Una altísima recurrencia de roturas de tubos se mantuvo durante años en una refinería, hasta convertirse en uno de los problemas de mayor prioridad para el equipo de planta. Una batería de ocho condensadores de gases de tope de una fraccionadora utilizaba agua de mar como medio de enfriamiento. La frecuencia de las fallas era tan elevada que prácticamente se requería un equipo de mantenimiento dedicado a atender estos equipos. El modo de falla recurrente era siempre el mismo: rotura de tubos, que obligaba a realizar reparaciones y taponamientos sucesivos.

Para abordar el problema se conformó un equipo multidisciplinario con participación de Operaciones, Mantenimiento, Procesos, Inspección, Corrosión y Confiabilidad, encargado de desarrollar las hipótesis, establecer el plan de validación y definir posteriormente las soluciones.

Diagnóstico inicial: Identificación de los mecanismos de daño

El primer paso fue realizar un análisis de falla de los tubos en el laboratorio de corrosión. Los resultados permitieron identificar tres mecanismos de daño diferentes:

• Corrosión interna: 60 % de las fallas.
• Corrosión externa: 30 %.
• Daño por fatiga asociado a vibración: 10 %.

1. Corrosión interna por sedimentación y diseño hidráulico

El análisis determinó que la corrosión interna estaba asociada a corrosión bajo depósitos, producto de la sedimentación de sales presentes en el agua de mar, principalmente compuestos de calcio y magnesio.

Los condensadores estaban ubicados en uno de los niveles más altos de la planta y alejados del sistema de bombeo de agua de mar. La presión disponible a la entrada de los equipos resultaba insuficiente para mantener una velocidad adecuada del agua dentro de los tubos, favoreciendo la formación de depósitos y el mecanismo de corrosión asociado.

2. Corrosión externa por cambios en la dieta de crudos

La corrosión del lado externo de los tubos estaba asociada a la presencia de compuestos ácidos en la corriente de proceso.

Cinco años antes se había producido un cambio en la dieta de alimentación de la unidad hacia crudos más ácidos. Este cambio era irreversible, pero sus efectos sobre la metalurgia de los equipos no habían sido suficientemente considerados.

Como consecuencia, los tubos originales de bronce-aluminio dejaron de ser adecuados para las nuevas condiciones de servicio.

3. Daños por fatiga a causa de la vibración mecánica

El tercer mecanismo correspondía a daños por fatiga asociados a vibración de los tubos debido a holguras excesivas entre estos y los deflectores (bafles).

Los equipos habían sido sometidos a numerosos reentubados, en los cuales se reemplazan los tubos manteniendo la estructura de soporte del haz. Con el tiempo, los agujeros de los bafles habían aumentado de diámetro, incrementando la holgura y permitiendo un mayor movimiento de los tubos. Esta condición había evolucionado progresivamente sin ser identificada durante las sucesivas intervenciones.

De las causas a las soluciones definitivas en la unidad

El análisis demostró algo particularmente importante: la “rotura de tubos” no tenía una única causa raíz. Detrás de un mismo modo de falla coexistían tres mecanismos diferentes, cada uno con su propia cadena causal.

Acciones técnicas e inversión justificada

Entre las acciones implementadas estuvieron el reemplazo de los haces por una metalurgia de titanio y modificaciones en el sistema de distribución de agua de enfriamiento para proporcionar las condiciones hidráulicas requeridas por estos condensadores.

La inversión necesaria para sustituir los haces era considerable debido al costo del titanio. Por ello, la decisión no se sustentó solamente en el análisis técnico. Se realizó un análisis económico planteando un flujo de caja descontado a valor presente y comparando dos alternativas: continuar operando bajo el esquema de reparaciones recurrentes o realizar la inversión para sustituir los haces.

El análisis económico justificó la alternativa de reemplazo.

El valor del trabajo multidisciplinario en la búsqueda de la causa raíz

Nuevamente, el trabajo multidisciplinario resultó fundamental:

• Operaciones aportó información que explicó cómo se comportaba el proceso.
• Corrosión aportó información para identificar los mecanismos de daño.
• Inspección aporta la evidencia física.
• Mantenimiento conocía el historial y costo de las intervenciones.
• Procesos podía analizar las nuevas condiciones de operación.
• Confiabilidad podía integrar las evidencias dentro del análisis causal.

Ninguna de estas disciplinas, trabajando aisladamente, tenía por sí sola toda la explicación.

Un RCA riguroso debe avanzar desde el modo de falla mecanismo físico causas evidencia soluciones, evitando quedarse únicamente en el componente que finalmente se rompe.