Seguridad Operacional y Confiabilidad de Procesos, cuando los detalles marcan la diferencia.

Antonio Soler - Product & Project Manager (Piedmont Pacific)

Stephane Fristz – Commercial Director (Triple C)

Juan Pablo Camezzana – Strategic Business Development Manager LATAM (H2O Innovation)

En la actualidad, la seguridad ocupacional de las personas que trabajan en entornos industriales se considera una prioridad absoluta. Las empresas y organizaciones están comprometidas en garantizar un ambiente laboral seguro y proteger la integridad física y mental de sus trabajadores. Esto lleva a la implementación de rigurosos estándares y medidas de seguridad para prevenir accidentes, minimizar riesgos y promover una cultura de seguridad en todos los niveles de la organización.

La protección y bienestar de los trabajadores es reconocida como un valor fundamental en el ámbito industrial y la selección de materiales adecuados en los sistemas industriales es de suma importancia. Las aleaciones metálicas se utilizan ampliamente en diversos sectores, que van desde el petróleo y gas, la desalinización de agua de mar hasta la fabricación y la construcción. Sin embargo, la falla de estas aleaciones puede tener consecuencias catastróficas, planteando riesgos significativos tanto para los equipos como, lo que es más crítico, para las personas.

Comprender e implementar estrategias correctas de selección de materiales es crucial para mitigar tales riesgos y garantizar la integridad y confiabilidad de las aleaciones metálicas en entornos operativos exigentes. Al considerar cuidadosamente factores como propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión, condiciones ambientales y cargas y tensiones anticipadas, los ingenieros pueden prevenir de manera proactiva fallas y proteger al personal que dependen de estos materiales.

Acoplamientos Flexibles Ranurados

Los acoplamientos flexibles ranurados, también conocidos como couplings, utilizados para la conexión de cañerías, son dispositivos mecánicos diseñados específicamente para unir y acoplar dos tuberías o elementos de tubería de manera segura y confiable. Estos acoplamientos permiten la unión flexible de las tuberías, lo que facilita la instalación, el mantenimiento y la reparación de los sistemas.

Estos acoplamientos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, como plantas de tratamiento de aguas, sistemas de protección contra incendio, sistemas de riego, sistemas de ventilación y aire acondicionado, sistemas de calefacción, sistemas de bombeo, entre otros. Dichos acoplamientos ofrecen varias ventajas, como la capacidad de absorber movimientos y vibraciones, compensar desalineaciones, resistir cargas y presiones, y permitir la fácil desconexión y reconexión de las tuberías cuando sea necesario.

Además, los acoplamientos flexibles ranurados también ayudan a reducir el riesgo de fugas y filtraciones, ya que proporcionan una unión segura y hermética entre las tuberías. Esto es especialmente importante en aplicaciones donde se manejan líquidos o gases a alta presión.

La mayoría de las juntas de los sistemas de tuberías de ósmosis inversa de agua de mar están compuestas por acoplamientos flexibles ranurados en materiales dúplex o súper dúplex.

Este sistema de unión consta de un ranurado en la superficie periférica exterior de los extremos de las dos tuberías que se van a unir, y un sello hidráulico proporcionado por una junta anular hueca que sella en ambas superficies exteriores de las tuberías. Las dos mitades del cuerpo de acoplamiento fijan a las dos tuberías encajando completamente la ranura del acoplamiento en las secciones adyacentes de las tuberías. Ver Figura 1.

Los acoplamientos flexibles ranurados han sido el tipo de conexión preferido para el ensamblaje de las entradas y salidas de los tubos de presión de membranas desde los inicios de la desalinización por ósmosis inversa en la década de 1970.

Como se muestra en la Figura 2, este tipo de conexión proporciona flexibilidad tanto axial como angular:

1- La separación axial entre las tuberías unidas permite expansiones y contracciones en la junta durante el funcionamiento normal de un sistema de ósmosis inversa.

2- También se tolera la deflexión angular entre las tuberías unidas gracias a que el ancho de la ranura en la tubería es mayor en comparación con el ancho de la llave del acoplamiento, lo cual permite la conformidad axial.

Tradicionalmente, la aplicación más común de los acoplamientos ranurados ha sido en sistemas de protección contra incendios. Cuando comenzó a desarrollarse en forma incipiente la tecnología de ósmosis inversa en la década de 1970, el material disponible para los acoplamientos flexibles ranurados era hierro dúctil pintado y posteriormente acero inoxidable 316. Sin embargo, comenzaron a enfrentarse desafíos en cuanto a la integridad del recubrimiento y la resistencia general a los entornos altamente corrosivos en los que operan estos acoplamientos en las plantas desaladoras de agua de mar por ejemplo. Esto llevó al desarrollo de los primeros acoplamientos flexibles ranurados en dúplex hace aproximadamente 20 años por parte del fundador de Piedmont y la incorporación de Piedmont Pacific como fabricante de acoplamientos flexibles ranurados, especializado en materiales altamente resistentes a la corrosión y aplicaciones de alta presión, como la ósmosis inversa de agua de mar y agua salobre.

Como complemento cabe mencionar que la tornillería (cómo se denomina al conjunto Perno + Arandela + Tuerca) asociada a dichos acoplamientos en aquel momento y hasta en la actualidad en muchos casos tiene como estándar de materialidad el acero inoxidable 316.

VENTAJAS DEL DUPLEX & SUPER DUPLEX

Los acoplamientos Piedmont Styles D y F están fabricados en acero inoxidable dúplex o súper dúplex de aleación tipo CE8MN, conforme a la norma ASTM A995 Grado 2A. Ambos son aceros inoxidables austenítico-ferríticos y son altamente resistentes al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por cloruros. Con un número mínimo de Equivalente de Resistencia a la Picadura (PREN) de 34 para el dúplex y 40 para el súper dúplex, estos modelos de componentes son los preferido para aplicaciones en agua de mar. Las aleaciones dúplex y súper dúplex también ofrecen mejores propiedades mecánicas en comparación con el acero inoxidable convencional 316, el hierro dúctil galvánico o pintado.

Definici N De Pren

El Número de Equivalente de Resistencia a la Picadura (PREN, por sus siglas en inglés: Pitting Resistance Equivalent Number) es una medida utilizada para evaluar la resistencia de un material a la corrosión localizada, específicamente la corrosión por picaduras. La corrosión por picaduras es una forma de corrosión que se manifiesta como pequeñas cavidades o picaduras en la superficie de un material, lo que puede reducir significativamente su resistencia e integridad.

El valor de PREN se calcula utilizando la composición química de un material, especialmente sus elementos de aleación. La fórmula para el PREN varía dependiendo de la norma o guía específica que se esté utilizando, pero generalmente tiene en cuenta las concentraciones de elementos como el cromo (Cr), molibdeno (Mo) y nitrógeno (N) en el material.

Nota importante sobre el uso de tornillería en SS316 para acoplamientos fundidos (súper) dúplex en aplicaciones de Ósmosis Inversa:

Se han reportado varios casos de fallos en pernos de acero inoxidable SS316 en todo el mundo, no solo en ensamblajes de acoplamientos dúplex para aplicaciones en plantas desalinizadoras SWRO, sino también en otras aplicaciones con condiciones y parámetros similares, como piscinas cubiertas, plataformas marítimas de petróleo y gas y actividades de escalada costera. En muchas de estas industrias, el uso de pernos de acero inoxidable SS316 ha sido eliminado hace tiempo. Un análisis exhaustivo de la causa raíz ha demostrado que el principal origen de la rotura de los componentes de la tornillería es causado por un fenómeno llamado corrosión por tensión o Stress Corrosion Cracking (SCC) originado en la ranura de los pernos que tienden a estar desprovistos de oxígeno antes de que se regenere la película de óxido.

La SCC o agrietamiento por corrosión bajo tensión es un fenómeno que ocurre cuando un material es sometido a una combinación de tensión mecánica y un entorno corrosivo. Esta interacción puede provocar la formación de grietas en el material, incluso a niveles de tensión relativamente bajos, y puede resultar en fallos catastróficos.

El agrietamiento por corrosión bajo tensión es particularmente preocupante en aplicaciones donde se manejan líquidos corrosivos o se encuentran ambientes agresivos, como la industria química, la producción de petróleo & gas, y la desalinización del agua de mar. Los materiales metálicos más susceptibles al agrietamiento por corrosión bajo tensión son aquellos que presentan una combinación de resistencia a la tracción alta y una baja resistencia a la corrosión en el entorno específico.

La SCC es muy difícil de predecir, no es visible a simple vista y tiene intervalos de tiempo variables antes de que ocurra el fallo. Sin embargo, hay tres factores principales que afectan a la SCC:

• Selección de materiales.

• Nivel de tensión.

• Condiciones ambientales/operativas.

Es importante saber qué buscar al inspeccionar los pernos en busca de signos de corrosión prematura. Una buena regla es suponer que si hay algo de óxido visible en la cabeza del perno, es probable que haya una corrosión más severa en los espacios cerrados del ensamblaje. En las siguientes imágenes se muestran pernos que deberían ser reemplazados, según esa regla.

Piedmont, líder del mercado actual con la mayor base de referencias instaladas de acoplamientos flexibles en dúplex y super duplex para la industria de desalinización de agua de mar por ósmosis inversa, está liderando el cambio del estándar de la industria al reemplazar los componentes de acero inoxidable 316 (SS316) por acero dúplex o súper dúplex, al igual que el material del cuerpo del acoplamiento.

Aunque varias industrias con condiciones operativas y ambientales similares han eliminado el uso de pernos de acero inoxidable 316 hace mucho tiempo, el estándar actual de la industria de desalinización de agua de mar por ósmosis inversa continúa especificando el acero inoxidable 316 como el material para la tornillería del conjunto del acoplamiento flexible ranurado.

Piedmont en conjunto con sus socios estratégicos regionales, ha comenzado a reemplazar los componentes de acero inoxidable 316 por componentes de acero dúplex o súper dúplex y recomienda enfáticamente a los usuarios que adopten este cambio y seleccionen el mismo material para los componentes de acero inoxidable del conjunto de acoplamiento flexible. Esto no solo aumentará la vida útil del conjunto y, por lo tanto, reducirá el tiempo de inactividad de la operación debido al mantenimiento y reemplazo de componentes corroídos, sino que también contribuirá a un entorno de trabajo más seguro para sus operadores.

Caso de Éxito

Desde 2014, Triple C y Piedmont han tenido una exitosa alianza que ha progresado orgánicamente. Ambas compañías han sido testigos de cómo la evolución de los productos de Piedmont se ha convertido en uno de los materiales estratégicos y preferidos por los principales clientes de plantas de ósmosis inversa en Chile. Uno de sus principales clientes en la minería a gran escala, pionero en plantas de desalinización, que opera la planta de desalinización más grande de América del Sur, confió en la evolución de los materiales de Piedmont, y Triple C acompañó a su cliente con el respaldo de Piedmont en este proceso.

Como ejemplo exitoso de estos cambios es posible enumerar:

- Evolución de la junta estándar “Tipo C” a juntas ajuste perfecto “Flush Fit”.

- Evolución de acoplamientos Style D (Duplex) al Style DS (super Duplex)

- Evolución de la tornillería (los pernos, tuercas y arandelas) a acero dúplex superduplex. Estos cambios están completamente alineados con los pilares de sostenibilidad de sus clientes, contribuyendo con un alto impacto en la seguridad, eficiencia en los planes de mantenimiento y reducción de costos para sus clientes en sus plantas de desalinización de agua de mar.

Este cambio ha sido tan significativo que en un año ha representado cerca del 50% del total de unidades suministradas (60.000 en total) y es un precedente muy importante para futuras plantas de desalinización que se están instalando en Chile.

Acerca de Piedmont

Piedmont Pacific es un líder global en equipos resistentes a la corrosión para plantas desalinizadoras y satisface la demanda crítica de clientes en una amplia gama de aplicaciones en los mercados industriales y municipales.

Establecida en 2002 en la ciudad de Piedmont, California, Piedmont fue la primera empresa de acoplamientos flexibles de extremo ranurado en diseñar y fabricar sus productos en Duplex y Super Duplex. Hoy en día, Piedmont goza de una posición líder en el mercado de desalinización. Nuestros acoplamientos, diseñados para entornos de baja a muy alta presión, están disponibles en una variedad de materiales y tamaños para garantizar el rendimiento de su sistema junto con la seguridad de su equipo.

Acerca de Triple C

Triple C International es el proveedor líder de piezas y soluciones para minería en el hemisferio de América Latina, con su sede corporativa ubicada en Antofagasta, Chile. Triple C puede proporcionar soluciones mineras innovadoras que permiten a las minas operar de manera segura y más eficiente.

Triple C es una empresa consolidada, con casi 20 años de presencia en el mercado, enfocada en agregar valor en términos de seguridad operacional y solidez de los procesos a través de la consolidación de alianzas estratégicas.

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