Informe falla de caldera

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Contenido

I.        Introducción        3

II.        Objetivo        4

III.        Desarrollo        5

IV.        Conclusiones        9

V.        Referencias bibliográficas        10

1. Introducción

     Hoy en día la mayoría de las industrias de todos los sectores utilizan el vapor como uno de los principales generadores de energía, gracias a sus múltiples aplicaciones y las condiciones variadas de trabajo. Es por esto, que se utilizan las calderas, que son unidades principales diseñadas para generar agua caliente, calentar un fluido térmico o para generar vapor de agua mediante la acción del calor, esto según el decreto n°10(legislación chilena).

     En esta presentación, analizaremos un método de caso referente a una “fuga en generador de vapor”, enfocada en una caldera del tipo pirotubular, en las cuales los gases de la combustión circulan por el interior de los tubos y el líquido se encuentra en un recipiente atravesado por dichos tubos, estas calderas son de aplicación principalmente cuando la presión de trabajo es inferior a los 21kg/ cm².

     En dicha caldera se presenta una grieta, que posteriormente produce una fuga.   Ante este planteamiento del caso, el grupo se organizará en encontrar las posibles causas que provocaron este problema, que puede convertirse en múltiples escenarios de riesgo. Para ello, se analizarán distintos focos de información, tales como videos, informes, investigaciones, etc., para lograr que cada uno entregue sus resultados, todo esto con la finalidad de lograr llegar a dar las posibles causas del caso, respetando cada punto de vista.

     El presente informe tendrá un alcance significativo para cada estudiante, ya que es un método práctico para su futura vida laboral, además la finalidad de esto es que el alumno adquiera experiencias que les ayuden a enfrentar distintos tipos de tareas a las cuales se enfrentarán en las empresas una vez egresados.

1. Objetivo

• Analizar cada dato que se entrega en el análisis de caso y complementar con la información entregada por el docente en cada clase realizada.
• Reconocer la importancia del buen funcionamiento del equipo y la gran relevancia que se le debe dar a la seguridad de una caldera, conociendo lo crítico y grave que puede llegar a ser la falla, provocando incluso una explosión de esta.
• Investigar y reunir información referente a calderas y posibles fallas asociadas, (videos, informes, artículos, material complementario, etc.)
• Dar a conocer los resultados y la información recaudada al equipo de trabajo.
• Analizar los aportes de cada integrante.
• Determinar en conjunto la respuesta al caso presentado, requiriendo para ello la colaboración y opiniones de cada integrante, redactando cada posible causa de falla que produjo la grieta y posterior fuga de agua en la caldera.
• Elaborar un plan de acción, buscando las soluciones o medidas a tomar para enfrentar esta problemática.
• Presentar las correspondientes conclusiones.
• Adquirir experiencia en el análisis de fallas, para que en el futuro laboral se tengan las competencias necesarias para enfrentar los desafíos del área de mantenimiento.

1. Desarrollo

1. Describir en el informe el tipo de falla, mediante la descripción del modo de falla.

Caso N°3: “fuga en el generador de vapor”

Mientras el generador de vapor se encontraba en operación, se presenta la fuga repentina, debido a una grieta generada en el cuerpo de la máquina, afectando el área de cerca al generador queda mojado.

Evidenciándose una grieta en el cuerpo del generador pirotubular, presentada en la imagen derecha.

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                                                      (Imagen N°1: grieta y fuga en caldera pirotubular)

     En este caso estamos en presencia de una falla parcial, puesto que la ocurrencia de este modo de falla hace disminuir el rendimiento del equipo sin detenerlo completamente o sin que altere el cumplimiento de sus funciones en forma total.

1. Definición en que proceso productivo trabaja el elemento de máquina asignado en el caso junto a sus parámetros de operación.

     Primero que todo, la caldera pirotubular, es una máquina térmica encargada de calentar un fluido para cambiar su estado, por medio de la transferencia de energía térmica generada mediante un proceso de combustión. En este tipo de caldera son los humos y los gases de combustión los que circulan por el interior de los tubos, mientras el agua queda por fuera

     Estos equipos son utilizados para diversos procesos, como lo son:

• Climatización de piscinas.
• Edificios.
• Galpones.
• Invernaderos.
• Criaderos de aves.
• Esterilización de instrumental médico.
• Centrales para alimentación (preparación de alimentos).
• Generar agua caliente para duchas y bañeras.
• Hornos de cocción a vapor para la distribución de alimentos.

     El principio de funcionamiento: se trata de calentar un determinado volumen de agua mediante el consumo de algún combustible, empleándose comúnmente gas natural. El combustible se quema en la cámara de combustión de la caldera, mientras que los gases son dirigidos a los tubos que ingresan en el interior del tambor de agua, luego son enviados a la chimenea como gases calientes y el vapor de agua egresa por la parte posterior del cilindro, consiguiéndose en consecuencia la generación de agua caliente o vapor deseado.

     Parámetros de operación: 

• Las presiones de trabajo son limitadas, dependiendo del tamaño logran alcanzar DE 25 - 30 bar, cuanto mayor presión de generación demandada, mayor tendrá que ser el espesor de las paredes del cilindro, en consecuencia, no son empleadas para grandes presiones.
• Producción de vapor: de 0,2 a 25 t/h.
• Generadores de agua caliente.
• Generadores de agua sobrecalentada.
• El suministro de agua tiene que evitar lo mayor posible la presencia de aguas duras, es decir, aguas con presencia de magnesio, calcio, ya que estas producen incrustaciones que perjudican y ayudan a la corrosión.

1. Determinar las consecuencias que generó en la productividad y si aplica los impactos en; seguridad, higiene, medio ambiente de la falla presentada.

• Las consecuencias en la productividad son claras, ya que la caldera presenta una disminución en su rendimiento, por lo que los índices de eficiencia descenderán.
• Impacta en seguridad, ya que podría producir a los trabajadores ataques al sistema respiratorio por partículas y gases, quemaduras por contacto y caídas por derrames. Además, si la fuga sigue acrecentándose, podría conllevar un alza de presión significativa en el sector de la grieta, lo que tendría como consecuencia una explosión y lamentar muertes a causa de esto.
• Impacta además en higiene y medio ambiente, ya que el personal encargado de operaciones, está expuesto a la fuga y los lodos que produce en el piso.

1. Argumentar por que se genera la falla y como se propago en el elemento de máquina.

     La falla se genera por la fatiga del material, producida por los esfuerzos inestables dentro de la caldera, lo que produjo la grieta. Estas grietas pueden ser tan mínimas como el grosor de una aguja, pero con el tiempo llegan a ser del tamaño de una moneda, y es en ese transcurso donde se producen las fugas.

     La grieta es producida por las expansiones y contracciones del material, producto de los cambios de temperatura, los cuales son producidos por los períodos de calentamiento y enfriamiento en el encendido y apagado de la caldera, además se puede producir por el bajo nivel de agua al interior, estas expansiones y contracciones en el material a pesar de ser mínimas, son constantes en el tiempo, provocando cargas cíclicas que también son influenciadas por las vibraciones y flujos turbulentos dentro de la caldera.

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