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Universidad Bolivariana de Venezuela
Centro de Estudio en Ciencias de la Energía
Programa de Formación de Grado en Gas
Sede Zulia
Coordinación del Eje Proyecto- Ciclo Profesional
EVALUACIÓN DE EL SISTEMA DE INHIBICIÓN DE CORROSIÓN DE LA PLANTA
LAMA III DEL COMPLEJO LAMA
Trabajo Especial de Grado para optar al título de Ingeniero en Gas.
Realizado por:
ARELLANO D. LINDOLFO S. MIRABAL K. ANDREINA E.
T.S.U en Gas T.S.U en Gas
Tutor Industrial: Ing. José Berrios Tutor Académico: Ing. Acacio Rhonald
Asesor Metodológico: Ing. Fernando Hernández
Maracaibo, Junio de 2012
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Universidad Bolivariana de Venezuela
Centro de Estudio en Ciencias de la Energía
Programa de Formación de Grado en Gas
Sede Zulia
Coordinación del Eje Proyecto- Ciclo Profesional
EVALUACIÓN DE EL SISTEMA DE INHIBICIÓN DE CORROSIÓN DE LA PLANTA
LAMA III DEL COMPLEJO LAMA
Realizado por:
ARELLANO D. LINDOLFO S. MIRABAL K. ANDREINA E.
T.S.U en Gas T.S.U en Gas
Tutor Industrial: Ing. José Berrios Tutor Académico: Ing. Acacio Rhonald
Asesor Metodológico: Ing. Fernando Hernández
Maracaibo, Junio de 2012
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Dedicatoria
Ante todo a mi Dios, por darme la vida, por darme amor, felicidad y salud.
A mis Padres por ser pilares fundamentales en mi vida y educación y sobre
todo por su apoyo incondicional en todas mis decisiones.
A mi hija por ser y estar, y por ser una de los mas grandes motivos de
superación en la vida.
Y no por última menos importante a mi novia y pronta Señora de Arellano
Andreina Mirabal, por apoyarme, quererme, aguantarme, amarme y muy sobre
todo por hacerme sentir un mejor hombre cuando estoy a su lado….
Lindolfo S. Arellano D.
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Dedicatoria
Andreina E. Mirabal K.
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Agradecimientos
A Dios, por permitirme vivir esta excelente Vida que me dio.
A mis padres, por su ayuda incondicional en todos mis proyectos.
A el excelente equipo de profesores de la UBV por impartirnos mas que
conocimientos, por impartirnos ética, valores, responsabilidad, y
conducirnos a ser el nuevo profesional socialista que necesita nuestro
país.
A todo el personal del Complejo Lama, por su excelente receptividad en
el transcurso de la elaboración de esta investigación.
A mis compañeros de la aldea Edf. Miranda, por ser los mejores
compañeros que se podrían tener, y las innumerables veces que nos
ayudamos para alcanzar esta meta.
Muchas Gracias!!!
Lindolfo S. Arellano D.
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Agradecimientos
Andreina E. Mirabal K.
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Índice general:
Portada 1
Dedicatoria 3
Agradecimiento 4
Índice General 5
Resumen 10
Abstract 11
Introducción 12
Capítulo I 15
Contextualización del Problema 15
Formulación del Problema 20
Objetivos General 20
Objetivos específicos 20
Justificación 21
Delimitación 23
Capitulo II 24
Marco Referencial 24
Antecedentes de la Investigación 24
Bases Teóricas 28
Definición de Términos Básicos 49
Capitulo III 59
Marco Metodológico 59
Modalidad de la Investigación 59
Tipo de Investigación 60
Diseño de la Investigación 63
Propósito de la Investigación 64
Procedimiento 65
Operacionalización de la Variable 67
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos 68
Observación Directa 70
8
Técnicas de Análisis de Datos 71
Población y Muestra 72
Técnicas e instrumentos de recolección de información 75
Capítulo IV 78
Presentación y Análisis de Resultados 78
Conclusiones 99
Recomendaciones 100
Bibliografía 101
Anexos 102
Índice de Figuras
Figura 1 40
Figura 2 41
Figura 3 42
Figura 4 43
Figura 5 45
Figura 6 46
Figura 7 47
Figura 8 84
Figura 9 89
Figura 10 90
Figura 11 91
Figura 12 91
Índice de Tablas y Cuadros
Cuadro 1 65
Cuadro 2 67
9
Cuadro 3 82
Cuadro 4 84
Cuadro 5 85
Cuadro 6 87
Cuadro 7 87
Tabla 1 72
Tabla 2 73
Tabla 3 73
Tabla 4 92
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RESUMEN
En la industria del gas los procesos de compresión deben encontrarse en
óptimas condiciones ya que estos son medulares para la producción de crudo
mediante el levantamiento artificial por gas lift en un área determinada. La acelerada
transformación que en todos los órdenes se producen en el mundo de hoy, exige que
se esté actualizado, y PDVSA no se escapa de esto, por el contrario hace énfasis en
la tecnología de punta. Se pretende que la organización esté inmersa en esta
tendencia, por lo que se hace necesario mejorar los sistemas asociados a la
compresión del gas como los inhibidores de corrosión. El estudio se originó debido a
la necesidad fehaciente de evaluar el deterioro progresivo el líneas de proceso
debido a la corrosión generalizada, la afectación en los costos por reparación y
mantenimiento de las líneas de procesos, como también, el impacto en la
confiabilidad de las Plantas, en la investigación se presentará el paso a paso los
factores contribuyentes de la corrosión para así poder aportar soluciones y minimizar
las desviaciones encontradas en el área de estudio.
Palabras claves: Evaluación, corrosión, líneas de procesos, confiabilidad.
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Abstract
In the gas industry compression processes must be in good condition as these
are central to the production of oil by gas lift lift in a given area. The rapid
transformation in all spheres occur in today's world requires being updated, and
PDVSA does not escape this, by contrast emphasizes the technology. It is intended
that the organization is embedded in this trend, so it is necessary to improve the
systems associated with gas compression as corrosion inhibitors. The study
originated because of the need to assess reliably the lines of progressive
deterioration due to corrosion process widespread involvement in the repair and
maintenance costs of the process lines, as well as the impact on the reliability of
Plants in research will be presented step by step the factors contributing to corrosion
in order to provide solutions and minimize the deviations found in the study area.
Keywords: Evaluation, corrosion, process lines, reliability.
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INTRODUCCIÓN
La corrosión y protección de los metales es un reto para la humanidad, a fin de
evitar los grandes costos económicos o humanos que se produce debido a los
fracasos en la protección de materiales. Es un ataque directo del medio agresivo al
metal, oxidándolo, y el intercambio de electrones se produce sin necesidad de la
formación del par galvánico. De manera que la corrosión de los metales es un
fenómeno natural que ocurre debido a la inestabilidad termodinámica de la mayoría
de los metales. En efecto, salvo raras excepciones (el oro, el hierro de origen
meteorítico), los metales están presentes en la Tierra en forma de óxidos, en los
minerales (como la bauxita si es aluminio o la hematita si es hierro). Desde la
prehistoria, toda la metalurgia ha consistido en reducir los óxidos en bajos hornos,
luego en altos hornos, para fabricar el metal. La corrosión, de hecho, es el regreso
del metal a su estado natural, el óxido.
Se designa químicamente corrosión, a los procesos de degradación que son
observados en estructuras a la intemperie del ambiente que este expuesta. La
intensidad dependerá de varios factores tales como el contenido de humedad,
composición química, pH del suelo, etc. En la práctica suele utilizarse comúnmente el
valor de la resistividad eléctrica del suelo como índice de su agresividad; por ejemplo
un terreno muy agresivo, caracterizado por presencia de iones tales como cloruros,
tendrán resistividades bajas, por la alta facilidad de transportación iónica.
El mismo autor expresa además; es importante distinguir dos clases de corrosión: la
Corrosión Seca y la Corrosión Húmeda. La corrosión se llama seca cuando el ataque
se produce por reacción química, sin intervención de corriente eléctrica. Se llama
húmeda cuando es de naturaleza electroquímica, es decir que se caracteriza por la
aparición de una corriente eléctrica dentro del medio corrosivo. A grandes rasgos la
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corrosión química se produce cuando un material se disuelve en un medio líquido
corrosivo hasta que dicho material se consuma o, se sature el líquido.
El gas manejado en los sistemas de recolección, compresión y distribución a baja
y alta presión, es potencialmente corrosivo, por ello es imprescindible aplicar un
tratamiento químico con inhibidor de corrosión interna para mitigar el efecto
perjudicial de los agentes corrosivos en el sistema (H2S y CO2).
La corrosión interna de los equipos y/o líneas que integran los sistemas de
compresión y transferencia de gas se controlan mediante la aplicación de tratamiento
químico con inhibidor de corrosión de forma continua, debido a la alta potencialidad
corrosiva para protegerlos del efecto del dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno
es presencia de agua libre.
Los sistemas de manejo y compresión de gas están conformados principalmente
por una red de líneas de gas a baja presión, plantas de compresión, una red de
líneas de transmisión de gas a baja / mediana presión y otra red de líneas de menor
diámetro para gas de levantamiento e inyección, la cual opera a alta presión.
Cuando se trabaja en ambiente cerrado (por ejemplo, un circuito cerrado de
agua), se pueden dominar los parámetros que influyen en la corrosión; composición
química (particularmente la acidez), temperatura, presión. Se puede agregar
productos llamados "inhibidores de corrosión". Un inhibidor de corrosión es una
sustancia que, añadida a un determinado medio, reduce de manera significativa la
velocidad de corrosión. Las sustancias utilizadas dependen tanto del metal a
proteger como del medio, y un inhibidor que funciona bien en un determinado
sistema puede incluso acelerar la corrosión en otro sistema. Sin embargo, este tipo
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de solución es inaplicable cuando se trabaja en medio abierto (atmósfera Es el
traslado de los productos físicos que se agrega a una solución electrolítica hacia la
superficie del ánodo o del cátodo lo cual produce polarización, mar, cuenca en
contacto con el medio natural, circuito abierto, etc.).
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
En este primer capítulo se argumenta la problemática de la investigación,
planteando los objetivos generales y específicos, la formulación del problema en
cuestión, las razones que justifican el presente estudio y las restricciones existentes
para la realización de la presente investigación.
Contextualización del Problema
En primer lugar, antes de abordar la problemática existente dentro de la
investigación, se debe estar al tanto sobre el tema de estudio “Evaluación el Sistema
de inhibición de corrosión de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama”
para interpretar la situación de manera objetiva y coherente, es por ello que una
definición ajustada por los autores de la presente investigación (luego de una
pesquisa entre diferentes contextos), es la siguiente; la evaluación de los sistemas
de inhibición de corrosión se orienta a ser una herramienta de análisis del estado
actual que se encuentra las líneas de transferencia de gas y de los equipos que se
encuentran asociados en la planta, favoreciendo el ahorro de costos innecesarios,
minimizando los riesgos que se pueden presentar por condiciones inseguras tanto
como al personal como al medio ambiente, conjuntamente los otros requerimientos
que estén establecidos en todas sus áreas, pero con incremento de la eficiencia
productiva y confiabilidad dentro de las aéreas de trabajo.
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Cuando una tubería falla, ocasiona grandes impactos en término de pérdidas de
producción, daños de la propiedad, contaminación y riesgo a las vidas humanas. Una
tubería desprotegida expuestas a la atmosferas o atacadas por el agua, líquidos,
condensados y CO2 son susceptibles a la corrosión interna. Sin el apropiado
mantenimiento, cualquier sistema de tuberías eventualmente puede debilitar la
integridad estructural de la misma y convertirla en un vehículo inseguro de transporte
de fluidos.
La corrosión es una reacción química (oxido-reducción) en la que intervienen 3
factores: la pieza manufacturada (líneas / tuberías), el ambiente y el agua, o por
medio de una reacción electroquímica. Los factores más conocidos son las
alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y
el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los
materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios
acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.).
Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de
una pieza) y, además, representa un costo importante, ya que se calcula que cada
pocos segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo, procedentes de
unos cuantos nanómetros o picómetros, invisibles en cada pieza pero que,
multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo, constituyen una
cantidad importante (Pilling, 1997). Entendiéndose para este estudio el proceso
destructivo de la superficies internas de las tuberías de acero.
Según Pérez (1989): Para que haya corrosión electroquímica, además del ánodo
y el cátodo, debe haber un electrólito (por esta razón, también se suele llamar
corrosión húmeda, aunque el electrólito también puede ser sólido). La transmisión de
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cargas eléctricas es por electrones del ánodo al cátodo (por medio del metal) y por
iones en el electrólito. En un medio acuoso, la oxidación del medio se verifica
mediante un electrodo especial, llamado electrodo ORP, que mide en milivoltios la
conductancia del medio pico, pico, pico.
Si es bien sabido, la protección de tuberías con recubrimientos anticorrosivos con
un material que sirve para proteger la superficie de un proceso de degradación
exterior e interior, y dentro de las actividades desarrolladas en los sistemas de
transporte de hidrocarburos por ducto de Petróleos & Gas asociado, existe la
necesidad de controlar la corrosión, que se genera debido a la naturaleza corrosiva
de los fluidos manejados, por lo que se han establecido programas de prevención, de
los que forma parte importante la evaluación de la corrosión y la protección interior
de los ductos de transporte mediante aplicación de inhibidores de corrosión, para
resolver en gran medida los problemas asociados.
Seguidamente, a través de una entrevista informal no estructurada
realizada el 20 de enero del año en curso al Ingeniero José Berrios, se obtuvo la
siguiente información, PDVSA es la mayor corporación en Venezuela, 78% de los
ingresos de exportación y 57% fiscales. Las reservas probadas de crudo se ubican
en 73,4 millardos de barriles y la capacidad de crudo y condensado en 3.6 millones
de barriles diarios. Las reservas de gas alcanzan los 143 billones de pies cúbicos,
por lo cual Venezuela se ubica como líder en empresas gasificas en Latinoamérica y
como quinta en el ámbito internacional. Para cumplir con dicha misión PDVSA GAS
Se encarga de las actividades de extracción, procesamiento, transmisión, distribución
y comercialización de gas metano; así mismo, y como consecuencia del
procesamiento del gas se produce Líquidos del Gas Natural (LGN) que comercializa
en mercados nacionales e internacionales. Planta Gas Maracaibo PDVSA GAS
Occidente. El Complejo Lama perteneciente a la gerencia de gas asociado se
encuentra ubicado en el bloque 9 en el centro del Lago de Maracaibo. Está
conformado actualmente por 4 plantas compresoras de gas: Lama I, II, III. IV, con
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capacidad de comprimir 360 MMPCND provenientes de las estaciones de flujo,
pertenecientes a la unidad de explotación Lago medio, jugando un papel muy
importante dentro de PDVSA, puesto que; intervienen de manera estratégica para
luego ser distribuido para levantamiento artificial ( gas lift), suministro de gas a la
planta el tablazo y como gas combustible en el complejo.
Cabe mencionar que, en una visita realizada el 07 de abril del año en curso a las
instalaciones de estudio, se examino visualmente que la problemática radica en que
no se lleva el control en los Sistema de inhibición de corrosión del Complejo Lama
con una baja actividad de tratamientos químicos, en los tanques de
almacenamiento donde se encuentra sin producto químico y por otra parte las
bombas dosificadoras presentan fallas mecánicas y eléctricas, sin obviar que las
tuberías están expuestas a un medio ambiente lacustre presentando una superficie
con herrumbre de oxido color cobre ya que dicha instalaciones esta ubicadas en la
mitad del lago. Actualmente el estado de los equipos, bombas y tanques que se
encuentran en la Planta de compresión Lama III presentan condiciones inseguras,
que no son totalmente óptimas para la realización de actividades confiables del
traslado del gas ya que las líneas presentan corrosión por picadura y por ende este
problema conlleva a que se presenten fugas, otro factor importante es que el gas que
se maneja dentro del complejo es un Gas Rico, es decir, con un alto contenido de
líquidos acelerando la corrosión interna causando taponamiento en las tuberías,
aportando lo antes expuesto un riesgo para la salud y seguridad de los trabajadores.
Podemos decir que el aire se contamina naturalmente con partículas solidas del
tipo de polvo arena, hollín y cristales de sal. Esta contaminación varía con los
diferentes entornos y la altitud y también se puede decir que el vapor de agua es otro
ingrediente natural que se puede encontrar en cantidades variables en el aire. La
cantidad de vapor de aire y la contaminación del aire juegan un papel vital en el
proceso de compresión y en la calidad de aire suministrado por el compresor las
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propiedades para causar daños y la corrosión del agua son bien conocidas. El gas
sin tratar a presión atmosférica contiene importantes cantidades de agua y otros
contaminantes, del tipo de gotas de aceite y partículas de polvo. Cuando se
comprime el aire, aumenta la concentración de humedad y otros contaminantes.
Ahora bien, evaluar el Sistema de inhibición de corrosión de la Planta Compresora
Lama III del Complejo Lama, proporciona los siguientes beneficios:
a. El incremento de la producción con disminución de costos.
b. La mayor utilización de los equipos.
c. Disminución de retrasos en la producción por fugas.
d. Proporcionara una mayor confiabilidad de las instalaciones.
e. Mayor satisfacción a los trabajadores por la mejoras de las condiciones
ambientales contribuyendo esto a la obtención de mayor seguridad en el
trabajo:
En definitiva, si se observa un ambiente seguro en la planta de manera práctica
se puede afirmar que es de vital importancia ya que por medio de ella se logra un
adecuado orden, manejo de áreas de trabajo y equipos, con el fin de minimizar
tiempos, espacios además de costos. Finalmente, una buena evaluación de los
sistemas de inhibición de la corrosión en plantas es importante porque evita fracasos
productivos y financieros, contribuyendo a un mejoramiento continuo en los
procesos, fomentando al tiempo la salud y seguridad del personal.
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Formulación del problema
Específicamente, el Sistema de Compresión presenta un notable deterioro en las
líneas de proceso, conllevando a altos costos de recuperación, reparación y una
baja confiabilidad, es ahí donde surge el menester de Evaluar el Sistema de
Inhibición de la Planta de Compresión Lama III del Complejo Lama.
Objetivos de Investigación
Objetivo General
Evaluar el Sistema de inhibición de corrosión de la Planta Compresora Lama III
del Complejo Lama.
Objetivos Específicos
Describir el sistema de inhibición de corrosión en el proceso de compresión
de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
Caracterizar equipos y elementos del sistema de inhibición de corrosión de la
Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
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Identificar el tipo de corrosión presente en el proceso de compresión la Planta
Compresora Lama III del Complejo Lama.
Establecer criterios de mejoras del sistema de inhibición de corrosión
compresión de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
Justificación
Cuando una estructura metálica entra en un proceso de corrosión sus
propiedades mecánicas se pierden y, por tanto, la seguridad y confianza en la
estructura también. El metal comenzará a debilitarse en las áreas afectadas; al
mismo tiempo, se desgastarán sus partes móviles o de mayor uso. Y dependiendo
del proceso mismo, la estructura puede deformarse, romperse o simplemente dejar
de funcionar correctamente. Se volverá frágil e inadecuada para el trabajo, debido a
las deformaciones o rupturas que pueda sufrir y fácilmente podrá convertirse en una
causa de accidentes.
La reparación de estructuras para volverlas nuevamente espacios seguros,
limpios y funcionales, requiere de inversiones en tiempo, mano de obra y dinero.
Para daños sencillos o superficiales se debe eliminar la herrumbre, y aplicar
imprimador y pintura. Pero en daños profundos, se requerirá retirar los elementos
deteriorados, instalar los nuevos y pintarlos o acondicionarlos para los
requerimientos laborales. Todas estas reparaciones generan costos adicionales a los
originalmente presupuestados cuando se invirtió en la instalación de la estructura.
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Otros problemas indirectos tienen que ver con la eficiencia y la productividad. El
deterioro en la imagen de las instalaciones se verá afectado al no percibirse como
una unidad limpia, segura y confiable. La consecuencia directa es un decremento en
la posición de imagen de la empresa o institución al exterior. Por otro lado, el
rendimiento de las cadenas productivas disminuirá ya que las instalaciones no
permitirán un trabajo eficiente y adecuado. Esto impactará directamente en los
procesos u operaciones, y los hará lentos, poco confiables, o no darán los
resultados esperados. Un producto de trabajo de menor calidad además de gastos
innecesarios serán las consecuencias.
Para prevenir los problemas anteriores es necesario realizar mantenimientos
frecuentes a las estructuras metálicas. No hacerlo provocará un mayor deterioro y
como consecuencia toda la problemática asociada.
Desde carácter operativo.
En el ámbito operativo, se lograría tener un mayor control en el Sistema de
inhibición de corrosión logrando así minimizar los tiempos fuera de servicio de las
unidades de la planta compresora y los costos asociados en los mantenimientos
correctivos.
De carácter metodológico
En el ámbito metodológico, permitirá reflejar una experiencia en la recopilación y
actualización de la información, basándose en las definiciones, variables y datos de
campo. Además la investigación servirá de base metodológica para la elaboración de
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proyectos similares en otras Plantas Compresoras y finalmente podría ser utilizada
como guía para la realización de posteriores estudios.
Delimitación
Espacial
La presente investigación estará enmarcada en la Planta de Gas Maracaibo
PDVSA GAS Occidente. El Complejo Lama perteneciente a la gerencia de gas
asociado se encuentra ubicado en el bloque IX en el centro del Lago de Maracaibo.
Está conformado actualmente por 4 plantas compresoras de gas: Lama I, II, III. IV,
pertenecientes a la unidad de explotación Lago medio, jugando un papel muy
importante dentro de PDVSA.
Temporal:
El estudio se realizo en un periodo comprendido de seis (6) meses, entre el
mes de Enero del año en curso, hasta el mes de Junio del 2012.
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CAPITULO II
MARCO REFERENCIAL
El marco teórico o referencial comprende una revisión de los trabajos previos
realizados sobre el problema en estudio y/o de la realidad conceptual en la que se
ubica. Dependiendo de la naturaleza del trabajo o la tesis, este puede comprender
aspectos teóricos, conceptuales, legales, situaciones de la realidad objeto de la
investigación u otros según convenga en caso. (Sampieri, R. 2006).
Antecedentes de la Investigación
Para poder llevar a cabo la presente investigación, es necesario contar con los
fundamentos teóricos suficientes para el desarrollo de cada aspecto del tema de
estudio, basándose en metodologías y fundamentos que sustenten la pesquisa,
además en el presente capitulo se muestran algunas investigaciones realizadas
anteriormente incluyendo el basamento teórico que las sustenta.
Ahora bien, según García, Neiker Dubraska, (2005): Evaluación de la
Corrosión en las Líneas de Producción de Gas Natural en el Campo San Joaquín de
PDVSA Gas Ubicado en Anaco. Trabajo especial de Grado para optar al titulo de
Ingeniería en Petróleo. Instituto Universitario de Tecnología de Administración
Industrial (I.U.T.A.), investigación que tuvo como propósito la Evaluación de la
Corrosión en las líneas de Producción de Gas Natural en el Campo San Joaquín de
PDVSA Gas Ubicado en Anaco Estado Anzoátegui. La investigación realizada es de
tipo explicativa, y tiene como propósito esencial presenciar posibles soluciones de
carácter práctico, debido a que se manejaron datos para recolectar la información por
el método denominado ultrasonido, orientada a la incorporación de un diseño de
campo.
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Para facilitar el proceso de recolección de datos, como insumos básicos del
proceso de investigación, se seleccionaron como técnicas e instrumentos de
recolección de datos, en la observación directa se toma como muestra una sección
de 200 metros de las líneas de producción de gas natural en el campo San Joaquín
que presentaba el problema a objeto de estudio. Se aplicó el método de ultrasonido
el cual consiste básicamente de una probeta transductora generalmente acoplada a
un instrumento de registro digital; por medio del cual se concluye que las Líneas de
Producción de Gas Natural de el Campo San Joaquín se encuentran en estado
avanzado de corrosión debido al alto contenido de sulfuro de hidrógeno que
transporta el gas natural.
Massa y Giudici (2009): Daño por efecto de oxidación en gasoductos.
Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales.
En este trabajo se describen las distintas características constructivas de las
cañerías de gas y los defectos típicos que pueden contener. Como caso de estudio
se tratan aspectos relacionados con la seguridad que presenta en la actualidad uno
de los gasoductos que proveen gas natural a la ciudad de Córdoba (Argentina), que
ha estado operando por más de 40 años y muestra algunos signos de corrosión.
Para determinar las características del gasoducto se tomaron muestras de la
cañería constitutiva y se realizaron ensayos mecánicos. El estado tensional asociado
a los defectos de tipo “volumétrico” se estudia con un modelo basado en la “tensión
de flujo” del material. Este modelo permite calcular, dependiendo de las dimensiones
de la cañería y el largo del defecto, la presión de transición que separa los defectos
que causan fallas por rotura de aquellos que provocan fuga de gas.
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A partir de la presión de falla de la cañería para defectos pasantes y no
pasantes se definen las condiciones de seguridad del sistema según el tamaño de
los defectos y la presión operativa. En la parte final se calcula el tamaño de los
defectos que son tolerables en función del coeficiente de seguridad adoptado, se
determina el tamaño de los defectos que son críticos y se aborda el problema del
acondicionamiento de las presiones para determinar de una manera rápida la presión
reducida a la que debe operarse el gasoducto ante la detección de un defecto “no
tolerable” y hasta que el mismo sea reparado.
Según Contreras y Cordero, (2009): Análisis de la problemática de la corrosión
interna en las líneas de crudo de los sistemas recolectores que se presentan en las
instalaciones de división centro sur distrito Barinas PDVSA. Universidad
Experimental del Táchira, Departamento de Ingeniería Mecánica. En este proyecto
se realizó un análisis de la problemática de corrosión interna con la finalidad de
definir las variables que aceleran el proceso corrosivo interno de los sistemas
recolectores de crudo, para asentar y justificar las bases necesarias en los estudios
de control de corrosión que existen en las líneas recolectoras de crudo de PDVSA
Distrito Barinas, y así minimizar el deterioro de las tuberías.
Para cumplir con esto se recolectaron los parámetros operacionales de cada
pozo: presión, temperatura, producción, % AyS, RGP, condiciones de tubería; con el
propósito de obtener las características necesarias para establecer la prioridad que
presentan los pozos, también se clasificaron las líneas según el nivel de criticidad,
tomando como parámetros el tiempo y costo de reparación, el IPF, HF, etc. Se midió
el % de CO2 y H2S del gas asociado para obtener la influencia que presentan estos
gases y su interacción con el crudo que pasa a través de las tuberías; además se
monitorearon las líneas a través de la instalación de cupones, para verificar en la
superficie de los mismos las condiciones corrosivas del medio. Finalmente se
consiguió que el 52 % de las tuberías tienen una alta probabilidad de presentar fallas
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por corrosión, las cuales son debidas a la interacción entre el CO2, H2S y la
temperatura y humedad.
Amado (2008): Evaluación de la resistencia a la corrosión de aceros
inoxidables en sistemas de adulzamiento de gas. Universidad del Zulia, Facultad de
Ingeniería, División de postgrado. El objetivo principal de esta investigación consistió,
además de analizar la causa raíz del problema de corrosión, evaluar diferentes
aceros inoxidables del tipo austenitico y dúplex para la desorción de CO2 y H2S del
sistema de adulzamiento de gas, a través de simulaciones electroquímicas técnico-
analíticas a nivel de laboratorio y pruebas de operación; incluyendo técnicas de
caracterización de superficies tales como la microscopia electrónica de barrido
(SEM), espectroscopia de dispersión de energía de rayos X (EDS) y difracción de
rayos X(XRD).
Por ultimo de determino el buen desempeño del acero inoxidable dúplex frente
a la corrosión localizada y la corrosión bajo tensión en presencia de iones cloruros y
aniones de sales térmicamente estables, a las condiciones operacionales de la
planta; Recomendando su empleo para la fabricación de los haces tubulares de los
rehervidores de regeneración del sistema de adulzamiento en cuestión. Esto
garantiza la pasivaciòn de la interface metal-solución; alcanzando una elevada
relación costo-beneficio, evitando altos contenidos de níquel en la aleación o
aleaciones a base de níquel y mitigando pérdidas netas de 178000$/día por
producción de etano no realizada.
La vinculación que presentan las investigaciones antes mencionadas con la
presente investigación se encuentra la relación en los análisis de las causas raíz del
problema de corrosión y/o la manera de formular y presentar alternativas de
medidas de control o prevención, estas investigaciones se vinculan además con
inspecciones sistemáticas que permiten evaluar a través de una serie de visitas al
28
espacio de estudio y conocer por medio de esta herramienta las necesidades
existentes. También el manejo del método de factores para evaluar cuales de las
alternativas planteadas es la más indicada para su posterior instalación.
Cabe destacar además que las investigaciones presentan una característica
en común, que es además, habitual con la presente investigación. Son
investigaciones de tipo descriptiva y de campo lo que permite enfocar la recolección
de la información que se obtuvo directamente de la fuente de estudio donde ocurren
los datos primarios, con la utilización de la observación directa no estructurada y la
entrevista no estructurada.
BASES TEORICAS
Para comenzar, antes de profundizar en el significado de la corrosión, se
considero en cuenta lo que respecta a las plantas de compresión, para de esta
manera tener una orientación mucho más clara del tema de estudio, y estableces
dudas respecto a su definición, además describe, lo que origino La Evaluación de el
Sistema de inhibición de corrosión de la Planta Compresora Lama III del Complejo
Lama.
LEY DE LA ELECTRÓLISIS Corbett (1985):
Por definición, la corrosión es la destrucción de un metal o metales, a través
de la interacción con un ambiente (ejem. suelo o agua) por un proceso
electroquímico, es decir, una reacción que envuelve un flujo de corriente eléctrica e
intercambio de iones. En tuberías enterradas, o sumergidas en elementos acuosos,
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el proceso de corrosión es similar a la acción que tiene lugar en una pila de linterna,
formada por un electrodo de carbón que ocupa el centro de la pila y un electrodo de
zinc que hace de recipiente, separados ambos electrodos por un electrólito
compuesto en esencia por una solución de CINH4.
Una lámpara incandescente conectada a ambos electrodos se enciende
continuamente debido a la energía eléctrica que suministran las reacciones químicas
que tienen lugar en ambos electrodos. En el electrodo de carbón (polo positivo-
cátodo), tiene lugar una reducción química y en el electrodo de zinc (polo negativo-
ánodo), se realiza la oxidación por la cual el zinc metálico es convertido en iones
hidratados, Zn-- - nH2O. Cuanto mayor es el flujo de electricidad a través de la pila,
mayor es la cantidad de zinc que se corroe. Esta relación es cuantitativa como la
demostró Michael Faraday a principios del siglo XIX.
Todo material metálico sin la debida protección y en un medio que propicie el
intercambio de electrones es susceptible a corroerse.
Existen cuatro métodos comúnmente utilizados para controlar la corrosión en
tuberías, estos son recubrimientos protectores y revestimientos, protección catódica,
selección de materiales e inhibidores de corrosión.
30
Recubrimientos y revestimientos Corbett (1985):
Estas son las principales herramientas contra la corrosión, a menudo son
aplicados en conjunción con sistemas de protección catódica para optimar el costo
de la protección de tuberías.
Protección Catódica Corbett (1985):
Es una tecnología que utiliza corriente eléctrica directa para contrarrestar la
normal corrosión externa del metal del que esta constituido la tubería. La protección
catódica es utilizada en los casos donde toda la tubería o parte de ella se encuentra
enterrada o sumergida bajo el agua. En tuberías nuevas, la protección catódica
ayuda a prevenir la corrosión desde el principio; en tuberías con un período de
operación considerable puede ayudar a detener el proceso de corrosión existente y
evitar un deterioro mayor.
Selección de Materiales Corbett (1985):
Se refiere a la selección y empleo de materiales resistentes a la corrosión,
tales como: acero inoxidable, plásticos y aleaciones especiales que alarguen la de
vida útil de una estructura, por ejemplo de la tubería. Sin embargo, en la selección de
materiales resistentes a la corrosión el criterio fundamental no es, en esencia, la
protección de una estructura, sino la protección o conservación del medio donde esta
existe.
31
Inhibidores de Corrosión Corbett (1985):
Son substancias que aplicadas a un medio particular, reducen el ataque del
ambiente sobre el material. Bien sea metal o acero de refuerzo en concreto. Los
inhibidores de corrosión extienden la vida de las tuberías, previniendo fallas y
evitando escapes involuntarios.
Evaluar el ambiente en el cual está la tubería o en el sitio donde se ha de
colocar, es muy importante para el control de la corrosión, no importa cual método o
combinación de estos se emplee. Modificar el ambiente en las inmediaciones de la
tubería, como por ejemplo reducir la humedad o mejorar el drenaje, puede ser una
manera simple y efectiva de reducir la potencialidad de la corrosión. Además,
emplear personal entrenado en el control de la corrosión es crucial para el éxito de
cualquier programa de mitigación de corrosión.
PROTECCIÓN DE TUBERÍAS SUPERFICIALES Solditeca (1991):
Las tuberías expuestas al aire libre, son propensas al depósito o acumulación
de agua, polvo, herrumbre, escapes de vapor, salitre, etc. La acumulación de estas
substancias en tuberías aéreas forma pequeñas pilas galvánicas que eventualmente
corroen la superficie del metal. La aplicación de pintura y un programa de limpieza
superficial y mantenimiento son suficientes para alargar la vida útil de la tubería. Sin
embargo la aplicación del recubrimiento de pintura debe hacerse con especial
cuidado, para que cumpla su misión de aislante de agentes externos. A continuación
se describe el tratamiento que debe aplicar.
32
− Eliminar la grasa y depósitos de aceite, depositada en la superficie del metal,
mediante el empleo de trapos limpios saturados con un adelgazador o gasolina
blanca (libre de plomo).
− Para eliminar el barniz de fábrica, escamas de laminación, herrumbre, salpicaduras
de soldadura y humo, tierra, etc. deberá frotarse la tubería con un cepillo de alambre
hasta obtener una superficie completamente limpia, de color gris metálico brillante.
En caso de existir depósitos fuertes de óxido y escorias de fundición, se removerán,
con martillo y cincel y luego se utilizará cepillo de alambre.
− Antes de aplicar el fondo o pintura base, la superficie deberá limpiarse
cuidadosamente con un paño humedecido en solvente para eliminar partículas de
hierro y alambre producidas al utilizar la limpieza con cepillo metálico.
− Como primera capa de recubrimiento se debe aplicar dos manos de un imprimador
de agarre. Como película intermedia se utiliza comúnmente rojo óxido de plomo,
igualmente a dos capas. Por último como capa de acabado utilice dos manos de un
esmalte compatible con el sistema imprimante y película intermedia.
− En aquellos puntos donde la pintura tienda a deslizarse dejando puntos propicios
para la corrosión, tales como: soldadura, ángulos, bordes y esquinas se efectuarán
retoques de fondo a fin de aumentar el espesor de la película.
Es recomendable que, como sistema de recubrimiento, se apliquen las películas de
imprimante, capa intermedia y capa de acabado de un mismo fabricante de pintura.
Igualmente conveniente es cumplir con las recomendaciones del fabricante del
33
recubrimiento en cuanto a la preparación de la superficie, implementos de pintura,
mezcla del producto y técnica de aplicación. El cumplimiento de este proceso y un
programa de inspección y mantenimiento de la línea nos garantizarán la prolongación
de la vida útil de la tubería.
Confiabilidad (C):
Según el manual de manteniendo MM–01–01–02 “Indicadores de Gestión
del Proceso de Mantenimiento”. Confiabilidad “es la probabilidad de que un
activo cumpla una función específica (no falle) bajo condiciones de operación
determinadas en un período de tiempo específico”.
Según, Duffuaa, R. (2000), esta expresión se utilizará para estimar la
confiabilidad de los equipos, es fácil de aplicar y hay que considerar que la
tasa de falla es constante y que los datos de fallas se ajustan a una
distribución de probabilidades de tipo exponencial. Es una medida de
consistencia de la escala que nos evalúa su capacidad para discriminar en
forma constante entre un valor y otro.
Gas natural (Cavenati, et. al; 2006)
El gas natural (GN) es una mezcla de hidrocarburos, generalmente gaseosos,
presentes de forma natural en estructuras subterráneas, la mayor proporción del gas
natural la compone el metano (>80 %) aunque también contiene, en cantidades
variables, hidrocarburos de dos o más carbonos. De igual forma, el gas puede
34
presentar, en menores cantidades, diversas impurezas como dióxido de carbono
(CO2), ácido sulfhídrico (H2S), nitrógeno (N2), vapor de agua (H2O), etc. La
proporción de contaminantes en el gas natural es específica de su formación
geológica y puede tener importantes variaciones aún en una misma región.
Gas Natural Martínez M. (2003):
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos, producido por la transformación
lenta de la materia orgánica animal y vegetal, especialmente de especies marinas
microscópicas, sepultadas durante millones de años a grandes profundidades”. Es
decir, mezcla de hidrocarburos que se encuentra en la naturaleza en estado
gaseoso, por si sola o asociada con el petróleo, y que permanece a condiciones
normales de temperatura y presión.
Cuando la industria utiliza el “gas natural” para fines energéticos se le exige
a la empresa que suministra el gas, la calidad apropiada y acorde con la utilización
para la cual se requiere, por lo cual se deberán extraer previamente los
contaminantes como el CO2 y el H2S, además de las impurezas que por lo general
transporta el fluido cuando sale del yacimiento. Adicionalmente, se deberá dejar en
el gas la cantidad de componentes condensables requeridos para el propósito
específico en el cual se le va a emplear. Una cantidad muy pequeña de C3+
propano (liquido del gas natural) puede resultar indeseable cuando ello implica la
condensación de líquidos que le ocasionen problemas a las plantas, especialmente,
cuando se emplean catalizadores en el proceso.
35
Gas natural
La norma Covenin 3568-1:2000, define al gas natural como un combustible
gaseoso formado por los miembros más volátiles de la serie parafínica de
hidrocarburos, principalmente metano, cantidades menores de etano, propano y
butano, finalmente, presenta cantidades muy pequeñas de compuestos más
pesados. Además, gases no hidrocarburos, como dióxido de carbono, sulfuro de
hidrógeno (ácido sulfúrico), nitrógeno, helio, vapor de agua, entre otros. De igual
manera el gas natural puede existir como tal, en yacimientos de gas, o asociado con
yacimientos de petróleo y de condensado (porciones volátiles de petróleo), según
Bedford (2000), particularmente en Venezuela la mayoría del gas proviene de
yacimientos de petróleo.
Propiedades y comportamiento del gas natural
Barrientos (2002), señala que en la forma más simple, un gas puede
considerarse compuesto de partículas sin volumen y entre las cuales no existen
fuerzas de atracción. Es un fluido homogéneo, generalmente de baja densidad y
volumen definido.
La anterior definición de gas, generalmente se cumple a condiciones de baja
presión y temperatura, pero gradualmente se aparta de esta definición y el
comportamiento teórico se aparta del observado. A medida que aumenta la presión y
la temperatura, debe incluirse el volumen de las moléculas y fuerzas entre ellas. Los
gases que cumplen con la definición dada en el párrafo anterior, se denominan gases
perfectos o ideales. Los que no cumplen esta definición se denominan gases reales.
36
El gas natural puede existir como tal, en yacimientos de gas libre o asociado
con yacimientos de petróleo y condensado (porciones volátiles de petróleo). En vista
de que el gas natural normalmente se encuentra presente en los yacimientos de
hidrocarburos, es de gran importancia el conocimiento de ciertas propiedades físicas
del mismo que son fundamentales en el análisis del comportamiento de yacimientos
de petróleo, gas y condensado.
Las relaciones que describen el comportamiento Presión-Volumen-
Temperatura, PVT de gases son llamadas ecuaciones de estado. La ecuación del
estado más simple, es llamada la Ley de los Gases Ideales;
Donde:
V = Volumen del gas.
n = Moles de gas.
P = Presión.
T = Temperatura.
R = Constante universal de los gases.
Esta ecuación es el resultado de los esfuerzos combinados de Boyle, Charles,
Avogadro y Gay Lussac, y sólo es aplicable a presiones cercanas a la presión
atmosférica para la cual fue experimentalmente obtenida y a las cuales los gases se
comportan como ideales.
nRTVP
37
a
g
g
Gravedad específica del gas (g).
Barrientos (2000), define la gravedad específica como la razón de la densidad
del gas a la densidad del aire, ambas medidas a las mismas condiciones de presión
y temperatura
Como la gravedad del gas se mide generalmente a condiciones normales, tanto
el gas como el aire se comportan como gases ideales y pueden escribirse:
El termino “gravedad específica del gas natural” está asociado a cierto peso que
se compara con el peso de un volumen igual de aire; siendo la gravedad específica
de un gas el coeficiente entre el peso de un determinado volumen del mismo y el
peso de un volumen igual de aire. El gas natural de composición promedio pesa más
de 40 libras por 1000 pies cúbicos, que es el peso del aire. A excepción del metano,
todos los componentes del gas natural son más pesados que el aire, es decir, su
gravedad específica es mayor de 1.0.
El gas natural (los gases en general) se caracteriza porque sus moléculas están
separadas por distancias relativamente grandes y en constante movimiento; por lo
tanto, posee una fuerte tendencia a escapar del recipiente donde se encuentra.
38
Flujo de gas.
El flujo de gases en tuberías, según expresa el manual de CRANE (1998), es
más complejo que el de líquido debido a la dependencia del volumen específico con
los cambios en la presión a lo largo de la línea. Si esta variación es grande, tanto la
velocidad como la densidad cambiaran significativamente, es decir, se necesita un
conocimiento preciso de la relación P,V,T del gas para poder aplicar la ecuación de
Bernoulli en forma diferencial, y el balance de energía en estado estacionario. Es
importante puntualizar, que el comportamiento de la línea (la caída de presión)
dependerá del tipo de flujo existente en la línea.
Los extremos usuales de flujo son:
Adiabático (PVk = constante), este es el caso de las líneas cortas aisladas en
refinerías y plantas químicas, donde el calor transferido hacía o desde la línea
es despreciable.
Isotérmico (PV = constante), se presenta en líneas largas sin aislar como las de
transmisión de gas natural. A menudo se asume este tipo de flujo, parte por
conveniencia pero en realidad, es porque es lo más cercano al comportamiento
real.
Politrópico (PVn = constante), es una condición entre adiabático e isotérmico.
Desde el punto de vista práctico, las diferencias entre los dos extremos son:
Para caídas de presión, si se conoce el flujo, el diámetro y la longitud de la
tubería.
PIsotérmico Padiabático
39
Si se desea determinar el tamaño de la línea conociendo el flujo y la caída
de presión.
DIsotérmico Dadiabático
Si se desea determinar la capacidad (flujo másico) de la línea de proceso
dada, con caída de presión conocida.
m Isotérmico ≤
m adiabático
Por tanto, cuando la naturaleza del flujo se desconoce, los procedimientos
PDVSA para dimensionamiento de líneas recomiendan asumir flujo isotérmico con la
finalidad de obtener resultados más conservadores. Sin embargo, las prácticas de
diseño consideran ambos casos, debido a que hay situaciones donde se requiere un
diseño más preciso de flujo adiabático.
Sistema de recolección de gas.
Añez (2003), señala que sistema de recolección está conformado por un
conjunto de equipos interrelacionados con la finalidad de recibir, separar, medir y
transportar el gas hacia las plantas compresoras, así como almacenar
temporalmente y bombear el crudo o liquido proveniente de los pozos ubicados en su
vecindad, hacia otras facilidades para su posterior tratamiento, distribución o
transporte.
Estación de flujo.
Según Añez (2003), señala que las estaciones de flujo (figura 1, pag.29), son
instalaciones donde se recolecta y mide la producción multifásica de líneas
40
provenientes de los múltiples de producción o directamente de los pozos, se
establece la separación gas – líquido de dicha producción, se inicia el tratamiento
químico para proceder a la deshidratación del crudo y se envían los fluidos una vez
separados hacia los patios de tanque y/o plantas compresoras. Estas instalaciones
están constituidas básicamente por equipos mayores con diseño y apariencia similar,
el número de estos equipos varían dependiendo del número de etapas y presiones
de separación, la ubicación geográfica donde se encuentra y la necesidad de
dosificar aditivos químicos.
Figura 1. Vista de una estación de flujo.
Fuente: Arellano & Mirabal (2012).
Depurador
Según Norma Pdvsa MDP-03-S-01 (1995), son equipos cuya función es
remover las trazas de líquido aun presentes en la corriente de gas, los cuales son
perjudiciales para los equipos de la planta. Al igual que los separadores generales,
el depurador es un recipiente cilíndrico con dos conexiones en la parte superior, una
es utilizada para la salida del gas seco y, la otra, para la válvula de seguridad del
recipiente. La entrada del gas húmedo se realiza a través de una conexión en parte
41
lateral superior. Funciona con un sistema de crudo y gas, los cuales se describen a
continuación.
(Figura 2)
Figura 2. Depurador
Fuente: Arellano & Mirabal (2012).
Sistema de compresión
Sucre (2008), señala que la filosofía básica de un sistema de compresión es
llevar el gas natural de un nivel de presión a otro nivel mayor con la finalidad de que
el gas pueda llegar a su destino en las condiciones requeridas.
Plantas compresoras
Según Sucre (2008), son estructuras concebidas para recibir el gas que
proviene de las estaciones de flujo a baja presión para luego pasar por una serie de
turbinas las cuales le imprimen velocidad y comprimen el gas a alta presión, para ser
transferido a los múltiples de inyección de gas. Estas turbinas son diseñadas
42
obedeciendo requerimientos como: composición del gas, área del yacimiento, entre
otros.
Las plantas compresoras poseen módulos de compresión los cuales se
encargan de manejar el volumen de gas. El número de estos módulos depende del
volumen de gas manejado por el campo, cada uno de estos módulos tienen tres
puntos de medición: el primero a la succión de la planta la cual se encarga de
cuantificar el gas que entra a la planta, el segundo a nivel del combustible, el cual
indica el volumen de gas que consume la planta como energía y se cuantifican las
perdidas de gas por mermas, y el tercero a la descarga de la planta permitiendo
conocer el volumen de gas que sale de la planta. (Figura 3).
Figura 3. Complejo de Compresión Planta Lama
Fuente: Archivo PDVSA Planta Lama (2010)
43
Este sistema de medición facilita el control y seguimiento del manejo eficiente
de la planta, ya que la planta opera con un máximo y un mínimo de volumen de gas.
En caso de que la capacidad de succión de la planta sea mayor a la requerida por la
misma, sé apertura automáticamente transferencias de gas hacía otras áreas. En
caso contrario de requerir gas para que la planta compresora opere en mínimas u
óptimas condiciones, se activan pozos natos de gas, los cuales aportan gas de
formación al sistema de gas del campo.
Tipos de plantas compresoras
Plantas convencionales: Son plantas que comprimen el gas a través de turbo
compresores dispuestos en serie. Estas plantas son de un tamaño considerable y
poseen sus equipos dispuestos en un solo bloque. Algunas plantas poseen
incorporado un sistema de extracción de productos GLP del gas natural. Se trata de
un sistema de refrigeración mecánica con propano.
Figura 4. Planta compresora convencional
Fuente: Archivo PDVSA (2006)
44
Plantas modulares: Como su mismo nombre lo indica, estas plantas están
formadas por varios módulos o bloques. Por lo general, una Planta Modular está
integrada por los siguientes módulos:
Módulo de admisión.
Módulo(s) de compresión.
Módulo de control.
Módulo de venteo.
Adicionalmente, algunas plantas compresoras poseen módulos para la
deshidratación con glicol del gas de entrada. El principio de operación de estas
plantas es exactamente el mismo que el de las plantas “grandes” o convencionales.
Descripción de una etapa de compresión típica.
El gas de succión, entra a la planta a través del depurador principal o de
entrada (llamado S-O en el caso de las plantas convencionales), esto con la finalidad
de atrapar los restos de crudo, agua, y condensado que pueda permanecer
remanentes en el gas.
Una vez limpio, el gas pasa a un compresor centrífugo, cuyo eje está conectado
a una turbina de gas y que gira a determinadas revoluciones (dependiendo de la
45
etapa) con el objetivo de comprimir el gas a través de las ruedas que constituyen el
rotor respectivo.
Cuando el gas se comprime, se calienta. Este calor debido a la compresión
debe removerse antes de que el gas entre a la siguiente etapa de compresión y sea
comprimido nuevamente. Con esta remoción de calor se evitan temperaturas
peligrosamente altas. Para tal fin existen enfriadores atmosféricos (convencionales) o
enfriadores tipo ventilador (fin fan cooller en modulares) cuya función es la de
mantener la temperatura del gas de entrada a la siguiente etapa compresora en el
orden de los 95 ºF. Cuando el gas rico, es comprimido y enfriado, algunas fracciones
de gasolina, pesados y agua, condensan; por lo cual se hace necesario, además del
enfriador, colocar en la etapa compresora un depurador. Dicho depurador se encarga
de atrapar el condensado y evitar que este entre al compresor de la siguiente etapa.
De esta forma se tiene que las plantas y miniplantas poseen etapas de
compresión-depuración-enfriamiento integradas, cuyo funcionamiento básico y
estructuración es idéntica para todas. Las variaciones se encuentran en el número de
etapas que posea la instalación y en el tipo y marca de equipos que ésta emplee.
Figura 5. Etapa de compresión típica
Fuente: Chávez (2004)
46
Sistema de distribución de gas
Según Añez (2003), es un sistema por medio del cual circula gas a alta
presión. Este recorrido se da a través de una red de gas la cual esta conformada por
equipos de superficie tales como: múltiples de levantamiento artificial por gas,
cañones o cabezales de distribución y líneas de inyección.
Múltiples de levantamiento artificial por gas.
Son plataformas en donde llegan las líneas principales que provienen de las
plantas compresoras y líneas troncales que conectan algunos múltiples. Allí se recibe
gas desde la planta para su distribución hacia los pozos con métodos de LAG, a
través de líneas de inyección, (Figura 6)
Figura 6. Múltiples de levantamiento artificial por gas.
Fuente: Arellano/Mirabal (2012)
47
Desde los MLAG se puede supervisar, regular y controlar la tasa de gas
inyectado a cada pozo; esto se logra mediante la operación manual y/o
automatizadas de válvulas (merlas y/o actuador) de estrangulamiento instaladas en
líneas a cada pozo productor. Estos múltiples están conformados por las siguientes
partes:
Líneas de Entrada al Múltiple.
Cañones o Cabezales de Distribución de Gas.
Líneas de Inyección de Gas a Pozos.
Sistemas de Suministro de Energía Eléctrica.
Pozos productores por Levantamiento Artificial por Gas.
El Levantamiento Artificial por Gas (L.A.G.) es un método que utiliza gas
comprimido como fuente de energía para llevar los fluidos del yacimiento desde el
fondo del pozo hasta la superficie, de allí que la principal consideración en su
selección para producir un grupo de pozos petroleros, es la disponibilidad de una
fuente rentable de gas a alta presión. (Figura 7)
Figura 7. Detalles básicos instalación de levantamiento artificial por gas. Fuente:
Domínguez, H y Piñero, R. (2006)
48
Este método consiste en inyectar gas a través del anular que se encuentra
entre el revestidor de producción y la tubería de producción del pozo a una presión
determinada, hacia la columna del fluido formada en la tubería de producción. El
punto de inyección se ubica en la parte más baja que lo permita la presión disponible
en la superficie. Cuando se inyecta gas a la columna de líquido (a través de válvulas
especialmente diseñadas) el peso de dicha columna se aligera por las burbujas de
gas, permitiendo que la presión del yacimiento sea mayor que el peso de la columna
(menor contrapresión) y el líquido fluya. El gas de levantamiento actúa según los
siguientes mecanismos:
Reducción del peso de la columna de líquido en la tubería de producción,
por disminución de la densidad de la muestra.
Expansión del gas por el paso desde el anular hacia la tubería de
producción.
Desplazamiento de la columna por arrastre de fluidos por inyección de gas
a alta presión.
El levantamiento artificial por gas se considera como una extensión del método
de producción por flujo natural, el cual consiste en aumentar la relación gas líquido
mediante la inyección de gas en la tubería de producción para aligerar la columna y
con esto disminuir la presión de fondo, generando un diferencial requerido para que
la arena productora aporte la tasa de petróleo esperada. La planta compresora por lo
general esta previamente instalada con fines de venta para la inyección de gas en
pozos productores.
49
Compresor de Gas
Según, Grupo Centec, Es una máquina de fluido que está construida para
aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal
como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de
energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es
transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo,
aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.
Definición de terminas Básicos:
Almacenamiento:
Instalación que cuenta con uno o varios depósitos con la finalidad de acopiar los
combustibles líquidos y gaseosos.
Aguas Abajo:
Expresión utilizada para determinar que el flujo se encuentra DESPUÉS de un
sistema, esto tomándose en cuenta la dirección de dicho flujo.
Aguas Arriba:
Expresión utilizada para determinar que el flujo se encuentra ANTES de un
sistema, esto tomándose en cuenta la dirección de dicho flujo.
50
API:
Sigla de American Petroleum Institute, que es una asociación estadounidense de la
industria petrolera, que patrocina una división de la producción petrolera en la ciudad
de Dallas, Texas.
El instituto fue fundado en 1920 y se constituyó en la organización de mayor
autoridad normativa de los equipos de perforación y de producción petrolera.
Publica códigos que se aplican en distintas áreas petroleras y elabora indicadores,
como el peso específico de los crudos que se denomina "grados API".
Área petrolífera:
Zona donde se explotan hidrocarburos. Un área puede comprender varios
yacimientos, siendo cada yacimiento una entidad geológica.
Barril:
Unidad de medida volumétrica empleada en varios países, entre ellos E.E.U.U. Un
barril de petróleo equivale a 159, litros, o sea que un metro cúbico de petróleo
equivale a 6,29 barriles.
Compresión (instalaciones de ...):
Están destinadas a la compresión de un gas y se compone de compresores, de
dispositivos y accesorios de medición, control y regulación, de instalaciones de
distribución de energía, tuberías, instalaciones anexas, dispositivos de seguridad y
de obras de ingeniería civil.
51
Condensado de gas:
Hidrocarburo que se mantiene en estado gaseoso en las condiciones de su depósito
natural pero por las altas presiones se licua en las condiciones superficiales
normales. En otros países se lo conoce como líquido del gas natural.
Condiciones normales del gas:
Volumen y otras propiedades físicas del gas seco medido a presión ambiente y a 15°
C de temperatura.
Craqueo:
Transformación por ruptura de las grandes moléculas de crudos y gases para
obtenerlas mas pequeñas a fin de aumentar la proporción de productos ligeros y
volátiles.
Se distinguen en craqueo térmico y catalítico. El térmico se realiza únicamente por la
acción del calor y la presión, mientras que el craqueo catalítico utiliza catalizadores
que permiten, igualdad de temperatura, mayores transformaciones.
Depuración:
Operación que consiste en eliminar las impurezas de los gases combustibles.
Derivados:
Son los productos obtenidos directamente por destilación del petróleo. Una refinería
fabrica tres clases de derivados:
I) Productos terminados, que pueden ser suministrados directamente al consumo
II) Productos semiterminados, que pueden servir de base a ciertos productos
después de mejorar su calidad mediante adictivos
52
III) Subproductos o productos intermedios, como la nafta virgen, que sirve como la
materia prima petroquímica.
Destilación:
Operación que separa a los hidrocarburos en varias fracciones por vaporización
seguida de condensación.
El calentamiento de los productos a tratar se realiza, por lo general, en hornos
tubulares y separadores en columnas.
Según la naturaleza de los productos finales se efectúa una destilación a presión
atmosférica o una destilación al vacío.
Estación de bombeo:
Instalación situada en el recorrido de un oleoducto destinada a impulsar el fluido. Su
número a lo largo del mismo depende de la viscosidad del producto transportado, del
relieve geográfico de las regiones atravesadas y del diámetro de la tubería.
Exploración:
Es la búsqueda de yacimientos de petróleo y gas y comprende todos aquellos
métodos destinados a detectar yacimientos comercialmente explotables.
Incluye el reconocimiento superficial del terreno, la prospección (sísmica, magnética
y gravimétrica), la perforación de pozos de exploración y el análisis de la información
obtenida.
Explotación (producción):
Operación que consiste en la extracción de petróleo y/o gas de un yacimiento.
53
Factor de recuperación:
Porcentaje del petróleo extraído de un yacimiento con relación al volumen total
contenido en el mismo.
Gas asociado al petróleo:
Gas que se presenta en los yacimiento junto al petróleo. Puede estar en el
yacimiento como una capa libre, también mezclado con el petróleo y presentarse
como condensado formando una sola faz líquida con él en determinadas condiciones
de temperatura y presión.
Gas licuado de petróleo (GLP):
Generalmente se trata de propano y de butano comerciales para usos domésticos e
industriales. Ese un producto de la refinación del petróleo.
Con el mismo nombre, y denominado generalmente como GLP, también se
identifican al propano y los butanos provenientes del gas natural, que también tiene
etano.
Gas licuado (transporte de ...):
Se emplean camiones de gran recipiente en forma cilíndrica, poliductos y buques
especialmente acondicionados.
Gas natural:
Gas que se presenta natural en el subsuelo y está constituido principalmente por
metano.
54
El gas natural tiene varios componentes, siendo el más abundante el metano (80%),
que se usa en los consumos domiciliarios, comerciales e industriales.
Por su parte, el butano (2,5%) y el propano (6%) se emplean como gas licuado
provistos en distintos tipos de garrafas.
El etano (7%) es usado en la industria petroquímica como materia prima del etileno.
Gasoducto:
Tubería para el transporte de gas natural a alta presión y grandes distancias.
Los gasoductos pueden ser nacionales e internacionales, y suministran a una sola o
varias regiones. Argentina tiene tres grandes sistemas de gasoductos.
Hidrocarburos:
Así como el agua está formada por dos elementos químicos: hidrógeno y oxígeno,
los hidrocarburos están constituidos por carbono e hidrógeno. Según el número de
los átomos de carbono variarán las propiedades de los hidrocarburos.
A temperatura ambiente y presión atmosférica los hidrocarburos que tengan hasta 4
átomos de carbono son gaseosos (metano, etano, propano, butano).
Entre 5 y 16 átomos de carbono son líquidos (ciclo pentano, ciclo hexano, metil ciclo
hexano y benceno).
A pesar de la gran diversidad de la composición de los hidrocarburos presentes en
cada petróleo crudo, la proporción de carbono e hidrógeno es casi constante: 83% a
86% de carbono y 11% a 13% de hidrógeno.ltos).
Líquidos de gas natural:
Partes de gas natural recuperadas en estado líquido en los separadores e
instalaciones de tratamiento de los gases.
55
Entre los líquidos de gas natural se incluyen el etano, el propano, los butanos, los
pentanos, la gasolina natural y los condensados.
Además pueden contener, en pequeñas cantidades, productos distintos a los
hidrocarburos.
Lubricantes:
Destilados líquidos extraídos por destilación de un crudo de petróleo.
Según los tipos de petróleos (parafínicos, nafténicos o aromáticos) serán las
propiedades de los aceites lubricantes.
Oleoducto:
Tubería generalmente subterránea para transportar petróleo a cortas y largas
distancias. En estas últimas se utilizan estaciones de bombeo.
"Off shore":
Término inglés que significa costa afuera.
Se refiere a las actividades petroleras que se realizan en la plataforma continental y
en aguas internacionales.
OPEP:
Sigla de la Organización de Países Exportadores de Petróleo.
Parafinas:
Residuos extraídos después del desparafinado de los aceites lubricantes; en otros
países es conocida como cera de petróleo.
56
Sus principales características son ser incoloras, inodoras y traslúcidas.
Las parafinas tienen diversas aplicaciones: ceras de piso, ceras para otros fines,
protección de comestibles, cosméticos, ungüentos, etc.
Petróleo:
Mezcla en proporciones variables de hidrocarburos sólidos, líquidos o gaseosos que
se encuentran en los yacimientos bajo presiones y temperaturas más o menos
elevadas.
Los petróleos crudos pueden ser de base parafínica, asfáltica o mixta.
Los crudos de petróleo, según la densidad, se clasifican en:
a) Pesados (10° a 23,3° API).
b) Medios (22,3° a 31,1° API).
c) Livianos (superiores a los 31,3° API).
El grado API se fija mediante una escala adoptada por el American Petroleum
Institute para medir la densidad de los petróleos brutos.
La escala varía generalmente entre 10° (equivalente a una densidad de 1,0000) y
100° (equivalente a una densidad de 0,6112) con relación al agua a 4° C de
temperatura.
Pozo:
Denominación dada a la abertura producida por una perforación.
Los pozos, en el lenguaje administrativo, generalmente se designan por un conjunto
de letras y de cifras relativas a la denominación de los lugares en los que se
encuentran y al orden seguido para su realización.
57
Existen numerosos tipos de pozos, entre ellos de exploración, de avanzada y de
explotación.
Pozo de inyección:
Pozo a través del cual se inyecta agua para mantener la presión de un yacimiento en
la operación de recuperación secundaria.
Presión del gas:
Según el nivel de presión natural el gas se clasifica de baja, mediana y alta presión.
Separación de agua:
Operación que consiste en eliminar el agua condensada contenida en un gas natural.
Se denomina "Separación de gasolina" a la operación que elimina el vapor de agua
contenido en los gases combustibles.
Separador:
Aparato colocado entre el pozo y la playa de tanques para separar elpetróleo crudo
del gas natural y del agua.
Venteo del gas:
Consiste en el no aprovechamiento del gas surgente de un pozo de producción de
petróleo, que se quema (tipo antorcha) por motivos de seguridad.
Este procedimiento puede deberse a diversas causas:
a) Por no existir instalaciones de gasoductos
58
b) Por tratarse de pozos ailados
c) Por tratarse de un gas con contenido de sustancias inertes nocivas al consumo
(CO2 Y SH2).
d) Despilfarro del gas natural por el intento del aprovechamiento exclusivo del
petróleo.
Yacimiento de petróleo o gas:
Formación geológica continúa de roca porosa y permeable por la que pueden circular
los hidrocarburos, agua y otros gases.
Un mismo depósito puede estar constituido por diversas clases de rocas,
predominantemente areniscas y calizas.
Los yacimientos son acumulaciones comerciales de petróleo o gas que ocupan un
depósito independiente sometido a un único sistema de presión.
Existen también yacimientos mixtos con diversas relaciones de gas/petróleo.
59
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
Este ente capitulo se describen las particularidades de la investigación, asimismo
se detallan, paso a paso, procedimientos que se requieren para la ejecución de las
actividades necesarias para el logro de los objetivos, puntualizara además las
técnicas e instrumentos de recolección de las información. Las actividades que se
requieren para el alcance de los objetivos por su parte, estarán vinculadas
conjuntamente con cada fin que persigue el presente proyecto de investigación.
Modalidad de la Investigación
La modalidad de la investigaciones establece dependiendo de la problemática a la
que se enfrente el investigador e intente examinar sus posibles soluciones, al tiempo
que toma en cuenta los objetivos que se persigue, los recursos que se requieran y el
ámbito donde se recolectan los datos. En otras palabras, la modalidad de la
investigación está relacionada de manera directa con el tipo de Investigación y con el
espacio o la forma de obtener los datos, en la que el investigador se desenvolverá
para darle solución a una situación o dificultad determinada. Es por esto que, al
obtener los datos directamente del objeto de estudio la presente investigación se
considera en la Modalidad de campo, sustentado por los autores:
Según, el Manual de trabajo Especial de Grado del Instituto Universitario
Politécnico Santiago Mariño (2006); la presente investigación se encuentra en la
Modalidad de Investigación de campo, dado que “consiste en el análisis sistemático
de un determinado problema con el objeto de describirlo, explicar sus causas y
efectos, comprender su naturaleza y elementos que lo conforman o predecir su
ocurrencia.”
60
Para, Fidias Arias (2006): define la investigación de campo “es aquella que
consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la
realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar
variables alguna, es decir, el investigador obtiene la información pero no altera las
condiciones existentes”.
Por lo antes expuestos, la presente investigación se considera en la modalidad de
campo, puesto que, se obtendrán los datos primarios para el posterior análisis de la
información y obtener el alcance de los objetivos de la investigación mediante un
proceso sistemático, directamente de la realidad ocurrente en las áreas de trabajo y
de la realización del proceso productivo de la Planta de Gas Maracaibo Complejo
Lama.
Tipo de Investigación
Para determinar el tipo de investigación es fundamental reflexión acerca del
propósito de la investigación , el cual tiene como objetivo Evaluar el sistema de
Inhibición de Corrosión de la Planta Compresora Lama III de Complejo Lama, por tal
efecto es preciso determinar los sistema de inhibición de corrosión en el proceso de
compresión, caracterizar equipos y elementos del sistema de inhibición de corrosión,
Identificar el tipo de corrosión presente en el proceso de compresión, establecer
criterios de mejoras del sistema de de inhibición de corrosión compresión de la
Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
Tomando en cuenta lo antes expuesto anteriormente, la presente investigación
será descriptiva, de campo, transeccional y documental, de acuerdo a los sientes
autores: Según Fidias Arias (2006): “la investigación descriptiva consiste en la
61
caracterización de un hecho, individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura
o comportamiento” pág. 24. Los estudios descriptivos miden de forma independiente
las variables y aun cuando no se formulen hipótesis, tales variables aparecen
enunciadas en el objetivo de la investigación (Fidias Arias, 1999).
Según Hurtado, (2010): “la investigación descriptiva consiste en la identificación
de las características del evento en estudio, los perfiles, las taxonomías, los estudios
historiográficos, los estudios anatómicos en medicina, los estudios topográficos, los
censos, los estudios epidemiológicos, por ejemplo son investigaciones descriptivas”.
Esta investigación tiene como objeto la descripción precisa del evento de estudio.
Cabe mencionar que, en este tipo de investigación además de la observación se
puede utilizar otras técnicas como la encuesta, la entrevista o las técnicas de revisión
documental.
Por lo antes expuestos, en el presente proyecto de investigación, es carácter
descriptivo, puesto que, se detallaran los factores que influyen en el sistema de
inhibición de corrosión en el proceso de compresión y se describirán la
Caracterización de los equipos y elementos del sistema de inhibición de corrosión
con la finalidad de conocer donde se encuentran las debilidades de los equipos,
estructuras y hacer de estas deficiencias oportunidades para el mejoramiento de la
productividad. Además se identificar el tipo de corrosión presente en las líneas,
estableciendo criterios de mejoras del sistema de de inhibición de corrosión para la
Planta Compresora Lama III además de realizar la propuesta de las alternativas de
mejoras se hace alusión al carácter descriptivo-proyectivo de la investigación,
enmarcado en un nivel de conocimiento, o Nivel I.
Por otra parte Chávez (2001: 135) resalta las investigaciones descriptivas “son
todas aquellas que se orientan a la recolección de información relacionada con el
62
estado real de las personas, objetos, situaciones o fenómenos”; atendiendo a esos
planteamientos y en consideración a los propósitos internos de la misma la presente
investigación se consideró como descriptiva por cuanto a través de la misma se hizo
una descripción de la variable de estudio, sus dimensiones e indicadores.
Por otro lado, según Rena, (2000): “la investigación transeccionales o transversal
consiste en el diseño de investigación que recolecta datos de un solo momento y en
un tiempo único. El propósito de este método es describir variables y analizar su
incidencia e interrelación en un momento dado” en este tipo de investigación se
precisa de las necesidades del momento, los procesos involucrados y sus
tendencias.
Ahora bien, de acuerdo con Rena (2000), la investigación transversal descriptiva
son aquellos que tienen como objetivo indagar la incidencia y los valores en que se
manifiesta una o más variable, los cuales las causas y efectos ya ocurrieron en la
realidad (estaban dados y manifestados) y el investigador los observa y reporta; el
presente proyecto de investigación es, además, como se menciono anteriormente de
tipo transeccional, puesto que; para evaluar los sistemas de inhibición de corrosión
de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama alude a la situación actual
observada y reportando las fallas que se encontraron en este periodo de tiempo.
Por su parte Fidias, (2006): define la investigación documental como un proceso
que se basa en la búsqueda, la recuperación, análisis, critica e interpretación de
datos secundarios, estos datos secundarios son aquellos que son obtenidos de
registros por otros investigadores en fuentes documentales impresas, audiovisuales
o electrónicas. Ahora bien, la presente investigación es de carácter documental, ya
que se basara en el análisis documental para el logro de diversos los objetivos
mediante el soporte de la revisión bibliográfica, con la finalidad de profundizar el
tema y proporcionarle posibles soluciones a la problemática existente.
63
A pesar de estrecha vinculación que presenta la modalidad de la investigación
documental con el tipo de investigación documental, el presente proyecto se
considera también como tipo de investigación documental aunque no se encuentre
enmarcado en la modalidad documental, dado que; de acuerdo con Hurtado (2008):
un primer caso que puede confundir la investigación es la revisión documental (u
observación documental o documentación), de modo que, el investigador en lugar de
formular objetivos relacionados con la recopilación y presentación del material
bibliográfico ya elaborado por otros autores, en este caso, si bien hay un
procedimiento metódico de búsqueda de información (uno de los aspectos que
integran la investigación), este no conduce a un conocimiento novedoso, sino que
reúne y presenta conocimientos ya existente.
Por otra parte, cabe mencionar que el investigador no podría encontrar las
respuestas a sus inquietudes solo con revisar la bibliografía y presentar información
recogida y como resultado será un conocimiento distinto a la información que
presentan diversos autores. Sin embargo no se considera enmarcado dentro de la
modalidad documental, puesto que, para el alcance de la mayor parte de los
objetivos específicos de la investigación se requiere de la descripción y proyección
de la evaluación de la corrosión mas no desarrolla teorías o se generan nuevos
modelos teóricos, y resaltando lo que Hurtado (2010) expresa “la busque de
información es uno de los aspectos que integran la investigación” y esto no significa
que todas las investigaciones se identifiquen en la modalidad documental.
Diseño de la investigación
Para el desarrollo del presente estudio, se seleccionó un diseño no
experimental. De acuerdo con Hernández et al (2003), este diseño se establece para
64
cualquier investigación en la que es imposible manipular variables o asignar
aleatoriamente a los sujetos o las condiciones. En este sentido, se entiende que sólo
se observaron situaciones ya existentes, que no han sido provocadas por las
investigadoras, y en tanto no puede ser manipulada por ésta, pues ya han ocurrido,
al igual que sus efectos, por lo tanto sólo fueron susceptibles de observación.
Al respecto, Arias (2004) señala que el diseño de una investigación se
considera de campo no experimental porque consiste en la recolección de datos de
los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos, por lo tanto, se
trabaja básicamente con datos primarios, que se obtienen sin necesidad de controlar
o manipular ninguna de las variables. Además, corresponde a un estudio
transeccional, pues los datos se tomaron en una sola oportunidad o único momento.
En relación con esto, Hernández et al (2003) establecen que los estudios
transeccionales o transversales son aquellos diseños que recolectan datos en un
solo momento, en otras palabras, se obtienen datos en un tiempo único. Por lo tanto,
su propósito es describir y analizar variables, su incidencia e interrelación en un
momento dado o específico, por lo cual se requiere una sola medición para obtener
los datos requeridos.
En este sentido Sabino, C. (2007) expresa que los diseños de campo se
basan en informaciones y datos primarios y secundarios, obtenidos directamente de
la realidad. En este caso los datos obtenidos fueron directamente recolectados en el
área de de la planta compresora Lama I, complejo lama I
Propósito de la Investigación
Según Chávez (2007) El propósito de una investigación se orienta a ser
aplicada, ya que tiene como fin resolver un problema en un periodo de tiempo corto.
65
El propósito de esta investigación es aplicado, debido a que se encuentra
encaminada para implantar solución al problema que presenta el sistema de
generación de aire, por lo que se recomendó un nuevo sistema de generación para
mejorar la gestión.
Procedimiento
En el cuadro Nº 1 se describen los procedimientos que distinguen las
actividades necesarias para el logro de los objetivos del presente proyecto de
investigación:
Cuadro Nº 1: Actividades y Procedimientos, Técnicas y Recursos para evaluar los
sistemas de inhibición de corrosión para la planta de compresión lama III del
complejo lama.
66
OBJETIVOS ESPECÍFICOS: PROCEDIMIENTOS: TÉCNICA Y RECURSOS:
1.- Describir el sistema de
inhibición de corrosión en el
proceso de compresión de la
Planta Compresora Lama III
del Complejo Lama.
.
A.- Se realizaran visitas guiadas por las
instalaciones del Complejo Lama con la
finalidad de observar cuales es la
situación actual que se presentan las
instalaciones.
B.- Se detallarán las consideraciones de
los factores: proceso, flujo, maquina,
tanques, bombas, líneas, personal,
servicio.
- Observación simple:
Guía de Observación.
- Entrevista informal no
estructurada: Guía de
entrevista.
2.- Caracterizar equipos y
elementos del sistema de
inhibición de corrosión de la
Planta Compresora Lama III
del Complejo Lama.
A.- Se describirá los elementos del
sistema de inhibición, los procedimientos
operacionales de inyección de química a
fin de evitar corrosión interna en las
tuberías de las inter-etapas de la unidad.
- Revisión Documental:
Matriz de Registro.
3.- Identificar el tipo de
corrosión presente en el
proceso de compresión la
Planta Compresora Lama III
del Complejo Lama.
.
A.- Para la Identificación se realizara un
análisis del estado de las tuberías, a que
agentes están expuestos, el grado de
corrosión. Se elaborar un levantamiento
de los límites operaciones seguras en los
equipos, tomando en cuenta la
descripción del proceso de producción
actual para saber las causas de la
situación que se encuentra.
Considerando además la localización
general de los mismos.
B.- Se determinara los patrones del flujo,
tomando parámetros operacionales en
cuenta sus ventajas y desventajas.
- Observación simple:
Guía de observación.
- Revisión documental:
Matriz de Registro y
Matriz de Análisis.
- Diagramas de flujos, de
relaciones y de
recorridos.
-Listado de Equipos y
Registro de Maquinaria.
4.- Establecer criterios de
mejoras del sistema de
inhibición de corrosión
compresión de la Planta
Compresora Lama III del
Complejo Lama.
A.- Se Identificaran las deficiencias
existentes en el proceso de dosificación y
almacenamiento.
B - Una vez identificados. Se plantearan
las alternativas para abordar la
problemático con mantenimientos
preventivos y correctivos.
C.- Se evaluaran las alternativas de
confiabilidad de los sistemas de
inhibición de corrosión.
- Revisión documental:
Matriz de Análisis.
Evaluación cualitativa
Matriz de Registro.
- Método de Factores
Ponderados. Evaluación
cuantitativa.
Fuente: Arellano & Mirabal, (2012).
67
Cabe mencionar que, el método de factores ponderados (Cuadro Nº 1)
consiste en hacer una lista de los factores realmente importantes para evaluar los
sistemas de inhibición de corrosión una vez que han sido jerarquizados, se realiza la
asignación de peso a los diversos factores para cada alternativa de distribución de
acuerdo a la naturaleza del problema y de la planta, entre los cuales la sumatoria de
dichos pesos sea igual a cien (100) mediante un intervalo del cero (0) al diez (10). El
peso de cada factor ponderado se multiplica por el intervalo dado a cada alternativa
para conocer cuál es la alternativa que arroja el mayor resultado. La mayor
puntuación de la alternativa de evaluación según el factor ponderado será la opción
más adecuada si se tiene en cuanta un aspecto muy importante la objetividad en el
peso y en el cálculo. (Muther, 1997).
Operacionalización de la Variable.
Objetivo General: Objetivo general: Evaluar el Sistema de inhibición de corrosión de
la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
Cuadro Nº 2: Operacionalización de la Variable.
VARIABLE: DIMENSIONES: INDICADORES:
Evaluación de
los sistemas
Sistema de inhibición
de corrosión.
Componentes.
Características.
Equipos y elementos
del sistema de
inhibición de corrosión
Integración.
Bombas.
Tanques.
68
Inyectores.
Manómetros.
Check.
Tuberías.
Tipo de corrosión
presente en el proceso
de compresión.
Corrosión tipo picadura.
Corrosión humedad.
.
Criterios de mejoras
del sistema de
inhibición de corrosión.
Seguimiento a los:
Niveles.
Tanque vacios.
Bombas óptimamente operativas.
Inyección de dosis.
Minimizar fallas
Fuente: Arellano & Mirabal (2012).
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
Las técnicas según Hurtado (2008): son modos específicos de hacer algo. Las
etapas de cada método se desarrollan a partir de la aplicación de ciertas técnicas.
Por ejemplo, algunas de recolección de datos son las entrevista y la observación. Sin
embargo, para Fidias Arias (2006): se entiende por técnica el procedimiento o forma
particular de obtener datos o información. Su aplicación conduce a la obtención de
información, la cual puede ser guardada en un medio material de manera que los
datos puedan ser recuperados, procesados, analizados e interpretados
posteriormente. A dicho soporte se le llama instrumento. Asimismo define por
instrumento de recolección de datos a cualquier recurso, dispositivo o formato bien
69
sea en papel o de manera digital utilizado con el fin de obtener, registrar o almacenar
información.
Ahora bien, las técnicas que se utilizaran en el presente proyecto de
investigación son: La Observación simple, además de la Revisión documental. La
observación simple o no participante según Fidias (2006), es la técnica que se realiza
cuando el investigador observa de manera neutral sin involucrarse en el medio o
realidad en que se realiza el estudio. El instrumento de observación que se aplicara
en la presenta investigación es la lista de cotejo. Las listas de cotejo o control,
verificación, son instrumentos propios de la técnica de observación que consisten en
un listado de aspectos a observar. (Hurtado, 2010).
Por su parte, la revisión documental, es una técnica que aplica el análisis del
documento mediante diferentes tipos de matrices como lo son la matriz de registro,
matriz de análisis y matriz de categorización, como instrumento de recolección y
análisis de la información. (Hurtado, 2010).
Según Hurtado, (2010): la matriz de análisis (cuadro Nº 1), involucra medición.
Son instrumentos propios de las técnicas de recolección de datos, sus preguntas se
basan en un criterio de análisis con el cual es posible interpretar o criticar el evento
de estudio descrito en algún documento. La matriz de registro (cuadro Nº 2),
involucra registro. Se utilizan para asentar datos obtenidos a través de la medición
con otros instrumentos, datos obtenidos de archivos o registros institucionales. La
matriz de categorías (cuadro Nº 3), involucra también medición. Permite clasificar,
agrupar y categorizar información contenida en documentos, tales como asientos de
entrevistas, registros anecdóticos, diarios y en general, aquellos que contienen gran
información verbal variada.
70
Según Fidias (2006), la entrevista es más que un simple interrogatorio, es una
técnica basada en un dialogo o conversación cara a cara entre el entrevistador y el
entrevistado a cerca de un tema determinado, de tal manera que el investigador
pueda obtener la información requerida. En la entrevista no estructurada o informal,
no se dispone de una guía de preguntas previamente elaboradas, sin embargo se
orienta por unos objetivos preestablecidos, los cuales permiten definir el tema de la
entrevista a través de un instrumento de libretas de notas que contiene la formulación
temática de los diferentes objetivos de investigación (Cuadro Nº 4).
Según (Arias, 2004) deduce lo siguiente:
“Se entenderá por técnica, el procedimiento o forma particular de obtener
datos e información”.
En la realización de este trabajo se obtuvieron y manejaron una gran cantidad
de información, para lograr el cumplimiento de los objetivos planteados. La
información recabada fue de carácter teórica y práctica, para así lograr una nueva
visión de la importación de tener un óptimo sistema de inhibición. Entre las técnicas
empleadas en la recolección de datos se encuentran:
Observación Directa.
Se utilizó como técnica para identificar y describir los elementos que
conforman el sistema auxiliares en el área de Lama III, con ayuda del personal de
operaciones y mantenimiento. Aunado a esto se captó el entorno y procedimiento
para las actividades de mantenimiento implementadas actualmente para el sistema.
71
Técnicas de Análisis de Datos
En este punto se describen las distintas operaciones a las que serán
sometidos los datos que se obtengan: clasificación, registro, tabulación y codificación
si fuere el caso (Fidias, 2006). Las técnicas de análisis, consiste básicamente en dos
tipos de técnicas, las cuales se clasifican en: Técnicas Cualitativas; mediante el
análisis de contenido de tipo deductivo, que implica la estadística y el conocimiento
empírico. De tipo inductivo o razonamiento inductivo; que es una modalidad del
razonamiento no deductivo que consiste en obtener conclusiones generales a partir
de premisas que contienen datos particulares. Y las Técnicas Cuantitativas que se
representan mediante el análisis de gráficos o tablas.
Ahora bien, en lo referente al análisis, se definirán las técnicas lógicas
(inducción, deducción, análisis, síntesis), o estadísticas (descriptivas o inferenciales),
que serán empleadas para descifrar lo que revelan los datos que sean recogidos
(Fidias, 2006). Entonces, el Análisis incluye la determinación sobre que o quienes
(personas, contextos, eventos o sucesos) se obtienen los datos para el estudio
aunque no necesariamente representativo del universo o la población del estudio.
Para la presente investigación abarcara el procedimiento dirigido al alcance de los
objetivos para el evaluar el sistema de inhibición de corrosión de la Planta
Compresora Lama III del Complejo Lama.
En otras palabras, el enfoque cuantitativo, usa la recolección y análisis de
datos para contestar preguntas de investigación y confía en la medición numérica.
Mientras que el enfoque cualitativo, comúnmente se usa para descubrir o refinar
preguntas de investigación. Se basan en métodos de recolección de datos sin
medición numérica, como descripciones y observaciones.
72
Población y Muestra
La población para Arías (1999: 51) son “el conjunto de elementos integrantes de
un sistema bajo un mismo patrón de directrices que por su gran tamaño y
complejidad se hace difícil su estudio como un todo”.
Por otra parte Hernández y otros (2000: 204) resaltan que “una población es el
conjunto de todas las cosas que concuerdan en una serie de especificaciones”, por
ello para efectos de la presente investigación la población objeto de estudio está
conformada por dos grupos; el primer grupo conformado por los puntos de medición
que se encuentran a lo largo de las 4 instalaciones del área de compresión, 1 planta
de generación eléctrica, 1 planta de proceso y que su data se utiliza para la
realización de la evaluación, estos puntos a su vez pertenecen a cada Unidad de
Explotación inmersa en el área, y el otro por un grupo humano conformado por el
personal que labora en el Complejo, los cuales fueron considerados en su totalidad.
Tabla 1
Características de la población de instalaciones del Complejo Lama
N° Denominación
4 Plantas de compresión de Gas
1 Planta de generación Eléctrica
1 Planta Lama Proceso
Total 6 Instalaciones
Fuente: Registro de Lago Medio (2010)
73
Tabla 2
Características de las personas que laboran en el Complejo en los distintos
Departamento de trabajo.
N° Cargo
Sexo:
M F
01 Líder del complejo 01 00
01 Supervisor Mayor de
Operaciones 01 00
01 Supervisor de Operaciones 01 00
N° Departamentos de Trabajo
Sexo:
M F
10 Electricistas 08 02
19 Instrumentación 19 00
09 Mantenimiento Operacional 08 00
19 Mecánicos 17 02
58 Operadores de planta 57 02
Total 118
Fuente: Registro de Lago Medio (2012)
Tabla 3
Características de las personas que laboran en la Planta de Compresión Lama
III.
N° Cargo
Sexo:
M F
01 Líder del complejo 01 00
01 Supervisor Mayor de
Operaciones 01 00
74
01 Supervisor de Operaciones 01 00
N° Departamentos de Trabajo
Sexo:
M F
5 Electricistas 04 01
6 Instrumentación 06 00
04 Mantenimiento Operacional 08 00
08 Mecánicos 07 01
09 Operadores de planta 09 00
Total 36
01 PLANTA DE COMPRESION DE GAS LAMA III
03 MODULOS DE COMPRESION
01 MODULO DE SERVICIO
01 MODULO UTILITI
Fuente: Arellano & Mirabal (2012)
Según Bavaresco (1997), la muestra se refiere a una parte representativa de
la población, en esta investigación es objeto de estudio la totalidad de la población,
ya que ésta se fundamenta en los datos utilizados para la realización de la
evaluación de los sistemas de inhibición de corrosión en la planta compresora de
lama III en el complejo lama (lago medio), cabe destacar que el estudio abarcó como
población a los trabajadores del área de todo el complejo, específicamente Lama III.
Se puede decir que dicha población se relacionada con el problema de dicho estudio.
La población está conformada por diecisiete (36) trabajadores los cuales en totalidad
laboran en ella. Anexo Tabla 3
Se tomó al equipo natural de trabajo 36 trabajadores, ya que el personal tiene
más de 10 años de servicio de experiencia, incluyendo personal del área operativa y
nivel gerencial; entre los cuales figuran los ocho (8) mecánicos, cinco (05)
75
electricista, seis (06) instrumentista, nueve (09) operadores de planta, un (01)
supervisor mayor de operaciones, un (01) supervisor de Lama III y un (01) líder.
Técnicas e instrumentos de recolección de información
A efectos de recabar la información necesaria para conocer y plantear la
problemática estudiada se procedió a realizar una (1) encuestas contentivas de
veintiuno (21) preguntas cerradas cada una a propósito de conocer la opinión de las
personas que laboran en la planta compresora de gas Lama III sobre el estado actual
del sistema de inhibición de corrosión de la planta. (Ver anexo A)
Asimismo se efectúo un proceso de observación con el propósito de verificar
cada uno de los elementos teóricos descrito en la variable en el sitio donde ocurren
los hechos, para evaluar los procedimientos que se dan lugar en el mismo.
Por otra parte y en razón del propósito general del estudio, fue necesario acudir
a fuentes secundarias, los cuales se caracterizaron por registros escritos elaborados
por distintos autores, tales como:
a) Textos escritos sobre Sistemas Auxiliares.
b) Manuales de diseño de Sistema de Inhibición de corrosión.
c) Catálogos de fabricantes de instrumentos de medición
d) Manuales Operacionales y equipos de Bombas dosificadoras.
76
ANEXO A
Evaluación el Sistema de inhibición de corrosión de la Planta Compresora
Lama III del Complejo Lama
Encuesta al personal de la Planta Compresora de Gas Lama III del Complejo
LAMA.
NOMBRE: _____________________________________________________
PROFESIÓN: __________________________________________________
CARGO: ______________________________________________________
AÑOS DE EXPERIENCIA: ____________
EXTENSIÓN: ____________________
FECHA: ____________
Personal que Labora en la Panta: Si No N/A
1. Considera usted que trabaja en un lugar
seguro.
2. Sabe usted que es la corrosión.
3. Conoce usted los Sistemas Auxiliares de Planta.
4. Conoce usted que es el Sistema de Inhibición de
corrosión.
5. Sabe donde se encuentran ubicados.
Mecánica Si No N/A
6. El sistema de inhibición presenta fallas.
7. Las bombas dosificadoras presentan fallas.
8. Las líneas o tuberías se encuentran en perfecto
estado.
77
9. Las tuberías presentan fugas de quimica.
Instrumentación / Electricidad Si No N/A
10. Los manómetros se encuentran en buen esta
operacional.
11. Los visores de nivel dan una lectura confiable.
12. El sistema de selector de arranque de las
bombas están en buenas condiciones.
13. Los puntos de inyección de química en cada
descarga están ubicados.
14. Se verifica los ajustes correctos de toda la
instrumentación.
15. Se verifica el nivel de aceita de las bombas de
inyección de química.
Operacionales Si No N/A
16. Se toma el verdadero sentido de tomar y
verificar los parámetros operacionales. (Temp.
Dosis, Presión)
17. existen tanque de química anticorrosiva vacíos.
18. Es importante mantener la dosificación
requerida en cada descarga.
19. Se realizan pruebas funcionales a los equipos
de inhibición.
20. Cree usted que realizando mantenimiento
correctivo al sistema de inhibición se mejora la
calidad de la planta
21. Cree usted que realizando mantenimiento
preventivo al los sistemas de inhibición se corrijan
las fallas y se minimice los costo.
78
FUENTE: Arellano & Mirabal
Capítulo IV
Presentación y Análisis de Resultados
En este capítulo se analizara según el Manual de Trabajo Especial de Grado
del instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño (2006): “La aplicación de la
metodología de investigación seleccionada por el autor va a permitir obtener
resultados específicos analizados, interpretados y confrontados con la teoría
expuesta en el marco referencial y, en algunas investigaciones también con las
hipótesis, para llegar a determinadas conclusiones y recomendaciones”
Por lo antes expuesto, la organización de los resultados extraídos de la
aplicación de los instrumentos de investigación, como lo son, revisión documental:
matriz de registros y matriz de análisis, las entrevistas realizadas con la guía de
entrevistas, observación simple soportadas por la guía de observación, la revisión
documental con el análisis en sus respectivas matrices de registros o bien de análisis
según el objetivo, y la situación actual de los equipos operativos y confiabilidad para
sus funcionamiento optimo en el proceso productivo; en consideración para los
criterios de mejora del sistema de inhibición de corrosión en la Planta Compresora
Lama III del Complejo Lama, se detallara a continuación a través de la interpretación
de la información mediantes teorías, cuadros, tablas y gráficos.
Ahora bien la presentación y análisis de los resultados, dentro de este
capítulo, demuestra a continuación a través del logro de los objetivos específicos
propuestos que son la base para el alcance con el propósito de evaluar los sistemas
de inhibición de corrosión de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
79
Describir el sistema de inhibición de corrosión en el proceso de
compresión de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
Dentro de las actividades desarrolladas en los sistemas de transporte de
hidrocarburos por líneas o tuberías de la Planta de Compresión Lama III del
Complejo Lama, existe la necesidad de controlar la corrosión interior, que se genera
debido a la naturaleza corrosiva de los fluidos manejados, por lo que se han
establecido programas de prevención, de los que forma parte importante la
evaluación de la corrosión y la protección interior de las líneas de transporte
mediante aplicación de inhibidores de corrosión, para resolver en gran medida los
problemas asociados.
Inhibidor de corrosión:
Una sustancia química o combinación de sustancias, que al dosificarse al
interior de los líneas forma una película entre la pared metálica y el medio corrosivo
que disminuye o controla la velocidad de corrosión interior; son productos que actúan
ya sea formando películas sobre la superficie metálica, tales como los molibdatos,
fosfatos o etanolaminas, o bien entregando sus electrones al medio.
Sistema de protección con inhibidores:
Conjunto de equipos, accesorios, conexiones e infraestructura para efectuar
la inyección de inhibidor en ductos, el cual se compone de: módulos o depósitos de
inhibidor, bombas de inyección eléctricas y/o neumáticas, niples de inyección,
inyectores, casetas o resguardos, válvulas y conexiones.
La eficiencia de un inhibidor depende no solamente de la cantidad y
propiedades de los líquidos producidos ni de las propiedades del inhibidor mismo,
80
sino también de la manera en que se aplica éste y de las condiciones de operación
(temperatura, velocidad de flujo y presión) que tenga el sistema.
El Comité G01 de la Corrosión de Metales de ASTM International ha
publicado dos nuevas normas: y G 184, Práctica para evaluar y calificar inhibidores
de corrosión de campos petroleros y refinerías usando la jaula rotatoria; y G 185,
Práctica para evaluar y calificar inhibidores de corrosión de campos petroleros y
refinerías usando el electrodo cilíndrico rotatorio. Los inhibidores se deben examinar
usando métodos cuantitativos (electrodo cilíndrico rotatorio, jaula rotatoria o impacto
por chorro). De los métodos cuantitativos, el electrodo cilíndrico rotatorio servirá
solamente hasta un valor de esfuerzo cortante de pared (un parámetro que
correlaciona el efecto del flujo en diferentes geometrías) de 20 Pa, mientras que la
jaula rotatoria podrá servir hasta un valor de 200 Pa.
Los inhibidores de corrosión de este tipo se basan en la formación de
barreras protectoras para prevenir el contacto del agua con las superficies metálicas.
Estos materiales se utilizan directamente del contenedor sin la necesidad de diluirlo o
prepararlos para su uso. La barrera protectora que forman, varía (semi-dura, suave,
transparente, aceitosa, con color) con el producto específico. Los métodos de
remoción para estos recubrimientos dependen del producto y puede variar desde el
uso de un limpiador o desengrasante alcalino hasta el uso de un solvente. Los
recubrimientos pueden ser aplicados mediante métodos de cepillado, inmersión y
aspersión. Para piezas que necesitan una protección a largo plazo (meses hasta
años) o aquellos almacenados en condiciones ambientales severas se prefieren los
inhibidores de base aceite debido a su película pesada y sus propiedades de
rechazar el agua.
Los inhibidores de corrosión de base agua funcionan modificando las
características de las superficies del metal para disminuir su susceptibilidad a la
81
formación de la oxidación y la corrosión. Normalmente se venden concentrados y
requieren ser diluidos con agua, haciéndolos menos costosos que la mayoría de los
productos de base aceite/solvente. Los inhibidores de corrosión de base agua
generalmente tienen características muy deseables. Las películas químicas formadas
son delgadas y son transparentes cuando se secan. Los métodos de aplicación para
estos recubrimientos incluyen aspersión, cepillado o inmersión. Muy pocas veces se
requiere remover las películas antes de las operaciones subsecuentes, pero si la
remoción es necesaria, esto se hace fácilmente con limpiadores suaves de base
agua. Los inhibidores de base agua pueden prevenir efectivamente la corrosión para
largos periodos de tiempo (desde semanas hasta meses) bajo condiciones
razonables de almacenaje en planta y embarque protegido. Debido a que los
productos de base agua trabajan mediante la disminución de la susceptibilidad del
metal a la oxidación, y no mediante la eliminación completa del agua y el aire, éstos
inhibidores frecuentemente no son tan efectivos como los recubrimientos de base
aceite/solvente durante el embarque y el almacenaje al aire libre de las piezas. La
adición de inhibidores que son principalmente catalizadores de retardo disminuye las
probabilidades de corrosión. Los inhibidores son de varios tipos: los inhibidores de
absorción que forman una película protectora, los inhibidores barrenderos que
eliminan oxigeno. En general, los inhibidores son agentes químicos, añadidos a la
solución de electrolito, emigran preferentemente hacia la superficie del ánodo o del
cátodo y producen una polarización por concentración o por resistencia.
Cabe destacar que en la planta de compresión Lama III, los sistemas de
compresión y transferencia de gas requerido de aplicación de tratamiento químico
con inhibidor de corrosión dada su potenciabilidad corrosiva previamente evaluada
mediante análisis y monitoreo en línea. Cuentan con un sistema de dosificación de
inhibidores de corrosión el cual se inyecta a la salida de los compresores y en la
descarga general de la planta para proteger las líneas y equipos del efecto corrosivo
por el CO2 / H2S / H2O. El suministro del inhibidor esta bajo el convenio Nro
4620002143.
82
LIMITES DE OPERACIÓN SEGURA:
Cuadro Nro 3
Inh. De
Corrosión /
Punto de
inyección
Temperatura
de la
Química de
Corrosión
en los
Tanque
Frecuencia
del
tratamiento
de iny.
química
Presión de
descarga
del
compresor
Temperatura
de descarga
del
compresor
Dosificación
requerida
(L/MMPC)
Nivel del
Tanque
en cada
modulo
1era Etapa
Ambiente
40OF Continua 240 PSI 330 OF 0.1Lts/MMPC 208
2da Etapa
Ambiente
40OF Continua 890 PSI 345 OF 0.1Lts/MMPC 208
3ra Etapa
Ambiente
40oF Continua 1750 PSI 220 OF 0.1Lts/MMPC 208
Descarga
General
Ambiente
40oF Continua
1800–
1850PSI 115 OF 0.1Lts/MMPC 2350
Fuente: Manual de Operaciones del Sistema Auxiliares (2003)
Caracterizar equipos y elementos del sistema de inhibición de
corrosión de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
Para el alcance de este objetivo se realizo lo siguiente: Se describirá los
elementos del sistema de inhibición, los procedimientos operacionales de inyección
83
de química a fin de evitar corrosión interna en las tuberías de las inter-etapas de la
unidad en la planta de compresión.
Esquema del sistema de inyección de química anticorrosiva.
Figura 8 Fuente: Manual de operaciones de sistemas auxiliares (2003)
Tanques de Almacenamiento: Son usados para guardar líquidos tal es el
caso de la química de corrosión. En la industria, principalmente en las refinerías por
requerimiento de proceso de almacenamiento temporal de los productos. Debido a
su tamaño usualmente son diseñados para contener el liquido a un presión
ligeramente mayor que la atmosférica. Las normas empleadas por la industria
petrolera son originadas en el Americam Petroleum Institute A.P.I., utilizándose
principalmente el código API 650 para tanques nuevos que cubre material, diseño,
fabricación, erección y pruebas y el código API 653 para reconstrucción o
modificación de tanques usados. Los tamaños de los tanques están normados de
acuerdo al código API a continuación se enlistan los volúmenes, diámetros y alturas
usadas comúnmente en los tanques de almacenamiento atmosférico. La unidad BLS
significa barriles estándar de petróleo es igual a 42 Galones y a 158.98 Litros
84
Ahora bien, verificando el almacenamiento de química anticorrosiva en la
planta de compresión de gas Lama III se encontró que hay cinco (5) tanque de
almacenamiento con diferentes volúmenes. En cada modulo de compresión (A, B, C)
existe un (1) tanque con una capacidad de 208Lts y se identifica con el tack T-910 a
temperatura ambiente. En el modulo de servicio se encuentra ubicado un (1) tanque
de almacenamiento de 1500 Gals, su tack de identificación T-900. Y en la entrada del
modulo utiliti el tanque de descarga general con una capacidad de 2350Lts.
Tanques Modulo Capacidad Temperatura
T-900 M. Servic 1500 Gal 40 OF
T-910 Mod. A 208 Lts 40 OF
T-910 Mod.B 208 Lts 40 OF
T-910 Mod. C 208 Lts 40 OF
T- Desc.
Gen Mod. Util 2350 Lts 40 OF
Cuadro 4 Fuente: Arellano & Mirabal (2012)
Factor del Tanque: es el área de la base del tanque que multiplica la
altura medida para obtener el volumen del tanque, temperatura y presión ambiental.
Bombas dosificadoras: (P- 915 A, B, C), (P- 916 / 917) o (P- 905) Las
Milroyal son bombas reciprocante de desplazamiento positivo de volumen controlado
o medio, que están diseñadas para mover volúmenes específicos de líquidos contra
un diferencial de presiones positivas entre la succión y la descarga. El volumen
suministrado puede controlarse dentro de una variación de uno por ciento de
volumen fijado.
Las bombas consisten de tres componentes principales: la unidad propulsora,
un pistón reciprocante, y un extremo de líquido. El volumen suministrado es una
85
función de la velocidad del mecanismo del pistón. Además, el volumen suministrado
por cada bomba puede variarse cambiando la longitud de carrera del pistón mediante
ajustes mecánicos (tornillo micrométrico manual) u (opcional) eléctricos o
neumáticos. El mecanismo de propulsión de la bomba puede tener extremos de
líquidos con válvula de columna (pistón empaquetado), diafragma de disco o
diafragma tubulares (diafragma doble). Una tubería lo suficientemente grande para
impedir pérdidas excesivas de presión en la carrera de descarga de la bomba.
La bomba no proporciona un flujo controlado si la presión en la línea de descarga no
es mas alta que la presión en la línea de succión. La tubería debe tener un diseño
para un flujo de 3,4 veces la capacidad de bomba y su es de ¼”.
Bomba Descripción Ubicación GPM PSI HP
P -905
Bomba de
transporte
de corrosión
Modulo
Servicio 1O 20 1
P -915
Bomba de
inyección del
inhibición de
corrosión
Modulo de
Compresión
Unidad A,B,C
7
_250
_1100
_1800
1
Cuadro 5 Fuente: Arellano & Mirabal (2012)
Dosificador: Instrumento utilizado para graduar la cantidad o porción de
química.
Válvula de Contra Presión: Se utiliza una válvula de contra presión Milton Roy
en la línea de descarga, cerca de la bomba, para asegurar suficiente presión de
descarga que facilite la exactitud de dosificación. Normalmente esta válvula debe
estar localizada cerca de la bomba; sin embargo, puede ser que la válvula de contra
presión para bombas grandes con líneas de descargas largas y de diámetro muy
86
pequeño tengan que instalarse cerca del punto de la descarga dentro del proceso
(para evitar la tendencia al sifonaje).
Válvula de Seguridad: esta válvula están diseñadas y calibradas para
desempeñar con función con seguridad a la velocidad de flujo y la presión del
sistema, y para resistir la corrosión por el líquido del proceso. las bombas de
desplazamiento positivo accionadas por un motor puede desarrollar tremendas
presiones de descarga antes de que los dispositivos detectores de sobre carga
térmicas interrumpan el circuito eléctrico del motor. Para evitar que una línea de
descarga obstruida cause daño a la bomba, a las tuberías o equipos del proceso, es
por esta razón que esta válvula de seguridad ira en la línea de la descarga.
Válvula de Retención: Esto evitara el contra flujo en la línea de descarga y
aislara la descarga de la bomba de la presión del sistema.
Manómetro: Es un instrumento de medición que sirve para medir la presión de
fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se distinguen dos tipos de
manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.
Esquema del sistema de inhibición si estuviera 100% operativa.
87
Unidades de
Compresion
Flujo de gas
manejado
Componentes de
la quimica anti
corrosiva
Consumo en
(Lts)
Consumo en
(cc/min)
Consumo
en (lts/dia)Observaciones
3- A 0 0 0 0 Fuera de servicio
3 - B 35MMPCN
Inidazolina
Estabilizantes 0,2Lts 4cc/min 7 Lts/dia
3 - C 0 0 0 0 Fuera de servicio
Cuadro Nro 6: Arellano & Mirabal (2012)
El cuadro anterior se describe se relación de dosificación en optimas
condiciones manejando un volumen de gas en el modulo de compresión, se tomo el
modulo de compresión de gas (3B) de plata Lama III ya que esta se encuentra en
disponibilidad operacional manejando un volumen de flujo de 35MMPCN.
Situación Actual de controles inhibidores de corrosión planta de
compresión de gas Lama III.
Lama IIIMotor
Operativo
Bomba
operativas
1 Etapa
Bomba
operativas
2 Etapa
Bomba
operativas
3 Etapa
Punto de Inyeccion
operativos
Nivel de
Tanques
Capacidad
de tanques
(Lts)
Observaciones
Unidad A P-
915 ANo No No No Ninguno 0% 208
No disponible por
mantenimiento
correctivo
Unidad B P-
915 BSi Si Si No
BP Compr. Baja IP
Compr. Intermedio 95% 208
Trabajos por
Instrumentacion (fugas
por el manomerto y falta
un check)
Unidad C P-
915 CSi Si Si Si
BP Compr. Baja
IPCompr. Intermedio
HP-Compr. De Alta
0% 208Falta tuberias, tubbing o
lineas de 1/4"
Descarga
General
Motor
Operativo
Nivel del
Tanque Observaciones
P- 916 / 917 Si 100%
Tiene desconectado la
linea de succion. No
inyecta química
Tanque
Reservorio
Motro
Operativo
Nivel del
Tanque
T-900
Observaciones
P - 905 Si 70%
Se encuentra Fuera de
servicio pero esta
disponible en forma
manual.
Cuadro Nro 7 Fuente: Arellano & Mirabal (2012).
88
El cuadro anterior refleja el estado actual del sistema de inhibición de
corrosión, proyectando la problemática que existen los equipos que están en el
campo de trabajo ya que tienen desviaciones operacionales como fugas del
anticorrosivo en las uniones tendiendo a condiciones inseguras para el personal q
labora ya que este producto es de alta inflamabilidad, irritación y trastorno en las vías
respiratorias, líneas de acero inoxidable desmanteladas o que no encuentran en sitio,
manómetros llenos de líquidos, falta de mantenimientos de los departamentos
mecánico, eléctrico e instrumentación.
Identificar el tipo de corrosión presente en el proceso de
compresión la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
La corrosión es una reacción química (oxido-reducción) en la que intervienen 3
factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción
electroquímica.
Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del
aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el
cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
89
Figura 9 Fuente: Arellano & Mirabal (2012)
Luego del recorrido por la planta de compresión de gas Lama III se observo varios
tipos de corrosión tal es el caso de la Corrosión por Fricción o Fretting, es la que se
produce por el movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2
sustancias en contacto, de las que una o ambas son metales. Este movimiento
genera una serie de picaduras en la superficie del metal, las que son ocultadas por
los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida.
Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso de burbujas en
la superficie del metal (en contacto con un líquido). Es un fenómeno semejante al
que le ocurre a las caras posteriores de las tuberías. Genera una serie de picaduras
en forma de panal.
Figura 10 Fuente: Arellano & Mirabal (2012)
Corrosión Uniforme: La corrosión uniforme, o general, se define como la
corrosión que se distribuye más o menos uniformemente sobre la superficie de un
material. Debido a que pueden predeterminarse las proporciones de corrosión
conformen avanzan de una manera uniforme, pueden desarrollarse equipos
considerando dichas proporciones y condiciones. Una fotografía representativa de la
corrosión general se muestra
90
Figura 11 Fuente: Arellano & Mirabal (2012)
La corrosión uniforme/general puede ocurrir en lugares aislados a lo largo de una
tubería debido a un ambiente aislado, pero el daño será relativamente uniforme
dentro de ese lugar.
La corrosión localizada a menudo se concentra en un área pequeña y toma la
forma de cavidades llamadas picaduras. La corrosión localizada incluye lo siguiente:
ataque de picaduras que produce hoyos en el metal; corrosión de fisuras que puede
desarrollarse en áreas que están ocultas del ambiente global, como debajo de
arandelas y bridas, así como debajo de diversos depósitos, sedimentos y productos
de la corrosión, también conocidos como picadura, exfoliación, ataque selectivo,
inter-granular, corrosión por fatiga, fractura por corrosión bajo tensión (a menudo
llamada "corrosión sub-depositada"). Una corrosión de fisura se presenta a
continuación en la Figura.
Figura 12 Bomba. Fuente: Arellano & Mirabal (2012)
91
Establecer criterios de mejoras del sistema de inhibición de
corrosión compresión de la Planta Compresora Lama III del Complejo Lama.
El gas manejado en los sistemas de recolección, compresión y distribución a baja y
alta presión, es potencialmente corrosivo, por ello es imprescindible aplicar un
tratamiento químico con inhibidor de corrosión interna para mitigar el efecto
perjudicial de los agentes corrosivos en el sistema (H2S y CO2).
La corrosión interna de los equipos y/o líneas que integran los sistemas de
compresión y transferencia de gas se controlan mediante la aplicación de tratamiento
químico con inhibidor de corrosión de forma continua, debido a la alta potencialidad
corrosiva para protegerlos del efecto del dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno
es presencia de agua libre.
Los sistemas de manejo y compresión de gas están conformados principalmente por
una red de líneas de gas a baja presión, plantas de compresión, una red de líneas de
transmisión de gas a baja / mediana presión y otra red de líneas de menor diámetro
para gas de levantamiento e inyección, la cual opera a alta presión.
En el presente informe se presentan los resultados obtenidos durante el seguimiento
y las acciones recomendadas para mejorar y mantener la protección interna.
Las condiciones actuales del sistema de tratamiento químico de la planta
compresora de gas Lama III se presenta un análisis de efectividad del sistema de
tratamiento químico de las planta compresora de gas Lama, el cual está basado en la
operatividad del mismo, las tendencias de los parámetros físico - químicos de control
de corrosión, así como también se presentan las fallas típicas detectadas con mayor
frecuencia en campo que originan la inoperatividad del tratamiento químico.
En la tabla N°4, se reportan los resultados obtenidos durante las inspecciones
realizadas durante el presente año al sistema de tratamiento químico de las
plantas de gas, donde se han encontrado una serie de desviaciones y fallas tales
como tanques vacío, que han ocasionado la inactividad de algunos de los puntos
de inyección de producto, sin embargo, se indica que la operatividad en los últimas
92
4 inspecciones del sistema se encuentra comprendido en un rango de 28 hasta un
53%.
Planta Compresora Lama
Insp. 1
(Enero)
Insp. 2
(Febrero)
Insp.
3
(Marz
o)
Insp.
4
(Abril)
Insp.
5
(Mayo
)
Puntos de Inyección Total 10 10 10 10 10
Tanques vacíos / Total 1 1 2 2 2
Bombas Inoperativas Total 1 1 2 2 2
Puntos de inyección Activos
Total
6 6 3 2 3
Puntos Inactivos Totales 4 4 7 8 7
Tabla N°4. Condiciones actuales (2012) del sistema de tratamiento químico de
PC - Lama
La tabla, muestra gráficamente los niveles de operatividad encontrado durante las
inspecciones del año 2011 – 2012 del sistema de tratamiento químico de PC Lama,
presentando una variación en la operatividad del tratamiento químico entre 88% y
53%. Como se puede observar, la operatividad del tratamiento químico ha disminuido
notablemente hasta finales del año 2011, pero al inicio del 2012 dicho sistema se
viene recuperando hasta alcanzar actualmente un 57 %, las fallas que presenta el
sistema de tratamiento químico son debido principalmente a fallas por ausencia de
nivel en los tanques (tanques vacíos) y fallas mecánicas en las bombas
dosificadoras. En el anexo 1 se presentan los detalles de las condiciones
encontradas en el sistema de tratamiento de las plantas de gas inspeccionadas.
93
% de Operatividad del sistema de tratamiento químico
En las inspecciones efectuadas, se detecto que en la planta de gas Lama la
operatividad del tratamiento químico ha aumentado paulatinamente entre la
primera inspección de este año (28%) hasta alcanzar un nivel de 53% en el
mes de Mayo, aunque las fallas principales siguen siendo principalmente
debido a fallas por tanques de almacenamiento vacíos y fallas mecánicas en
las bombas dosificadoras.
Los análisis de los parámetros de control de corrosión en la planta compresora de
gas Lama presenta desviaciones significativas de las concentraciones de hierro total,
alcanzando un valor máximo de 318.15 ppm, así como también un valor de pH ácido
de 4,76, los cuales se encuentran fuera de los parámetros de control de corrosión
para plantas de gas (hierro total 5 ppm y pH entre 5,5 a 6,5).
La falta de un programa de aplicación continua del tratamiento químico conlleva a un
proceso de corrosión interna severo, que puede causar fallas catastróficas por
pérdidas localizadas de espesor en las líneas de gas, dado a su alta potencialidad
corrosiva.
Dentro de las técnicas para la recolección de información sobre la situación, se
realizaron encuestas estructuradas al personal de la Planta Lama III, estos
instrumentos sirvieron como base para realizar las distintas sugerencias y
recomendaciones, arrojando estas estadísticas.
94
Considera usted que trabaja en un lugar seguro.
Sabe usted que es la corrosión.
Conoce usted los Sistemas Auxiliares de Planta.
Conoce usted que es el Sistema de Inhibición de corrosión.
Sabe donde se encuentran ubicados.
El sistema de inhibición presenta fallas.
95
Las bombas dosificadoras presentan fallas.
Las líneas o tuberías se encuentran en perfecto estado.
Las tuberías presentan fugas de química.
Los manómetros se encuentran en buen esta operacional.
Los visores de nivel dan una lectura confiable.
96
El sistema de selector de arranque de las bombas están en buenas condiciones.
Los puntos de inyección de química en cada descarga están ubicados.
Se verifica los ajustes correctos de toda la instrumentación.
Se verifica el nivel de aceita de las bombas de inyección de química.
Se toma el verdadero sentido de tomar y verificar los parámetros
operacionales. (Temp. Dosis, Presión)
Existen tanque de química anticorrosiva, vacíos.
0
50
1
si
no
97
Es importante mantener la dosificación requerida en cada descarga.
Se realizan pruebas funcionales a los equipos de inhibición.
Cree usted que realizando mantenimiento correctivo al sistema de inhibición se
mejora la calidad de la planta
Cree usted que realizando mantenimiento preventivo al los sistemas de
inhibición se corrijan las fallas y se minimice los costo.
En sentido general el personal de planta lama III conoce en mas de un 90%
los conceptos básicos sobre corrosión, las ubicaciones de los sistemas de inhibición
en la planta y piensan en un 92% que trabajan en condiciones seguras de operación.
A pesar de ello, casi el 95% del personal conoce que el sistema de inhibición de
corrosión presenta fallas y sus posibles consecuencias, no obstante la mayoría
98
conocen que a este sistema hay que realizarle el respectivo mantenimiento correctivo
y están de acuerdo en que este mantenimiento preventivo y correctivo, podría ser la
solución a esta falla. En términos generales el personal conoce tanto el problema la
ubicación y la solución, por lo que esta investigación planteara las recomendaciones
pertinentes al caso.
99
CONCLUSION
Mediante el estudio realizado al sistema de inhibidores de la planta lama III
del complejo lama, se logro alcanzar los objetivos planteados en esta
investigación dado que se identificaron los principales equipos que intervienen
en el proceso, a su vez se pudo describir el Sistema inhibidores de corrosión,
de igual manera se logro evaluar su funcionamiento y estado actual en el
complejo. Según el análisis de resultados se pudo constatar que el estado
actual del sistema de inhibidores es inoperativo y/o fuera de operación, lo
cual, nos acarrea un alto avance de corrosión en la mayoría de las líneas de
gas combustible de la planta.
Esto acarrea un elevado costo de producción, al elevar la frecuencia
de los mantenimientos preventivos y correctivos en la planta, eleva el riesgo
de accidentes e incidentes operacionales, minimiza la vida útil de equipos y
materiales, todo esto sumado a posibles paros de planta, en tal sentido, la
investigación, produjo una serie de recomendaciones de vital importancia para
esta.
100
Recomendaciones
En virtud de los resultados obtenidos se establecieron las siguientes
recomendaciones:
1. Garantizar inventario del inhibidor de corrosión, para minimizar la interrupción del
tratamiento químico.
2. Realizar seguimiento continuo al sistema de tratamiento químico de la planta
compresora Lama y verificar las condiciones operacionales de los equipos de
inyección por lo menos una (1) vez por guardia. El grupo de soporte técnico
realizará inspecciones al sistema una vez al mes.
3. Agilizar un convenio de asistencia técnica y suministro de productos químicos
mediante un proceso licitatorio, para este sistema.
4. Realizar e implantar un programa de mantenimiento correctivo y preventivo del
sistema de tratamiento químico (líneas, bombas, etc.).
Verificar el control de calidad del producto químico inhibidor de corrosión a ser usado
en plantas de gas.
101
Bibliografía
Rojas, Gonzalo. PhD ‘’Ingeniería de yacimientos de gas Condensado’’. Puerto la Cruz. (2001).
Martínez M. (2003). Valor del Gas Natural. Edificio Residencias Las
Américas. Email: iconsa@cantv.net. Maracaibo, Venezuela.
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ANSI B 31.3, Normas para instalación de plantas compresoras de
gas.
ASTM G184 - 06 Standard Practice for Evaluating and Qualifying Oil
Field and Refinery Corrosion Inhibitors Using Rotating Cage.
Maraven, S.A. (1977) Planta Lama. Manual De Operaciones De
Plantas Compresoras De Gas. Venezuela.
102
Anexos
Mes % Tanques Vacíos
% Falla en bombas
dosificadoras % Operatividad
Feb-11 14 0 88
Abr-11 57 9 41
Jun-11 50 13 53
Ago-11 86 0 16
Sep-11 100 0 0
Oct-11 64 25 13
Nov-11 79 13 14
Dic-11 86 3 14
Ene-12 64 6 28
Feb-12 0 6 38
Mar-12 14 3 28
Abr-12 7 22 41
May-12 7 19 53
Condiciones del sistema de tratamiento químico de planta de gas Lama
Fuente Arellano & Mirabal (2012)
103
Fuente Arellano & Mirabal (2012)
Fuente Arellano & Mirabal (2012)
104
Fuente Arellano & Mirabal (2012)
Fuente Arellano & Mirabal (2012)
105
Fuente Arellano & Mirabal (2012)
Fuente :PDVSA GAS (2012)