Informe De Fallas Caldera Pirotubular 731j6a

República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria. UPTOS “Clodosbaldo Russián” Cumaná, estado Sucre.

Mantenimiento Industrial (Posibles fallas de una caldera pirotubular).

Prof. Luis M. Zurita (Mantenimiento I) Integrantes: -Agudelo Diomarys. -Baza, Fadi. -Carvelli, Jose. -Fuentes, Carla. -Lárez M. Jorge Luis. -Marchán, Mariannis -Peroza, Manuel. -Puesme M. Margaret Celeste. Cumaná, octubre de 2014

A continuación, se presentan las posibles fallas que puede presentar una caldera pirotubular. Cabe destacar que se seleccionaron diez (10) fallas por departamento. Cada técnico encargado de cada departamento seleccionó las fallas que pueden ocurrir con más frecuencia y a las cuales hay que ponerle atención, para esto, se creará un plan de mantenimiento preventivo sistemático que permita evitar que las fallas descritas en el presente informe ocurran en un futuro. Dicho mantenimiento será clasificado como diario, semanal, mensual, trimestral, semestral y/o anual según sea el caso. -DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD. Técnico encargado: Fadi Baza. En toda planta o industria que consuma vapor de agua, existe la presencia de un caldero, ya sea un caldero pirotubular o acuotubular. Y al existir un caldero, siempre hay las posibilidades de fallas, es por eso que relato algunas de las fallas típicas que ocurren en ellos: Principales fallas eléctricas de una caldea Pirotubular:  

Interrupción en el circuito de encendido, Controlar todo el dispositivo. El cable del transformador de encendido se han secado con el tiempo, Cambiar el

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cable. El cable del transformador de encendido no está bien conectado,Sujete el cable. Transformador de encendido malo, Cambiar el transformador. Válvulas solenoides no abren, Controlar la línea de alimentación de energía

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eléctrica y/o reemplazar válvula solenoide. Las conexiones eléctricas del termostato ambiente no son las apropiadas,

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Comprobar que los cables estén conectados a los terminales correspondientes. La bomba de circulación tiene un bobinado interrumpido, Sustituirlo. El electrodo de detección de llama de la caldera está defectuoso. Hay que

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sustituirlo. El quemador y el ventilador no arrancan (Hay enclavamiento eléctrico en las calderas). Posibles causas:

Bajo nivel de agua, falla del sistema de energía eléctrica, interruptor manual defectuoso en posición off, control de operación o controles de carácter limite defectuosos o descalibrados, voltajes demasiado altos o bajos, control principal de combustión apagado o defectuoso, fusibles defectuosos en el gabinete de la caldera, térmicos del motor del ventilador o del motor del compresor que saltan, os o arrancadores eléctricos defectuosos, motores del compresor y/o ventilador defectuosos, mecanismos de modulación de fuego alto y bajo no se encuentran en la posición adecuado de bajo fuego y fallo en el fluido eléctrico. -DEPARTAMENTO DE MECÁNICA: Técnico encargado: Manuel Peroza. CORROSIÓN Y OXIDACIÓN: 1. Corrosión acelerada en lado de aguas. Por alta temperatura se genera una capa de magnetita muy gruesa que aísla térmicamente al metal del tubo, subiendo aún más su temperatura, además, estas capas tienden a ser porosas y frágiles, lo que facilita el ataque corrosivo. ALGUNAS CAUSAS •

Depósitos en las tuberías que disminuyen el flujo y la transferencia de calor.

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o directo del tubo con la llama, con cenizas o combustible incandescente.

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Deficiencias en procedimientos de arranque.

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Problemas en el control del nivel del agua. 2. Corrosión por picaduras en lado de aguas. En la superficie de los elementos se forman zonas de corrosión preferencial que se

profundizan con el tiempo. Estas picaduras son potenciales núcleos de grietas de fatiga o SCC y también pueden llegar a perforar la tubería.

ALGUNAS CAUSAS •

Tratamiento deficiente del agua de alimentación de la caldera que la deja con alto contenido de oxígeno.

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Capas de magnetita o depósitos porosos y/o agrietados que atrapan fluido y favorecen su ataque.

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Procedimientos deficientes en paradas que permiten el ingreso de aire al interior de las tuberías. 3. Corrosión intergranular en lado de aguas. La corrosión se da de manera preferente en límites de grano del material de la

tubería o en zonas adyacentes, llegando a generar desprendimiento de los granos. ALGUNAS CAUSAS •

Susceptibilidad de límites de granos del material o sus zonas adyacentes a corroerse, por precipitación o segregación de elementos o compuestos químicos, producto de ciclos térmicos de fabricación o servicio.

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Alta temperatura y altos esfuerzos residuales o de servicio contribuyen al fenómeno. Puede generar SCC. 4. Oxidación y corrosión por cenizas en lado de fuegos. En el lado de fuegos altas temperaturas producen capas oxidadas gruesas. También

se pueden tener gruesas capas de cenizas, las cuales a altas temperaturas se pueden fundir y producir corrosión líquida. ALGUNAS CAUSAS •

Altos contenidos de Vanadio, Sodio y Azufre en el combustible favorecen la fusión de parte de las cenizas.

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Exceso de oxígeno en la relación aire – combustible o alto contenido de azufre favorecen la oxidación.

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Capas muy gruesas de cenizas. DEPÓSITOS 5. En el lado de aguas. Sobre las superficies quedan residuos sólidos, los cuales disminuyen el flujo y la

transferencia de calor, lo que dará una mayor temperatura que acelera la oxidación y por lo tanto engruesa la capa de magnetita aislando aún más al tubo, esto finalmente desemboca en sobrecalentamiento. Las zonas especialmente susceptibles a formar depósitos están en el evaporador. ALGUNAS CAUSAS •

Tratamiento deficiente del agua de alimentación que la deja con un número alto de sólidos en suspensión.

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Procedimiento de tratamiento de agua deficiente que deje en ésta sólidos provenientes de las sustancias utilizadas para el tratamiento.

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Productos de corrosión de equipos precaldera. EROSIÓN 6. Por partículas, agua o vapor. Se presenta pérdida de espesor de la tubería por la incidencia directa sobre ella de

un chorro de partículas abrasivas, combustible particulado, ceniza, agua o vapor. ALGUNAS CAUSAS •

Agrietamiento de una tubería cercana que genera chorros de agua o vapor que inciden en el tubo.

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Excesiva generación de cenizas.

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Molienda deficiente del combustible sólido.

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Contaminación del combustible o aire de combustión por sólidos en suspensión.

AGRIETAMIENTO 7. Por sobrecalentamiento de corta duración Se presenta una importante expansión del elemento, las superficies de grieta son delgadas (labio delgado), producto del alargamiento de los granos en caliente. Se produce por sobrecalentamiento momentáneo del tubo (más de 650º C). ALGUNAS CAUSAS •

o directo del tubo con la llama, combustible o cenizas incandescentes.

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Flujo deficiente de agua y/o vapor por el tubo, por problemas en el control del nivel de agua o por un mal procedimiento de arranque del equipo.

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Obstrucción del tubo por ejemplo por depósitos. 8. Por sobrecalentamiento de larga duración (creep). Se presenta una ligera expansión del tubo, las superficies de grieta son gruesas

(labio grueso), por formación de micro-cavidades y posterior de cohesión inter-granular. Hay también globulización de la cementita y en algunos casos formación de grafito. Se produce por sobrecalentamiento continuado a temperaturas del orden de 600º C. ALGUNAS CAUSAS •

Capa gruesa de oxidación en lado de aguas.

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Formación de depósitos en el interior de las tuberías que las aíslan térmicamente.

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Llamas cercanas o cenizas incandescentes. 9. Por corrosión - esfuerzo (scc). No hay expansión del tubo. Las grietas normalmente son múltiples e inter-

granulares y pueden ser ramificadas. ALGUNAS CAUSAS •

Material con dureza elevada producto de un deficiente proceso de fabricación.

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Esfuerzos residuales de soldadura elevados por procesos de pre y postcalentamiento inapropiados.

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Deficiencia en el tratamiento del agua de alimentación. 10. Fallas en el encendido. Ventilador y Quemador arrancan pero no hay llama principal a) No hay ignición Posible causa: Falla de chispa, hay chispa pero no hay llama piloto, válvula

solenoide a gas defectuoso, interruptor bajo fuego abierto. b) Hay llama piloto, pero no hay llama principal Posibles causas: Llama piloto inadecuada, falla en el sistema de detección de llama, falla en el suministro principal de combustible, programador ineficaz. c) Hay llama de bajo fuego, pero no de alto fuego. Posibles causas: Baja temperatura de combustible, presión inadecuadas de la bomba, motor modutrol deficiente, Articulación suelta o pegada d) Falla de llama principal durante el arranque Posibles causas: Ajuste defectuoso de aire combustible, control de combustión o programador defectuoso. e) Falla de llama durante la operación Posibles causas: Combustible pobre e inadecuado, fotocelda deficiente, circuito limite abierto, interruptor automático no funciona correctamente, motores ocasionan sobrecargas, control de combustión o programador defectuosos, calibración de quemador incorrecta, dispositivos de interconexión defectuosos o ineficaces, condiciones de bajo nivel de agua, falla en el suministro de energía eléctrica, proporción aire combustible f) No funciona el motor modutrol

Características: No hay movimiento del modulador (modutrol) a las palancas que regulan el damper. Posibles causas: Interruptor alto y bajo fuego en posición inadecuada, sistema de palancas pegadas, motor no se mueve a lato fuego durante la prepurga porque están sucios o abiertos los os del control de combustión, modutrol no va a bajo fuego porque los os no se abren, el motor es ineficaz (conexión eléctrica suelta, transformador del motor esta defectuoso). -DEPARTAMENTO DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL. En el área de instrumentación de una caldera tubular se necesita tener presente todos los parámetros que influyen en su control y así nos permite detectar las posibles fallas que se pueden ocasionar en dicha caldera. Desde el punto de vista de instrumentación se debe tener principalmente el control de los siguientes: Control de combustión: •

Se debe chequear el controlador de presión de vapor ya que puede ocasionar fallas con las válvulas de control del combustible.

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Otra de las fallas importantes que se puede ocasionar es con el relé de relación, puesto que ajusta la relación entre el aire y el combustible.

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Otra falla importante son los problemas que ocurren con el servomotor, ya que pueden existir problemas con el interruptor límite de recorrido del mismo, que permite verificar la posición de máxima apertura.

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Válvula del combustible dañada o defectuosa.

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Detectores de llama principal y llama piloto Control de nivel:

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Problemas con el controlador de nivel que puede ser: tipo de desplazamiento o de presión diferencial de diafragma.

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Sensores de niveles, ponen en marcha la bomba de alimentación de agua.

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Válvula de control del agua de alimentación Problemas con manómetros. (Mala calibración, corrosión, etc.)

Control de seguridad de llamas: •

Detector más Relé de llamas, ya que puede adoptar varias formas: encendido de la llama piloto, encendido de la llama principal, entre otras. De forma general se puede decir que algunas causas que ocasionan dichas fallas, por

ejemplo en cuanto a la llama puede ser que el sensor de llama se encuentre sucio, mal posicionado (no sensa la llama) o defectuoso. Otra causa seria problemas con el electrodo o alimentación de gas, exceso de aire, daños en cables de alta, daños el transformador (piloto no enciende). En cuanto al termómetro lo más común sea que este mal calibrado o que tenga una sobrepresión ya que si está sometido a una presión superior al límite sufre daños en el elemento sensible. Se debe distinguir entre picos de sobrepresión puntuales y una sobrepresión continua, entre otros.