Estudio de la influencia de los esfuerzos secundarios en la propagación de grietas en un reactor de hidrotratamiento envejecido en servicio

Abstract

Con el único motivo de contribuir a la disminución del deterioro ambiental la industria petrolera implementa nuevos métodos como hidrotratar el crudo para obtener no solo mayor cantidad de compuestos, si no derivados de mejor calidad. Este procedimiento se lleva a cabo en unidades de hidrotratamiento las cuales básicamente mezclan el hidrogeno con el hidrocarburos para disminuir los compuestos más contaminantes como el azufre, nitrógeno, metales pesados y oxigeno. El equipo crítico de este sistema es el reactor; es un recipiente a presión en el cual ocurren los intercambios energéticos y normalmente trabaja bajo unas condiciones operaciones muy severas. Las cargas térmicas y mecánicas a las que está expuesto el reactor generan múltiples esfuerzos y zonas óptimas para la generación y propagación de grietas. Los procesos de cálculo para determinar estos esfuerzos cuando se presentan defectos son complejos; lo que se realizo en este proyecto fue implementar una metodología practica para determinar los esfuerzos primarios (producidos por la presión) y los esfuerzos térmicos (producidos por las variaciones de temperatura) con los cuales se realizan los análisis de criticidad de grietas, para facilitar su aplicación se genero un programa en Matlab.. Se implemento estas nuevas formas de cálculo para la determinación de los esfuerzos; también se utilizo la simulación en ANSYS del reactor de hidrotratamiento, tanto en estado estable como en estado transitorio, y con estas dos metodologías propuestas se realizo el análisis de criticidad para obtener el comportamiento de las grietas. Los resultados obtenidos fueron comparados con la metodología especificada por la norma, y se logro una buena caracterización del comportamiento de los defectos.