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FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

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FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN. GESTIÓN DEL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADOS EN PROCESOS DE INSPECCIÓN TÉCNICA DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO TESIS DE GRADO Previo a la obtención del Título de: INGENIERO MECÁNICO Presentada por: Wilson Iván Chávez Basantes.

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facultad de ingenieria en mecanica y ciencias de la producci n
FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

GESTIÓN DEL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADOS EN PROCESOS DE INSPECCIÓN TÉCNICA DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO

TESIS DE GRADO

Previo a la obtención del Título de:

INGENIERO MECÁNICO

Presentada por:

Wilson Iván Chávez Basantes

contenido
CONTENIDO
  • EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO
  • PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
justificaci n
JUSTIFICACIÓN
  • La inspección integral ha adquirido importancia
  • La filosofía actual de las compañías ecuatorianas es la producción
  • Perdidas económicas
el an lisis de riesgos como criterio de valoraci n en recipientes en servicio
EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO
  • INSPECCIÓN BASADA EN RIESGO
    • Involucra el análisis de riesgos y la integridad mecánica en un elemento
    • Envuelve planeación de una inspección con la información obtenida del análisis de riesgo
documentos de trabajo
DOCUMENTOS DE TRABAJO
  • ASME: “General Document Volume 1 CRTD-Vol.20-1
  • API Pbl 581 “Base Resource Document: Risk Based Inspection”
el an lisis de riesgos como criterio de valoraci n en recipientes en servicio1
EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO
  • PROCESO TRADICIONAL DEL ANÁLISIS DE RIESGOS
el an lisis de riesgos como criterio de valoraci n en recipientes en servicio2
EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO
  • DEFINICIÓN DEL SISTEMA PARA EL ANÁLISIS DE RIESGOS
    • Metas y objetivos
    • Medición requerida del riesgo
    • Límites del sistema
    • Nivel de detalle
    • Recolección de datos
el an lisis de riesgos como criterio de valoraci n en recipientes en servicio3
EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO
  • IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS
    • Estudio de peligrosidad y operabilidad: Lluvia de ideas
    • Análisis de los modos de fallas y sus efectos
    • Análisis de árbol de fallas
    • Análisis de árbol de eventos
    • Análisis de seguridad humana
valorizaci n probabil stica para un an lisis de riesgos
VALORIZACIÓN PROBABILÍSTICA PARA UN ANÁLISIS DE RIESGOS
  • Medida por la frecuenciade falla

FS = FAgujero x PResultado

el an lisis de riesgos como criterio de valoraci n en recipientes en servicio4
EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO
  • ANÁLISIS DE LAS CONSECUENCIAS EN UN ANÁLISIS DE RIESGOS
el an lisis de riesgos como criterio de valoraci n en recipientes en servicio5
EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO
  • CÁLCULO DEL RIESGO
    • RiesgoS = CS x FS
    • Niveles de Análisis:
      • Nivel 1: Cualitativa
      • Nivel 2: Cuantitativo,área afectada
      • Nivel 3: Cuantitativo, área afectada e impacto económico
identificaci n del escenario de an lisis
IDENTIFICACIÓN DEL ESCENARIO DE ANÁLISIS
  • Circunstancias que involucra el deterioro de los equipos, la posibilidad de que fallen, los eventos y las consecuencias
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • ADQUISICIÓN DE DATOS DE OPERACIÓN
    • Encabezado
    • Información Universal
    • Información Mecánica
    • Información del Proceso
    • Información de Mantenimiento o de Inspección
    • Información del Sistema de Seguridad
slide14

ÍNDICE DE RIESGO CUALITATIVO

  • Determinación de la probabilidad
  • Determinación de las consecuencias de daños
  • Determinación de las consecuencias a la salud
slide15

ÍNDICE DE RIESGO CUALITATIVO

  • Determinación de la probabilidad
    • Si existe la probabilidad de falla catastrófica por fragilización por operación a baja temperatura
  • Consecuencias de inflamabilidad, reactividad y toxicidad: NFPA 704
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos1

Grupos

TK

Fluido

Inflamabilidad

Reactividad

Toxicidad

G1

1

Diluyente

3

0

2

2

Xileno

3

0

2

5

Butanol

3

0

2

G2

3

Hexano

3

0

1

7

Acetato de etilo

3

0

1

G3

6

Tolueno

1

2

3

8

H2SO4

0

2

3

9

NaOH

0

1

3

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • ANÁLISIS DE RIESGOS DE COMPONENTES
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos2

Componente

Nivel de riesgo

Tanque N° 2

Tanque N° 3

Tanque N° 8

3C (Medio)

3B (Bajo)

3D(Medio Alto)

PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • ANÁLISIS DE RIESGOS DE COMPONENTES
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • DESARROLLO DEL PLAN DE INSPECCIÓN
    • Planificar las actividades
    • Identificar los mecanismos y tipos de daños
    • Selección de la técnica de inspección y la frecuencia
    • Datos del equipo
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques1
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • TÉCNICAS DE INSPECCIÓN
    • Se seleccionan de acuerdo a su efectividad
    • La efectividad es cuantificada por el teorema de Bayes
    • La frecuencia es seleccionada como una fracción de la vida remanente del equipo
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques2
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • INSPECCIÓN DE LOS EQUIPOS SELECCIONADOS
    • Mecanismos de daños: Corrosión
    • Tipos de daños
      • Reducción de espesor
    • Ensayos No Destructivos
      • Inspección visual
      • Medición de espesores
    • Frecuencia de inspección
      • Norma API 620 y API 653
      • 5 años
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques3
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • INSPECCIÓN VISUAL
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos3
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS
      • Propiedades del fluido
      • Juego de agujeros
      • Cantidad disponible de emisión
      • Tasa de emisión
      • Tipo de emisión
      • Fase final del fluido
      • Efectos posteriores
      • Área afectada o costo relativo
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos4
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • PROPIEDADES DEL FLUIDO
    • Definen el análisis de consecuencias
    • Fluidos mezclados: Definir fluido por la temperatura de evaporación, peso molecular y densidad
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos5
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • JUEGO DE AGUJEROS
    • Pequeño: ¼”
    • Mediano: 1”
    • Largo: 4”
    • Ruptura: Diámetro del componente, no mayor a 16”
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos6
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • CANTIDAD DISPONIBLE DE EMISIÓN
    • Masa en componente más la que se puede añadir en 3 minutos, hasta 8”
    • Total de masa del fluido
    • Cantidad de líquido disponible
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos7
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • ESTIMACIÓN DE LA TASA DE EMISIÓN
    • Instantánea o continua. Depende de las propiedades físicas del material, la fase inicial y las condiciones del proceso

Presión de transición

Líquido

Sónico

Subsónico

procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos8
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • TIPO DE EMISIÓN
    • Depende de la cantidad emitida en 3 minutos
    • Las características de dispersión después de la emisión son dependientes de la fase con respecto al medio ambiente
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos9
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • FASE FINAL DEL FLUIDO
    • Las características de dispersión después de la emisión son dependientes de la fase con respecto al medio ambiente
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos10
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • EFECTOS POSTERIORES
    • Se evalúa los sistemas de mitigación
    • La duración es parámetro crítico en la evaluación de las consecuencias
    • La efectividad se evalúa por el sistema de detección y aislamiento y luego se estima los efectos
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos11
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • ÁREA AFECTADA
    • Consecuencias inflamables
      • Emisión continua o instantánea
      • Auto ignición probable o no probable
      • Fase final: gas o líquido
      • Elegir entre área afectada del componente o el área de fatalidad
      • Seleccionar ecuación con respecto al fluido
      • Ajuste del sistema de detección y mitigación
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos12
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • ÁREA AFECTADA
    • Consecuencias tóxicas
      • Tipo de material contenido
      • RBI considera al HF, Cl, NH3, H2S
      • Tasa y tipo de emisión
      • Duración de la emisión. Máximo 1 hora
      • Área afectada de curvas
      • Ácidos y cáusticos poseen juego especial de curvas
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos13
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • COSTO RELATIVO
    • Consecuencias Ambientales
    • Consecuencias Financieras
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques6
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS INFLAMABLES
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques7
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS TÓXICAS
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques8
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • ÁREA AFECTADA POR EMISIÓN DE TOLUENO
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos14
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • DETERMINACIÓN DE LA PROBABILIDAD DE FALLA
      • Frecuencia genérica de falla
      • Factor de modificación del equipo
        • Módulo técnico
        • Universal
        • Mecánico
        • Proceso
      • Factor del sistema de administración
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos15
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • IDENTIFICACIÓN DEL DETERIORO Y MODOS DE FALLAS
    • Reducción de espesor
    • Fisuras por corrosión bajo esfuerzos
    • Deterioro de propiedades metalúrgicas y ambientales
    • Deterioro de propiedades mecánicas
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos16
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • MÓDULO TÉCNICO
    • Si no existen mecanismos de daños, el subfactor de módulo técnico es de –2
    • La norma API 581, en sus Apéndices F al N tiene desarrollados los módulos técnicos para mecanismos de falla típica de los equipos
procedimiento aplicado en el an lisis de riesgos17
PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS
  • Factor de evaluación del sistema de administración
  • Integridad Mecánica: Todos los empleados envueltos en el mantenimiento y la inspección de los equipos están capacitados para las desviaciones del proceso y sus peligros
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques10
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • FACTOR DE MODIFICACIÓN DEL EQUIPO
        • Módulo técnico: 0.5
        • Universal: 1
        • Mecánico: -1
        • Proceso: Tanques 1 al 7 = -3.5. Tanques 8 y 9 = 0.5
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques11
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • FRECUENCIA AJUSTADA DE LOS TANQUES
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques12
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • ÍNDICE DE RIESGOS DEL TANQUE 2 CON XILENO
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques13
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • FALLAS ENCONTRADAS
    • Pintura deteriorada
    • Tapas corroídas
    • Cordones de soldaduras
    • Silletas de soporte no poseen placa de desgaste
    • Tanque Nº 7 con fuga del sistema de enfriamiento
    • Corrosión localizada en el Tanque Nº 8
    • Separación entre tanques
    • Distancia entre tanques y muros de contención.
plan de inspecci n basado en el an lisis de riesgos aplicado a tanques14
PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES
  • ACONDICIONAMIENTOS RECOMENDADOS
    • Colocar sello asfáltico en las silletas
    • Instalar placas de desgaste
    • Controlar el proceso de llenado
    • Reparar soldaduras defectuosas
    • Reparar tapas corroídas
    • Reemplazar la pintura
    • Evitar fugas del sistema de enfriamiento
    • Eliminar el contacto entre escalera y tanque N° 8
    • Remplazar válvulas defectuosas
    • Separar los tanques de acuerdo a la norma IRI
    • Ubicar muros de contención a una distancia igual o mayor a la altura de los tanques.
conclusiones
CONCLUSIONES
  • Provee una visión real del estado de los componentes e identifica los mecanismos de daños
  • Integra los END con las políticas de calidad
  • Se enfoca en la importancia en que la gerencia presta atención a los componentes y a la integridad de las operaciones
  • La determinación del riesgo se basa en aspectos estadísticos que evalúan la efectividad de la inspección
  • Se identifica las áreas afectadas por cada componente y se logra reducir el impacto esperado.
recomendaciones
RECOMENDACIONES
  • Debería ser aplicado en las compañías ecuatorianas que utilizan sustancias inflamables o tóxicas, para disminuir las perdidas económicas por fallas de equipos.
  • Modelar las consecuencias tóxicas de sustancias no consideradas
  • Creación de organismo de control que verifique su correcta aplicación
  • Poseer base de datos de inspecciones anteriores
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