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Cómo solucionar problemas y actualizar los sistemas de optimización de procesos obsoletos en plantas químicas

Publicado por David Star

Ya sea por la sobrecarga de trabajo del equipo de mantenimiento o por la falta de inspecciones rutinarias y regulares, los sistemas de visores de nivel rara vez fallan sin previo aviso. En un caso notable, una planta operaba aproximadamente 20 visores de nivel con intervalos de servicio muy superiores a los recomendados. Las limitaciones presupuestarias llevaron al equipo a centrarse únicamente en el reemplazo de juntas, ignorando el grabado químico visible y las pequeñas grietas en el vidrio. El resultado: el operario ya no podía leer con precisión el nivel del tanque a través del visor deteriorado.

Esta falta de visibilidad provocó el desbordamiento de un tanque, lo que obligó a desechar el producto, realizar una limpieza exhaustiva y generar la documentación reglamentaria necesaria. El costo de solucionar el incidente superó con creces lo que habría requerido un programa de reemplazo estructurado. Este patrón se repite en diversas industrias de procesos, pero es totalmente evitable.

Los sistemas de optimización de procesos, que pueden incluir mirillas, indicadores de flujo, medidores de nivel, iluminación LED y cámaras en los recipientes de proceso, no son componentes pasivos. Son elementos activos de seguridad y control de calidad, y cuando envejecen sin una estrategia de mantenimiento o actualización, las consecuencias van desde pequeñas fugas hasta costosos incidentes de producción. A continuación, se explica cómo los ingenieros de mantenimiento y de proyectos pueden anticiparse a este problema.

Señales de advertencia de que su mirilla o sistema de observación está en riesgo.

Los indicadores más comunes de un sistema de observación de procesos comprometido también son fáciles de pasar por alto. Un ataque químico, frecuente en sistemas que manejan ácidos, cáusticos o disolventes, puede causar decoloración, opacidad o picaduras en la superficie del vidrio. Un visor que antes era transparente y ahora está visiblemente turbio puede seguir funcionando, pero su integridad estructural está degradada. El goteo alrededor de la brida o del cuerpo del visor indica una falla en la junta, que a menudo precede a una rotura total del sello. En los sistemas de cámara, la degradación de la calidad de la imagen, los reemplazos frecuentes de sensores o la corrosión de la carcasa que requiere sellados repetidos son señales de que el conjunto está luchando una batalla perdida contra el entorno del proceso.

Otro signo de advertencia que a menudo se subestima es la antigüedad del sistema. Muchas plantas químicas utilizan sistemas de inspección con mirillas instaladas hace 20, 30 o incluso 40 años, a menudo con cristales que nunca se han reemplazado. Las directrices del sector suelen recomendar ciclos de inspección e intervalos de reemplazo de cristales basados ​​en:

  • clase de presión
  • rango de temperatura
  • exposición a los medios

Si su planta no cuenta con un programa de reemplazo documentado para estos componentes, eso es una señal de alerta.

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Diagnóstico de fugas, fracturas por tensión y daños por corrosión

Cuando la inspección revela algún problema, el siguiente paso es un diagnóstico sistemático antes de tomar decisiones sobre el reemplazo. Las fugas en la superficie de la junta suelen indicar pérdida de compresión o degradación química del material de sellado, algo común en sistemas donde la junta original se especificó para un fluido menos agresivo que el que circula actualmente por la tubería. Reemplazar la junta con un material químicamente compatible (PTFE, grafito o elastómeros especiales, según el fluido) puede solucionar la fuga sin necesidad de reemplazar todo el conjunto.

Las fracturas por tensión que se producen en los visores de vidrio borosilicato fusionado son más graves. Suelen aparecer como finas grietas radiales desde el borde del vidrio, a menudo causadas por choque térmico, apriete excesivo de los elementos de fijación o desalineación de las caras de la brida. Un panel de vidrio fracturado por tensión debe reemplazarse inmediatamente, ya que el vidrio está sometido a compresión y la falla puede ser repentina. Los daños por corrosión en el cuerpo o la brida de fijación, en particular las picaduras o el adelgazamiento de la pared visibles en la inspección, indican que la propia carcasa estructural se ha visto comprometida y debe planificarse el reemplazo completo del conjunto.

¿Cuándo reemplazar el vidrio en lugar de conjuntos completos?

No todos los problemas requieren el reemplazo completo del conjunto, y parte de una gestión inteligente de activos es conocer la diferencia. El reemplazo solo del vidrio es apropiado cuando el cuerpo, la brida, los herrajes de retención y las superficies de la junta están en buenas condiciones y el modo de falla se limita al panel de vidrio en sí: ataque químico de la superficie, opacidad menor o un cambio programado en el intervalo de servicio. Muchos diseños de mirillas, incluido METAGLAS® Las ventanas de borosilicato fusionado de LJ Star están diseñadas para facilitar el reemplazo del vidrio dentro de una carcasa que, por lo demás, está en buen estado.

La sustitución completa del conjunto tiene sentido cuando la carcasa presenta corrosión o daños por tensión, cuando la presión o la temperatura nominal de la unidad existente ya no coinciden con las condiciones actuales del proceso, o cuando el diseño del conjunto está obsoleto y los cristales o juntas de repuesto ya no están disponibles. En las plantas más antiguas, este último punto es cada vez más frecuente: conseguir cristales para una carcasa de mirilla de la década de 1970 puede convertirse en una tarea frenética cada trimestre. Estandarizar las líneas de productos actuales con piezas de repuesto disponibles supone una mejora significativa en la fiabilidad.

Actualización a soluciones de mayor presión o mayor temperatura.

La intensificación de procesos, los cambios en las materias primas y las mejoras en los equipos suelen llevar las condiciones de operación más allá de lo que los sistemas de observación originales estaban diseñados para soportar. Un visor especificado para 150 psi a 300 °F puede estar funcionando en una línea que posteriormente se ha recalibrado a 300 psi a 400 °F, lo que está muy por encima de su rango de diseño, incluso si aún no ha fallado.

La actualización en estas situaciones no siempre requiere la modificación del recipiente. Muchos conjuntos de visores modernos están disponibles en clases de presión más altas, hasta 3,000 psi o más para modelos industriales especializados, y en rangos de temperatura que se adaptan a líneas de vapor, sistemas de aceite térmico y reactores de alta temperatura. Para entornos con alta exposición a productos químicos, los diseños de vidrio de borosilicato fundido, que someten el vidrio a compresión, ofrecen una resistencia sustancialmente mayor tanto al ataque químico como a los ciclos de presión. Cuando se utilizan sistemas de cámara, la selección de carcasas con rangos de presión adecuados, materiales de lente resistentes a productos químicos y componentes electrónicos sellados previene la corrosión progresiva que afecta a las instalaciones de cámaras en entornos hostiles.

Mejorar la seguridad de los trabajadores sin rediseñar la embarcación.

Una de las mejoras más importantes disponibles para las plantas químicas antiguas no requiere ninguna modificación de los recipientes: permite a los operarios evitar la observación directa de los procesos peligrosos a través de los visores. Las cámaras en los recipientes de proceso permiten a los operarios supervisar las operaciones de mezcla, reacción, separación y llenado desde una distancia segura, eliminando la necesidad de estar justo al lado de equipos presurizados que contienen fluidos corrosivos o tóxicos.

Para plantas donde los visores deben seguir siendo puntos de observación primarios, son posibles varias mejoras de seguridad de modernización. Se pueden montar protectores, hechos de mica, FEP o Kel-F, en el lado del proceso del vidrio para extender la vida útil y reducir el riesgo de contacto químico en caso de falla del vidrio. (Cabe señalar que nuestro METAGLAS® El visor de vidrio fusionado nunca ha presentado fallas conocidas en el campo. Los anillos de protección y las pantallas deflectoras en el lado atmosférico protegen a los operadores de los fragmentos de vidrio en caso de una falla catastrófica. Las mejoras en la iluminación de procesos optimizan la visibilidad a través de los visores y los sistemas de cámaras, reduciendo el riesgo de interpretar erróneamente las condiciones del proceso, lo que podría llevar a decisiones inseguras por parte del operador.

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Planificación para la fiabilidad a largo plazo

Los programas de mejora de la observación de procesos más eficaces tratan estos componentes de la misma manera que los equipos rotativos: con intervalos de inspección documentados, criterios de reemplazo definidos, inventario de repuestos y revisión de ingeniería cuando cambian las condiciones del proceso. Los elementos clave de un plan de confiabilidad a largo plazo incluyen:

  • establecer una clasificación de criticidad para mirillas y cámaras en función del potencial de riesgo del medio del proceso y las consecuencias de un fallo no planificado
  • Definir los intervalos de reemplazo del vidrio en función de la clase de presión, la temperatura y la exposición química, en lugar de esperar a que se observe una degradación visible.
  • mantener una lista de materiales que identifique los componentes de repuesto disponibles actualmente para cada sistema de observación en la planta.
  • Se activa una revisión de ingeniería cada vez que se recalifica una línea o cambia la composición química de la materia prima.

Los sistemas de observación del proceso de envejecimiento representan un riesgo manejable, pero solo cuando se gestionan activamente. Para las plantas químicas que utilizan equipos heredados, la combinación de diagnósticos específicos, el reemplazo de vidrios o conjuntos en función de su estado en lugar de una crisis, y las actualizaciones bien pensadas a soluciones de mayor clasificación o basadas en cámaras pueden reducir significativamente tanto la exposición a riesgos de seguridad como el tiempo de inactividad no planificado. LJ Star ofrece una amplia gama de visores, METAGLAS® Ventanas de borosilicato fundido, cámaras para recipientes de proceso y soluciones de iluminación de proceso diseñadas para las exigencias del procesamiento químico y otros entornos industriales adversos. Para obtener más información o solicitar una consulta, visite www.ljstar.com.

Sobre la autora: David Star

David Star es el propietario y director ejecutivo de LJ Star Incorporated, un proveedor líder de equipos de optimización de procesos con sede en Twinsburg, Ohio. Desde que fundó la empresa en 1992, y con más de 35 años de experiencia, ha convertido a LJ Star en un importante proveedor para las industrias de ciencias biológicas, alimentos y bebidas, industria y biotecnología. 

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