Análise de falha em tubos de trocador de calor do sistema de topo da torre regeneradora da unidade de hidrotratamento em uma refinaria de petróleo: um estudo de caso
| Autor: | Jancler Adriano Pereira Nicacio, Alexandre Queiroz Bracarense, Vanessa de Freitas Cunha Lins |
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| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Matéria (Rio de Janeiro) v.26 n.3 2021 Matéria (Rio de Janeiro. Online) instacron:RLAM Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 26, Issue: 3, Article number: e13035, Published: 11 OCT 2021 |
| Popis: | This paper presents a failure analysis performed on tubes of a heat exchanger. Heat exchangers are among the most common equipment in an oil refining industry, as heat transfer is one of the most important and common processes in chemical and petrochemical industries. The equipment analyzed was the condenser of the top system of the diethanolamine regeneration tower of the naphtha hydrotreating unit of an oil refinery. The tubular bundle consists of 78 tubes in the ASTM A213 Grade 316L specification, with 19.05 mm in diameter and 1.65 mm in wall thickness. The tubes are subjected to the aqueous flow of H2S and diethanolamine on the outside and cooling water on the inside. After a scheduled general shutdown in July 2011, after six years of continuous operation, the loss of thickness in several tubes was observed. The result of the failure analysis indicated that, through visual inspection, the corrosive process occurred from outside to inside the tubes. The eddy current test indicated an active corrosive process with a corrosion rate of 0.16775 mm / year. The ultrasonic inspection performed through the internal rotating inspection system (IRIS) confirmed the loss of thickness and the presence of perforated tubes, with consequent loss of containment. Amine corrosion in the presence of H2S was identified as the basic failure mechanism, aggravated by DEA concentration higher than 20 wt.% in the analyzed equipment. In October 2019, the tubes of this exchanger were replaced and the proposed solution to mitigate the problem was to dilute the solution with washing water, to obtain amine solution concentrations below 5% by mass in the beam tubes of the heat exchanger. RESUMO Este artigo apresenta uma análise de falhas realizada em tubos de um trocador de calor. Trocadores de calor estão entre os equipamentos mais presentes em uma indústria de refino de petróleo, pois a transferência de calor é um dos processos mais importantes e comuns em indústrias químicas e petroquímicas. O equipamento analisado foi o condensador do sistema de topo da torre de regeneração de dietanolamina (DEA) da unidade de hidrotratamento de nafta de uma refinaria de petróleo. O feixe tubular é constituído por 78 tubos na especificação ASTM A213 Grau 316L com 19,05 mm de diâmetro e 1,65 mm de espessura de parede. Os tubos são submetidos ao fluxo aquoso de H2S e dietanolamina na parte externa e água de resfriamento na parte interna. Após uma parada geral programada ocorrida em julho de 2011, após seis anos de operação contínua, foi observada a perda de espessura em vários tubos. O resultado da análise de falha indicou que, através da inspeção visual o processo corrosivo ocorreu de fora para dentro dos tubos. O ensaio de correntes parasitas indicou um processo corrosivo ativo com uma taxa de corrosão de 0,16775 mm/ano. A inspeção ultrassônica realizada através do sistema de inspeção rotativa interna (IRIS) confirmou a perda de espessura e a presença de tubos perfurados, com consequente perda de contenção. A corrosão por amina em presença de H2S foi identificada como o mecanismo básico da falha, agravada pela concentração de DEA superior a 20% em massa. Em outubro de 2019, os tubos deste trocador foram substituídos e a solução proposta para a mitigação do problema foi a diluição da solução com água de lavagem, para a obtenção de concentrações da solução de amina abaixo de 5% em massa nos tubos do feixe deste trocador de calor. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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