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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 PRODUCCIÓN

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Presentation Transcript


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

  • 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


JUSTIFICACIÓN

  • La inspección integral ha adquirido importancia

  • La filosofía actual de las compañías ecuatorianas es la producción

  • Perdidas económicas


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

  • ASME: “General Document Volume 1 CRTD-Vol.20-1

  • API Pbl 581 “Base Resource Document: Risk Based Inspection”


EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO

  • PROCESO TRADICIONAL DEL ANÁLISIS DE RIESGOS


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 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


VALORIZACIÓN PROBABILÍSTICA PARA UN ANÁLISIS DE RIESGOS

  • Medida por la frecuenciade falla

FS = FAgujero x PResultado


EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO

  • ANÁLISIS DE LAS CONSECUENCIAS EN UN ANÁLISIS DE RIESGOS


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


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 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


ÍNDICE DE RIESGO CUALITATIVO

  • Determinación de la probabilidad

  • Determinación de las consecuencias de daños

  • Determinación de las consecuencias a la salud


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


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


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 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 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 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 INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

  • INSPECCIÓN VISUAL


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 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 ANÁLISIS DE RIESGOS

  • JUEGO DE AGUJEROS

    • Pequeño: ¼”

    • Mediano: 1”

    • Largo: 4”

    • Ruptura: Diámetro del componente, no mayor a 16”


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 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 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 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 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 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 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 ANÁLISIS DE RIESGOS

  • COSTO RELATIVO

    • Consecuencias Ambientales

    • Consecuencias Financieras


PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES


PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES


PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

  • ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS INFLAMABLES


PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

  • ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS TÓXICAS


PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

  • ÁREA AFECTADA POR EMISIÓN DE TOLUENO


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 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 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 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


FACTOR DE EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN


PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

  • MÓDULO TÉCNICO


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 INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

  • FRECUENCIA AJUSTADA DE LOS TANQUES


PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES

  • ÍNDICE DE RIESGOS DEL TANQUE 2 CON XILENO


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 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

  • 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

  • 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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