontrados.

Medidas. La toma de medidas de los defectos encontrados es de muchísima importancia porque permite evaluar el costo de la reparación y facilita las emisiones de las Órdenes de compra o de las solicitudes de pedido. Se aplica en soldaduras, refractario, planchas desgastadas o deformadas, epóxido.

Ubicación y demarcación. Todo defecto encontrado debe ser marcado en sitio, de esta forma facilita su ubicación a los que ejecutarán las reparaciones. También a toda reparación se bebe marcar con tiza o con metal market el resultado de la inspección, especialmente en reparaciones de soldadura.

Procedimientos para las reparaciones. Toda reparación debe llevar un procedimiento. Si la reparación involucra cálculos avanzados, reparaciones de daños catastróficos, implica mucho tiempo o el costo es muy elevado, simplemente informar al coordinador de inspección que dicha reparación no está al alcance de inspección parada.

RESPECTO A LA ELABORACIÓN DE INFORMES.

Diariamente se bebe realizar un informe de las actividades de inspección realizadas durante el día. Adicional se debe ir vaciando la información de los reportes diarios en el reporte final de parada. Cuando se presenta un problema atípico que rompe con las rutinas de inspección esperadas, se debe realizar un informe especial aparte reportando la novedad.

Informes de inspección diario. Se debe reportar todas las actividades de inspección realizadas durante el día hora exacta de ejecución. Se debe escribir la condición encontrada del equipo o pieza, tomas de medidas, ubicación y demarcación. El procedimiento para realizar las reparaciones de todos los defectos encontrados se emitirá dentro de los reportes.

Informe de inspección final de parada. Debe hacerse uno por cada equipo inspeccionado. Se debe entregar con el fin de la parada, a más tardar tres (3) días después. El debe contemplar todas las inspecciones hechas a todos los equipos intervenidos. Debe estar respaldado con medidas tomadas y fotografías. Para agilizar su elaboración se debe copiar la información de los reportes diarios, en un borrador del reporte final TODOS LOS DIAS. El reporte final debe contener las inspecciones realizadas en los equipos, condición encontrada, condiciones de arranque y recomendaciones si es necesario. Generalmente las recomendaciones de este informe son para ser realizadas en la parada siguiente. El informe debe tener al final un resumen de las recomendaciones. Para cada recomendación se debe realizar todos los procedimientos de reparación y estarán anexos al reporte. Un índice será de mucha ayuda para encontrar con facilidad los datos que se quieran analizar. Son responsabilidad de los inspectores CONTRATADOS.

Informes especiales. Se debe realizar un informe especial para reportar condiciones atípicas encontradas durante las actividades de parada, es decir, que rompen con la rutina de las inspecciones que normalmente se hacen en cada parada. Este informe debe llevar un título, planteamiento del problema, antecedentes, objetivos generales objetivos específicos, alcance, recolección de datos, análisis, conclusión y recomendaciones. Son responsabilidad los inspectores de OI.

RESPECTO AL HORARIO DE TRABAJO

Horario de trabajo. Inspectores contratista.

DIURNO

La hora de llegada es a las 7:00 am para tener la reunión, revisión de informes, preparación y calibración de equipos de inspección.

7:45 am salida al campo para realizar las inspecciones programadas y seguimientos a los trabajos de la ruta crítica para evitar retrasos de última hora y retrabajos. Durante estas actividades se deben incluir consultas teóricas, interpretación de planos, elaboración de dibujos, etc.

11:45 am vuelta a la oficina, reposo y preparación para el almuerzo. 12:00 pm almuerzo.

01:00 pm Preparación y calibración de las herramientas de inspección.

01:15 pm salida al campo para realizar las inspecciones programadas y seguimientos a los trabajos de la ruta crítica para evitar retrasos de última hora y retrabajos.

06:30 vuelta a la oficina, reposo cambio de vestuario final de jornada.

Los coordinadores de cada grupo deben programarse para vaciar la información de los informes como fue indicado. Es su responsabilidad hacer llegar la información en forma veraz y oportuna sin caer en morosidades.

Horario de trabajo. Inspectores contratista. NOCTURNO

La hora de llegada es a las 7:00 pm para revisión de informes, preparación y calibración de equipos de inspección.

7:30 pm salida al campo para realizar las inspecciones programadas y seguimientos a los trabajos de la ruta crítica para evitar retrasos de última hora y retrabajos. Durante estas actividades se deben incluir consultas teóricas, interpretación de planos, elaboración de dibujos, etc.

12:45 am vuelta a la oficina, reposo y preparación para la cena. 12:00 am cena.

01:00 am Preparación y calibración de las herramientas de inspección.

01:15 am salida al campo para realizar las inspecciones programadas y seguimientos a los trabajos de la ruta crítica para evitar retrasos de última hora y retrabajos.

06:30 am vuelta a la oficina, reposo cambio de vestuario final de jornada.

Los coordinadores de cada grupo deben programarse para vaciar la información de los informes como fue indicado. Es su responsabilidad hacer llegar la información en forma veraz y oportuna sin caer en morosidades.

LOCKERS, EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL, UNIFORME

Los inspectores deben de contar con lockers personales. No se permite utilizar ninguna instalación física de OI para guardar artículos personales, equipos de protección personal, guantes, etc.

Es obligatorio el uso equipos de protección personal y del uniforme de trabajo y es responsabilidad del representante de la CONTRATISTA mantener a los inspectores con un uniforme apto para el trabajo.

Nota: Se bebe entregar diariamente un avance del informe mensual al coordinador de inspección.

Conclusiones

A continuación se presentan las conclusiones referentes al presente informe, producto del análisis y discusión de resultados:

• Los criterios de aceptación y rechazo obtenidos para los componentes de los equipos evaluados en el sistema de reactores, permitirá que todas las personas involucradas en las inspecciones a realizarse en las paradas de trenes (líneas de producción) manejen el mismo lenguaje y así evitar las subjetividades a la hora de inspección. Cabe destacar, que estos criterios de aceptación y rechazo se encuentran plasmados en las listas de chequeo y en las prácticas operativas para cada componente de los equipos evaluados, por medio de porcentajes de tolerancias y medidas mínimas para determinar si un componente es rechazado o aceptado.

• La principal información recabada para establecer los procedimientos de reparación, de soldadura y otros soportes al personal de inspección y mantenimiento, son las especificaciones técnicas de los componentes pertenecientes a los equipos evaluados como las dimensiones de ciertas partes y el material del cual se constituyen. Asimismo, se encuentran los diagramas de los equipos para así orientar de mejor manera a los inspectores sobre las ubicaciones de las fallas y defectos. Por otra parte, esta información dará pie a que los Ingenieros de Corrosión (Ingenieros Metalúrgicos) en la empresa comiencen a elaborar los procedimientos de reparación y soldadura pertinentes para cada equipo, lo cuales deberán ser incluidos dentro de cada lista de chequeo y prácticas operativas.

• El documento es establecido como entrenamiento de nuevo personal de inspección de Orinoco Iron s.c.s, al personal de inspección de las empresas contratistas y guia a los inspectores actuales. Las listas de chequeo para cada uno de los equipos evaluados, contienen los pasos que deben realizarse para inspeccionar los componentes pertenecientes a cada uno de ellos, así como, los planos, planes de inspección y cualquier figura que sirva de referencia a los que se desea inspeccionar.

• Realizada las comparaciones con los requisitos mínimos que establece el código de inspección API 510 y las actividades de inspección actuales en Orinoco Iron s.c.s., se deduce que la empresa cumple con la mayoría de los requisitos mínimos que manifiesta dicho código. Sin embargo, solo hacia falta mantener un mejor control de las actividades de inspección por medio de la documentación, siendo este el motivo por el cual se generaron las lista de chequeo por equipos, la lista de chequeo generalizada y las practicas operativas para cada componente y así mantener los registros pertinentes de lo que se esta realizando. Por otra parte, la empresa está encaminada a otorgar la certificación a algunos de sus inspectores bajo este código, con el fin de apegarse aún más los requisitos que esta establece.

• La elaboración de la metodología de inspección para los equipos estáticos del sistema de reactores de Orinoco Iron s.c.s. está plasmada en las prácticas operativas generadas para cada componente que es inspeccionado comúnmente en las paradas de los trenes. Referidos al código API 510.

Recomendaciones

• Determinar el número de planos faltantes por equipo, ya que en los manuales asignados para cada uno de ellos se expresa la existencia de información valiosa contenida en planos.

• Establecer cuanto antes los procedimientos de reparación y de soldadura para los componentes de los equipos del sistema de reactores, tomando como base la información que se recolectó en el presente proyecto sobre las especificaciones técnicas de los mismos.

• Continuar con la política de certificación al resto de inspectores en la empresa bajo el Código de Inspección API 510 y así ajustarse aún más a lo que establece la misma.

• Implementar las propuestas planteadas para mejorar las actividades de inspección y disminuir los tiempos de desperdicios en algunas de ellas.

• Continuar con el establecimiento de las metodologías de inspección a los equipos pertenecientes a las demás áreas de la empresa como: planta de gas, servicios y mineral y producto.

Anexos

ANEXO 1. Identificación de los Equipos

Apéndices

MANUAL DE PROCEDIMIENTOS GENERAL

GLOSARIO

A continuación se muestra la lista en orden alfanumérico de los términos técnicos o propios de Orinoco Iron S.C.S.:

Acople: Sección de una tubería que la une con otra.

Área: Denominación hacia el lugar en la empresa donde se encuentran los equipos.

Boca de Visita: Abertura en forma circular de 20 pulgadas -150# que permite el acceso de personas hacia el interior del equipo.

Brida: Es el elemento que une dos componentes de un sistema de tuberías, permitiendo ser desmontado sin operaciones destructivas, gracias a una circunferencia de agujeros a través de los cuales se montan pernos de unión.

Briquetas: Producto único elaborado por Orinoco Iron s.c.s. con finos metalizados de hierro.

Bucket Elevator: Los finos y virutas (menores a 9,5 mm) provenientes de la criba del Trommel (Trommel Grizzly), y de la criba de briquetas

(Briquetting Screem) son reciclados por el transportador vertical de cangilones hasta la tolva del tornillo alimentador.

Carreto: Sección de tubería generalmente corta.

Cartelas: Láminas ubicadas en forma perpendicular debajo de la artesa del Briquetting Screen