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FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

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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Presentation Transcript

  1. 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

  2. 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

  3. JUSTIFICACIÓN • La inspección integral ha adquirido importancia • La filosofía actual de las compañías ecuatorianas es la producción • Perdidas económicas

  4. 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

  5. DOCUMENTOS DE TRABAJO • ASME: “General Document Volume 1 CRTD-Vol.20-1 • API Pbl 581 “Base Resource Document: Risk Based Inspection”

  6. EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO • PROCESO TRADICIONAL DEL ANÁLISIS DE RIESGOS

  7. 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

  8. 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

  9. VALORIZACIÓN PROBABILÍSTICA PARA UN ANÁLISIS DE RIESGOS • Medida por la frecuenciade falla FS = FAgujero x PResultado

  10. EL ANÁLISIS DE RIESGOS COMO CRITERIO DE VALORACIÓN EN RECIPIENTES EN SERVICIO • ANÁLISIS DE LAS CONSECUENCIAS EN UN ANÁLISIS DE RIESGOS

  11. 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

  12. IDENTIFICACIÓN DEL ESCENARIO DE ANÁLISIS • Circunstancias que involucra el deterioro de los equipos, la posibilidad de que fallen, los eventos y las consecuencias

  13. 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

  14. ÍNDICE DE RIESGO CUALITATIVO • Determinación de la probabilidad • Determinación de las consecuencias de daños • Determinación de las consecuencias a la salud

  15. 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

  16. 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

  17. 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

  18. 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

  19. 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

  20. 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

  21. PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES • INSPECCIÓN VISUAL

  22. 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

  23. 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

  24. PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS • JUEGO DE AGUJEROS • Pequeño: ¼” • Mediano: 1” • Largo: 4” • Ruptura: Diámetro del componente, no mayor a 16”

  25. 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

  26. 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

  27. 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

  28. 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

  29. 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

  30. 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

  31. 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

  32. PROCEDIMIENTO APLICADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS • COSTO RELATIVO • Consecuencias Ambientales • Consecuencias Financieras

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

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

  35. PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES • ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS INFLAMABLES

  36. PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES • ÁREA AFECTADA POR CONSECUENCIAS TÓXICAS

  37. PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES • ÁREA AFECTADA POR EMISIÓN DE TOLUENO

  38. 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

  39. 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

  40. 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

  41. 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

  42. FACTOR DE EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN

  43. PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES • MÓDULO TÉCNICO

  44. 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

  45. PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES • FRECUENCIA AJUSTADA DE LOS TANQUES

  46. PLAN DE INSPECCIÓN BASADO EN EL ANÁLISIS DE RIESGOS APLICADO A TANQUES • ÍNDICE DE RIESGOS DEL TANQUE 2 CON XILENO

  47. 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.

  48. 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.

  49. 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.

  50. 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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