GNV Gas Natural Comprimido

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EL GAS NATURAL COMPRIMIDO GNC Pascacio Cruzado, Cesar Rossi Sánchez, Humberto Asto Azpur, Anelver J

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EL GAS NATURAL COMPRIMIDO GNC

Pascacio Cruzado, CesarRossi Sánchez, HumbertoAsto Azpur, Anelver J

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Gas natural comprimido (GNC)

El GNC es el gas natural seco comprimido a 200 bar. Se almacena en cilindros a alta presión y se usa como combustible alternativo en reemplazo de las gasolinas

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3

Experiencia en Otros Países

EEUU102.300

6%

Argentina1.200.000

49%

Brasil400.000

16%

Italia380.000

21%

Pakistán200.000

11%

>100.000

Cantidad de vehículos

1.000<#<100.000

< 1.000

Número total de Vehículos 2.050.000Cantidad Total de EDS 4.500Cantidad de países con GNV 48

Cifras GNV

$Gasolina 2.11 USD/galón

$Gasolina 2.8 USD/galón

En los países productores se permiten precios elevados de combustibles líquidos

y la no existencia de subsidios.

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4

Producción

Transporte

Distribución

Residencial

Industrial

Petroquímica

GNV

Térmico

Estabilidad de PreciosCadena del Gas Natural

Gas Natural

El GAS no requiere ser sometido a procesos ni tratamientos adicionales

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Somos Grandes productores de Gas ?

Reservas Probadas del Mundo: 5512 TCFReservas Probadas de Latinoamerica: 302.3 TCFReservas Probadas de Camisea: 16 TCF

Reservas de gas disponibles para 22 años de consumo

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Qué ventajas ofrece el Gas Natural como combustible para vehículos?

Ventajas Económicas

A los precios actuales de los combustibles líquidos, se ha estimado que costaría un 65% menos que la gasolina de 90 octanos, 50% menos que el diesel. Además el usuario ahorraría mucho mas ya que el motor extenderá su vida útil requiriendo menos gastos de mantenimiento por un alargamiento del periodo de cambio de aceite lubricante, de las bujías de encendido y de a necesidad de afinamiento.

Las reservas de petróleo crudo están disminuyendo al no descubrirse nuevos yacimiento con valor comercial, mientras que las reservas de gas natural existen en abundancia y se espera que estas reservas se incrementen, especialmente de las zonas adyacentes a los lotes actualmente en etapa de explotación de Camisea

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Ahorro en el Perú

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Ventajas Medio Ambientales

El GNV posee innumerables beneficios medio ambientales entre los cuales podemos mencionar:

•No contiene Azufre ni plomo. •Reducción de hasta 97% en emisiones de monóxido de carbono (CO) con respecto a los combustibles líquidos

•Reducción de hasta 97% de emisiones contaminantes con respecto a los combustibles líquidos

•Combustión mas completa

•Motores mas silenciosos

Ventajas en Seguridad

El GNV al ser más liviano (d = 0.65 kg/m3) que el aire en caso de alguna fuga esta se disipará en la atmósfera sin formar acumulaciones peligrosas.

El cilindro de almacenamiento de GNV para los vehículos está construido sin soldaduras evitando puntos de concentración de esfuerzos y posee hasta 8 mm de espesor en sus laterales y hasta 2 pulgadas en las bases.

Como medida de seguridad adicional se utilizaran picos de carga diferentes en los surtidores de las estaciones de servicio de GNV a los ya existentes para combustibles líquidos y GLP, evitando así posibles confusiones.

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Los cilindros de GNVNORMATIVA TECNICA PNTP 111.013 ES UNA ADOPCION IDENTICA POR TRADUCCION DE LA NORMA ISO

11439:2000

OBJETIVO

ESPECIFICA LOS REQUISITOS MÍNIMOS DE CILINDROS DE GAS LIVIANOS, RECARGABLES, PRODUCIDO EN SERIE, PREVISTOS SÓLO PARA EL ALMACENAMIENTO COMO COMBUSTIBLE DE GAS NATURAL COMPRIMIDO A ALTA PRESIÓN EN VEHÍCULOS AUTOMOTORES, EN LOS CUALES SE FIJAN LOS CILINDROS.

TIPOS DE CILINDROS PARA GNV

GNV-1 CILINDROS METÁLICOS

GNV-2 CILINDROS CON FILAMENTO CONTINUO IMPREGNADO DE RESINA (RECUBRIMIENTO CIRCUNFERENCIAL) CON CILINDRO INTERNO

METÁLICO.

GNV-3 CILINDROS CON FILAMENTO CONTINUO IMPREGNADO DE RESINA

(RECUBRIMIENTO TOTAL) CON CILINDRO INTERNO METÁLICO.

GNV-4 CILINDROS CON FILAMENTO CONTINUO IMPREGNADO CON RESINA (TOTALMENTE COMPUESTO) Y CILINDRO INTERNO NO METÁLICO.

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PROCESO DE PRODUCCION - SPUN1– Recepción de Materias Primas 2- Corte 3- Flow Forming (Flujo de formacion)4- Corte 5– Horno de Inducción

6– Spinning de Fondo 7– Horno de Inducción 8– Spinning de Ojiva y Cuello 9- Rosca

 10– Tratamiento térmico 11– Peso y Dureza 12- Ultrasonido 13– Fugas

14– Ensayo Hidráulico 15- Marcado 16- Limpieza 17– Pintura y Control Final 18– Pallets y Patio de Productos

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corteMateria prima

Horno de calentamiento de inducción Rolado del fondo de un cilindro

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Rolado del casquete superior Rolado del cuello de un cilindro

Tratamiento térmico del cilindro del motor

Marcación del cilindro

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Ensayos de Fugas

Verificación por ultrasonido

Prueba hidráulica del cilindro

Prueba de ruptura del cilindro

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BALONES PARA MOTORES CON GNC

• Los balones para GNC están diseñado para almacenar GAS NATURAL COMPRIMIDO a temperaturas desde – 60 °C hasta +60°C, con una presión máxima de 16.9MP.

• Los balones para GNC suelen tener una capacidad desde 34 hasta 400L.

• Se fabrican de tubos de acero sin costura, de planchas o de materiales compuestos .

• El acero empleado en la fabricación de los balones de GNC es acero al carbono o acero aleado; ambos aceros se someten a tratamiento térmico; normalizado para el acero al carbono y templado con revenido para el acero aleado.

• El acero al carbono debe tener 0,42 y 0.50% de carbono y entre 0.50% y 0.80% de

manganeso.• El acero aleado debe contener aleaciones

de cromo, níquel, molibdeno.• Los balones de acero al carbono se

certifican cada 3 años, mientras que los balones de acero aleado se certifican cada 5 años.• Las características técnicas mas

importantes de los balones para GNC se detallan en la tabla adjunta

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Pruebas de los balones GNC

• Los balones de GNC son inspeccionados periódicamente de conformidad con normas de control y pruebas de balones de alta presión.

• La inspección y control de los balones de GNC debe incluir los siguientes pasos.

• Desmontaje de accesorios (válvulas, uniones)

• Lavado y desgasificación de los balones

• Inspección de las superficies internas y externas de los balones

• Control de las masas y volúmenes de los balones

• Realización de pruebas hidráulicas.

• Secado de los balones

• Montaje de los accesorios.

• Prueba de hermeticidad de las válvulas y uniones roscadas bajo presión de 19.6MPa.

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• En los siguientes casos los balones se desechan

Presencia de fisuras, abolladuras, rasguños con una profundidad mayor de 10% del espesor de la pared del balón

Desgaste de las superficies roscadas

Aumento de su volumen en mas de 1.5%

Disminución de su masa en mas de 7,5%

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Según la:

NTP 111.013

PRUEBAS HIDRÁULICAS

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Auto deformación: Procedimiento que consiste en la aplicación de presión; se usa en la fabricación de cilindros compuestos con cilindros internos metálicos, con los cual se esfuerza el cilindro interno más allá de su punto de fluencia suficiente para causar deformación plástica permanente.

Esto causa que el cilindro interno tenga esfuerzos de compresión y en las fibras esfuerzos de tracción a una presión interna de cero.

Presión de auto deformación: Presión dentro del cilindro recubierto, a la cual se alcanza la distribución necesaria de esfuerzos entre el cilindro interno y el recubrimiento

DEFINICIONES

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Ensayos a realizarse en cilindros tipo GNV-1

Ensayo de presión: Presión mínima 30 MPa (300 bar), (1.5 la presión de trabajo).

Ensayo de rotura: La presión mínima de rotura real no debe ser inferior a 45 MPa (450 bar).

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Ensayos al prototipoEnsayo de rotura por presión hidrostática (A.12)

Se analizan 3 cilindros.

Ensayo de ciclos de presión a temperatura ambiente (A.13)

Se ciclan 2 cilindros a temperatura ambiente (hasta que fallen o hasta un mínimo de 45000 ciclos), los cilindros no deben fallar hasta alcanzar la vida de servicio, especificada en años, multiplicada por 1000 ciclos. Deben fallar por fugas y no por rotura.

Los cilindros que cumplan con los 45000 ciclos se deben destruir, bien sea continuando con los ciclos o presurizándolo hasta la rotura.

Se debe indicar el número de ciclos hasta la falla y la ubicación de la iniciación de la falla.

Ensayo de fuga antes de la rotura (LBB) (A.6)

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Ensayos a todos los cilindros

Se deben realizar ensayos no destructivos de acuerdo con una norma aceptable para el inspector.

a) Con el ensayo no destructivo de acuerdo con la NTP, o con un método equivalente y probado.

b) Mediante ensayo hidráulico de los cilindros terminados de acuerdo con lo establecido en A.11

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A.6.- Ensayos de fugas antes de la rotura (LBB)

Se debe ciclar a tres cilindros terminados, entre 20 y 300 bar a una tasa que no debe superar los 10 ciclos por minuto de acuerdo con lo establecido en el apartado A.13.

Todos los cilindros deben fallar por fugas o superar los 45000 ciclos de presión.

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A.11.- Ensayo hidráulico

Cualquier presión interna aplicada después de la auto deformación y antes del ensayo hidrostático no debe ser superior al 90% de la presión del ensayo hidrostático.

Opción 1.- Ensayo de expansión volumétrica

a).- Se debe ensayar el cilindro a no menos de 1.5 veces la presión de trabajo. En ningún caso la presión del ensayo debe superar la presión de auto deformación.

b).- Se debe mantener la presión durante 30 s. Si no se puede mantener la presión del ensayo por falla de uno de los aparatos de ensayo, se puede repetir el ensayo aumentado 7 bar. No se permiten más de dos ensayos.

c) Cualquier cilindro que no cumpla el límite definido será rechazado y hacer que sea inservible.

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A.11.- Ensayo hidráulico

Opción 2.- Ensayo de ensayo de presión.

Se debe aumentar gradual y regularmente la presión en el cilindro hasta alcanzar la presión de ensayo (no menos de 1.5 veces la presión de trabajo).

Se mantendrá la presión en el cilindro no menos de 30 s para verificar que no haya fugas.

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A.12.- ensayo de rotura a presión hidrostática.

La taza de presurización no debe superar los 14 bar/s a presiones superiores a 80% de la presión de rotura diseñada.

Si la taza de presurización supera los 3.5 bar/s entonces se debe colocar esquemáticamente el cilindro entre la fuente de presión y el dispositivo de medida de presión, o debe permanecer durante 5 s a la presión máxima diseñada para la rotura.

La presión mínima requerida (calculada) para rotura no debe ser inferior a 45 Mpa (450 bar) y, en ningún caso, inferior al valor necesario para cumplir los requisitos de relación de esfuerzos.

Se debe registrar la presión de rotura. La ruptura se debe presentar en la región cilíndrica o en la región de domo del cilindro.

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A.13.- Ensayo de ciclado a presión a temperatura ambiente.

a).- Se llena el cilindro con un líquido no corrosivo como aceite, agua inhibida o glicol.

b).- Se hace el ciclado a presión del cilindro entre 2 MPa (20 bar) y 26 MPa (260 bar) a una tasa no superior de 10 ciclos por minuto.

Se debe reportar el número de ciclos hasta la rotura, así como la iniciación y la descripción de la iniciación de la falla.

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Según la:

NTP 111.017

Para cilindros tipo 1

REVISION PERIODICA DE CILINDROS

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ETAPAS DE LA REVISION PERIODICA

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A).- Presión de ensayo 1.5 veces la presión de trabajo, bajo ninguna circunstancia debe ser excedida.

B).- La superficie exterior totalmente seca antes del ensayo.

C).- Una buena práctica es elevar la presión hasta 2/3 del total y realizar la purga a través del sistema especialmente diseñado para ello y luego completar la presión.

D).- La presión de ensayo debe mantenerse durante 2 minutos, no debe disminuir la presión.

E).- El cilindro no debe mostrar pérdidas, deformaciones o cualquier defecto.

F).- Si existe pérdidas en el sistema o en la conexión, deben ser corregidas y repetirse el ensayo.

G).- Se tomarán precauciones en la observación de perdidas en la parte inferior del cilindro.

H).- Llevar un registro documentado de estas pruebas.

METODO DE ENSAYO HIDRÁULICO

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A).- La presión de ensayo será marcada en el cilindro.

B).- La expansión volumétrica permanente del cilindro expresado como un porcentaje de la expansión total a la presión de ensayo no será mayor al 10%.

C).- Cualquier presión interna aplicada dentro del cilindro no debe ser mayor a 90% de la presión de ensayo.

D).- Si en pleno desarrollo de ensayo hubiese fallas en la instalación o en el equipo de prueba y no pueda completarse el ensayo, éste podrá ser repetido a una presión incrementada en 10% de la presión original; la presión se mantendrá como mínimo durante 1 minuto.

ENSAYO HIDRÁULICO DE EXPANSIÓN VOLUMÉTRICA

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Según la:

NTP 111.013

PRUEBAS HIDRÁULICAS

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Auto deformación: Procedimiento que consiste en la aplicación de presión; se usa en la fabricación de cilindros compuestos con cilindros internos metálicos, con los cual se esfuerza el cilindro interno más allá de su punto de fluencia suficiente para causar deformación plástica permanente.

Esto causa que el cilindro interno tenga esfuerzos de compresión y en las fibras esfuerzos de tracción a una presión interna de cero.

Presión de auto deformación: Presión dentro del cilindro recubierto, a la cual se alcanza la distribución necesaria de esfuerzos entre el cilindro interno y el recubrimiento

DEFINICIONES

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Ensayos a realizarse en cilindros tipo GNV-1

Ensayo de presión: Presión mínima 30 MPa (300 bar), (1.5 la presión de trabajo).

Ensayo de rotura: La presión mínima de rotura real no debe ser inferior a 45 MPa (450 bar).

Page 39: GNV Gas Natural Comprimido

Ensayos al prototipoEnsayo de rotura por presión hidrostática (A.12)

Se analizan 3 cilindros.

Ensayo de ciclos de presión a temperatura ambiente (A.13)

Se ciclan 2 cilindros a temperatura ambiente (hasta que fallen o hasta un mínimo de 45000 ciclos), los cilindros no deben fallar hasta alcanzar la vida de servicio, especificada en años, multiplicada por 1000 ciclos. Deben fallar por fugas y no por rotura.

Los cilindros que cumplan con los 45000 ciclos se deben destruir, bien sea continuando con los ciclos o presurizándolo hasta la rotura.

Se debe indicar el número de ciclos hasta la falla y la ubicación de la iniciación de la falla.

Ensayo de fuga antes de la rotura (LBB) (A.6)

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A.12.- ensayo de rotura a presión hidrostática.

La taza de presurización no debe superar los 14 bar/s a presiones superiores a 80% de la presión de rotura diseñada.

Si la taza de presurización supera los 3.5 bar/s entonces se debe colocar esquemáticamente el cilindro entre la fuente de presión y el dispositivo de medida de presión, o debe permanecer durante 5 s a la presión máxima diseñada para la rotura.

La presión mínima requerida (calculada) para rotura no debe ser inferior a 45 Mpa (450 bar) y, en ningún caso, inferior al valor necesario para cumplir los requisitos de relación de esfuerzos.

Se debe registrar la presión de rotura. La ruptura se debe presentar en la región cilíndrica o en la región de domo del cilindro.

Page 41: GNV Gas Natural Comprimido

A.13.- Ensayo de ciclado a presión a temperatura ambiente.

a).- Se llena el cilindro con un líquido no corrosivo como aceite, agua inhibida o glicol.

b).- Se hace el ciclado a presión del cilindro entre 2 MPa (20 bar) y 26 MPa (260 bar) a una tasa no superior de 10 ciclos por minuto.

Se debe reportar el número de ciclos hasta la rotura, así como la iniciación y la descripción de la iniciación de la falla.

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Según la:

NTP 111.017

Para cilindros tipo 1

REVISION PERIODICA DE CILINDROS

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Equipos para Centros de Revisiones Periódicas Cilindros de GNC:

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Producción

La producción de la planta completa varia conforme la cantidad de operarios que trabajen en la misma.

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CAMARA DE VENTEO DE GASES

En la cámara de venteo modelo CVG-100L se vaciarán los gases que traigan los tubos de GNC. La cámaraestá compuesta por:• Estructura soporte del sistema• Cuatro bases soporte de tubos de GNC• Pulmón con mangueras de acople para efectuar elventeo en cuatro tubos de GNC en forma simultanea• Tanque de agua de 100 litros de capacidadfabricado en plástico reforzado• Chimenea de salida al exterior del galpón.

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PRENSA VERTICAL PARA DESVALVULADO

En la prensa vertical modelo PD-1 se efectuarán el retiro de la válvula que posee el tubo de GNC. Tambiénpuede utilizarse para colocar y ajustar adecuadamente la misma.La prensa esta compuesta por• Estructura de acero robusta de 2m de largo x 0.53mde ancho x 0.8m de alto• Accionamiento neumático de la prensa.

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Mesas basculantes

Mesas basculantes de 90°, 130° y 180° para efectuar el vaciado, llenado, inspección y limpieza de cilindros de GNC

La mesa esta compuesta por• Estructura de acero robusta de 2.4m de largo x 0.8mde ancho x 1.44m de alto• Doble accionamiento neumático de la mesabasculante• Accionamiento neumático.• Permite el manipuleo sin esfuerzo de tubos de hasta2 m de largo

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EQUIPO DE PRUEBA HIDRAUICA PH-1En el equipo de prueba hidráulica modelo PH-1 con expansión volumetrica se efectuarán los ensayos dedeformación del cilindro.El equipo de prueba hidráulica esta compuesta por:• Estructura de acero robusta de 0.6m de largo x 0.7mde ancho x 1.58m de alto.• Sistema de carga suave sobre balanza.• Balanza electrónica para pesaje del cilindro deGNC• Bomba hidráulica accionada por motor de 3HP.• Presión máxima de trabajo 400 kg/cm2• 2 manómetros para medición de presión.• Sensores de temperatura para toma de datos a PC.• PLC para control de proceso y Software pararegistro de ensayos. archivo, cálculo y medicióndirecta de datos.

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Granalladoras de Cilindros de GNCLos equipos de granallado por batch cubren bajas necesidades de producción, tanto sea cilindros de 190 kilos, pequeñas plantas recalificadoras de tubos de GNC o extintores para automóviles. Las granalladoras de cilindros de pasaje continuo horizontal fueron diseñados para granallar altas producciones en forma automática .

Los equipos pueden ser utilizados para granallar cilindros nuevos como también para los que se necesiten remover pintura liquida para inspección en plantas de recalificación. La impulsión del abrasivo es realizada

por turbinas centrífugas, dependiendo del tamaño y cantidades de cilindros a granallar y la velocidad de trabajo requerida varía la cantidad de turbinas que posee cada equipo.

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Turbinas de Granallado

Ruedas de turbinas de 166, 250, 300, 360, 380 y 500 mm de diámetros Accionamientos de las turbinas- Con potencias desde los 4 HP hasta 100 HP. - Acople en directo al motor a la turbina o alternativa Acople con cañonera intermediaria entre motor y turbina. Caudales arrojados entre los 40 Kg. a los 1000 Kg. de abrasivo metálico por minuto. Velocidades de salida de granalla desde 50 mts/seg. hasta mas de 110 mts/seg. - Rueda Monoblock.- Rueda de acero con paletas intercambiables

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CABINA DE PINTURAUna cabina para el pintado vertical de tubos de GNC con pintura liquida compuesta por:• Estructura fabricada en acero de 2 mm de espesor• Sistema neumático para izado de cilindro• Filtros de papel para retención de pinturaVentilador axial para aspiración de pinturas en suspensión.• Chimenea de salida al exterior del galpón.• Equipo de pintura

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Análisis de la explosión de un tanque de GNC

Determinar las causas de explosión de un cilindro de gas comprimido a 20 Mpa del acero AISI 4135.

Estudios:•Visual y fractográfico.•Microscopia óptica y electrónica de barrido.•Ensayos de resistencia de tracción e impacto.

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Componetes del GN-consideraciones

•El gas natural acompañante del petróleo contiene pequeñas proporciones de nitrógeno, dióxido de carbono, sulfuro de hidrogeno y oxigeno, entre otros.•Los componentes del GN CO2 y H2S, en presencia de H2O resultan corrosivos en los aceros.•A consecuencia de que en los cilindros (colocados en los vehículos automotores) que trabajan con GNC, la presión es tan alta, que existe una gran preocupación referente a la corrosión excesiva que pueden originar explosiones repentinas.•Por lo tanto deben de cumplirse las siguientes especificaciones:H2S y sulfuros solubles: presiones parciales máximas de 0,35 Kpa.CO2: presiones parciales máximas de 48 kPa.O2:volumenes máximos de 0.5%Vapor de agua: contendidos máximos de 112 mg/m3

•La existencia de este problema potencial en las propiedades corrosivas del GN hacen necesario secar y tratar el gas antes del almacenarse y utilizarse.

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•Si la presencia de H2S > limite permisible => puede sufrir corrosión-rotura – tensión (CRT)•Cantidad excesiva de H2S o de CO2 => fatiga mecánica y corrosiva. Tensiones cíclicas por suponerse deformaciones micro plásticas locales.•Las fracturas por fatiga son progresivas, empiezas por grietas diminutas que crecen por acción de esfuerzos alternativos.Vibraciones producidas por componentes específicos: compresores, bombas, etc.Descarburación superficial del acero, asociado a la presencia del hidrogeno.

•Durante las pruebas hidráulicas, en cilindros para GNC de acero templado y revenido, no deben de producirse fragmentación.•Es importante el estudio de los posibles problemas metalúrgicos que puedan tener los tanques.•Es importante el estudio de la humedad del GNC con el que son llenados los balones y la determinación de la acidez de sus condensados.

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Metodología

•Análisis de la composición quimia de GN.•Estudio estructural en el cuello del cilindro y centro del cilindro.•Se determino la humedad del gas.•Acidez de los condensados.

Cilindro de: 24 litros de capacidad, 220 mm de Øy 800 mm de longitud

Inspeccion visual: fracturado en 5 partes.Fractura principal: a lo largo de todo el cilindro y por el centro del espesor de pared.

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Análisis visual : Microscopio electrónico

En el cuello superficie de la fractura, una zona con granulometría media a gruesa, grietas ramificadas en dirección del conformado, caracterizando la fractura frágil, al parecer de fatiga, según síntomas o huellaspresentes, paralelas entre sí “beach marks”), que consisten en estrías o divisiones en líneas, en sentido del conformado. Además de las estrías,están presentes grietas en la misma dirección. En este caso la rotura se produjo después de numerososperíodos de esfuerzos (el cilindro fue cargado con GNC unas 340 veces), por lo que pudiera tratarse de fatiga del material.

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Parte cilíndrica del balón- MEEn la parte cilíndrica del balón se observaron porME (ver fractografías de las zonas de granulometría media a gruesa. En la Fig. presente una superficie con desgarramiento, dondese observan grietas longitudinales, paralelas entre sí y grandes cavidades. En el borde interno (parte superior de la figura) existe deterioro del material (posible ampolla miento característico de la fragilidad por hidrógeno).

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Parte cilíndrica del balón -MELa superficie de fractura que aparece en la Fig. presenta un carácter más liso, típico de la fractura frágil. Además, seobservan grietas deformadas, partiendo de los defectos y ramificándose en toda la superficie,aproximadamente en la dirección del conformado, según patrón (superficie de fractura en forma dearroyo) . También está presente por el borde interno (parte superior de la figura) gran deterioro del material, con grietas que parten del mismoborde. En la Fig. se destacan bien, bandas de color claro, características de la segregación de fósforo, que le imparte fragilidad al acero.

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Análisis fractográfico

En la Fig. se observannumerosas grietas longitudinales, paralelas entre sí y otra grieta más ancha transversal formando un escalón al producirse el desgarramiento del metal,siendo la apariencia de la fractura en forma delengüeta o trapecio.

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Vista microscopio electronico de barrido - MEB

Observada la muestra en una zona cercana al inicio de la fractura, por MEB, se pudo precisar el proceso de fatiga, que originó la rotura repentina con explosión del cilindro. Están presentes, agrietamiento y poros, en la zona propiamente de fatiga (por donde debe haberse iniciado la fatiga del material que condujo a la explosión súbita del cilindro), así como numerosas huellas o surcos de fatiga, distribuídas paralelamente entre sí, típico defallo en servicio (ver micrografía de la Fig),tomada próxima a un borde.

Es de destacar que la fractura fue atípica, ya que según, se especifica para cilindros que trabajan en estas condiciones que la rotura debía haber comenzado por la parte cilíndrica (de menor espesor) y al llegar al cuello y al fondo del balón, cesar; con ello se lograría una pérdida gradual de la presión por fuga paulatina del gas y, por tanto, no se hubiera producido, posiblemente, la explosión delcilindro.

Page 62: GNV Gas Natural Comprimido

COMPOSICION QUIMICA % VOLUMEN

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PRESIONES PARCIALES

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Otros resultados:

1.- La humedad detectada en el GNC del cilindro osciló entre 1200 y 1500 mg/m3 (tres mediciones) , (» 10-13 veces superior a la permisible) 2.- El análisis del pH de los condensados de dos cilindros situados en dosautomóviles, (en uno de ellos se encontraba el cilindro averiado), resultando los valores de 5,24 ± 0,07 y 6,26 ± 0,07, que son ligeramente ácidos. Analizados también los condensados en cuanto a la posible presencia en ellos de H2S se pudo constatar la ausencia del mismo.3.-Ensayos mecanicos : Resistencia Maxima(Rm) y limite de fluencia (Rs) dentro de los limites permisibles dado por el fabricante para el acero AISI4135 templado revenido.

Rm=950MPa

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CONCLUSIONES1. Durante el análisis visual y fractográfico realizado al cilindro

averiado se apreció una fractura longitudinal en toda la superficie, de tipo frágil y cuatro fracturas más que permanecieron, casi todas, a nivel del cuello del balón, sin adentrarse en la parte cilíndrica.

2. La rotura observada es atípica, según la norma europea EN1964-1:1999

3. Se observó descarburación superficial por el borde interno, en la zona del cuello del cilindro averiado y agrietamiento intergranular (límites de grano de la ferrita).4.La rotura del cilindro explotado debe haberse iniciado en la zona de la rosca o cercana a ella (cuello) por la combinación de fatiga mecánica y corrosiva, como consecuencia de los defectos metalúrgicos del material y la gran porosidadExistente.5. En las zonas del cuello y cilíndrica del balón se encontró gran porosidad, desde el interior hasta el exterior, lo cual pudiera ser indicativo de la existencia de un proceso difusivo por hidrógeno, en algún momento de su explotación.6. Aunque los problemas metalúrgicos presentes en el material del cilindro averiado fueron los principales causantes de su fractura, la excesiva humedad detectada en el gas, así como la ligera acidez del condensado constituyen factores de riesgo que deben haber contribuido a la aceleración de su proceso dedestrucción por intervención de la corrosión.

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RECOMENDACIONES1. Emplear cilindros con la calidad requerida parael tipo de exigencia a que son sometidos.

2. Es imprescindible secar totalmente los gases,previo a su entrada a los compresores.

3. Cumplir con la norma específica para laspruebas hidráulicas a los cilindros.

4. Cumplir con la norma específica para lograr lahermeticidad de los cilindros sin someterlos atensiones no permisibles, que hagan estos máspropensos al agrietamiento.