Serpentín – Tubos

Lineamiento 1.1.2-1

En calentadores con multipasos los serpentines deben ser simétricos térmica e hidráulicamente.

Referencia

NRF-089-PEMEX-2004 Inciso 8.2.1 h) API-STD-560 Sección 2.1.1

Texto original de la referencia

NRF-089 8.2.1 h) Los calentadores multipasos se deben diseñar para una simetría térmica e hidráulica en todos los pasos.

API-STD 560, 2.1.1 Heaters shall be designed for uniform heat distribution. Multi-pass heaters shall be designed for hydraulic symmetry of all pass.

Traducción

API-STD 560, 2.1.1 Los calentadores deben diseñarse con una distribución uniforme de calor. Calentadores con multipasos deben diseñarse con simetría hidráulica

Comentarios o Beneficios

Simetría térmica e hidráulica en los calentadores significa la misma temperatura a la salida y la misma caída de presión para todos los pasos.

Lineamiento 1.1.2-2

Los tubos de los serpentines deben ser tubos sin costura y fabricados de acuerdo a especificación ASTM.

Referencia

NRF-089-PEMEX-2004 Inciso 8.2.2 i) API STD 560 sección 3.1.4 y 3.3

Texto original de la referencia

NRF-089-PEMEX-2004 Inciso 8.2.2 i) Los serpentines deben fabricarse de tubería sin costura.

API STD 560 section 3.1.4 All tubes shall be seamless, preferably in single continuous lengths.

API STD 560 section 3.3 Tube materials shall conform to ASTM specifications.

Traducción

API STD 560 sección 3.1.4 Los tubos deben ser sin costura, preferentemente de una sola pieza

API STD 560 sección 3.3 El material de los tubos debe ser conforme a las especificaciones ASTM

Comentarios o Beneficios

Simetría térmica e hidráulica en los calentadores significa la misma temperatura a la salida y la misma caída de presión para todos los pasos.

Lineamiento 1.1.2-3

La sección de tubos escudo debe de contar con 3 hileras de tubos lisos antes de la sección de tubos con superficie extendida

Referencia

NRF-089-PEMEX-2004 Inciso 8.2.2 f) API STD 560 2.3.7

Texto original de la referencia

f) La sección escudo debe tener por lo menos tres camas de tubos desnudos. API STD 560 2.3.7 Shield sections shall have at least three rows of bare tubes

Traducción

La sección de tubos escudo debe tener al menos tres hileras de tubos desnudos

Comentarios o Beneficios

Las superficies extendidas de los tubos (aletas ó pernos) deben ser protegidos de la radiación directa de la flama y del contacto con gases de combustión a muy alta temperatura para evitar que se destruyan afectando el comportamiento térmico del calentador.

Lineamiento 1.1.2-4

El material y espesor de los tubos escudo (tubos lisos) debe ser el mismo que el de los tubos de radiación, cuando correspondan al mismo servicio

Referencia

NRF-089-PEMEX-2004 Inciso 8.2.3.1 c) API STD 560 sección 3.1.7

Texto original de la referencia

c) Cuando los tubos de la sección escudo y la sección de radiación correspondan al mismo servicio, estos deben ser del mismo material y espesor.

API STD 560 section 3.1.7 When the shield and radiant tubes are in the same service, the shield tubes exposed to direct flame radiation shall be of the same material and thickness as the connecting radiant tubes

Traducción

API STD 560 sección 3.1.7 Cuando los tubos escudo y los tubos de la sección de radiación correspondan al mismo servicio y los tubos escudo estén expuestos a la radiación directa de la flama deben ser del mismo material y espesor que los tubos de la sección de radiación.

Comentarios o Beneficios

Los tubos escudo están sometidos a densidades de calor (flux) del mismo orden ó inclusive mayor que los tubos de radiación, es por ello que deben ser del mismo material y espesor que los tubos de radiación.

Lineamiento 1.1.2-5

Para calentadores que operen con combustible líquido ó dual, los tubos de superficie extendida deben de ser pernados.

Referencia

NRF-089-PEMEX-2004 Inciso 8.2.3.2 b)

Texto original de la referencia

b) El tipo y las dimensiones de la superficie extendida de los tubos de convección en función del tipo de combustible utilizado deben cumplir con la especificación siguiente: Para gas combustible utilizar tubos aletados. Para combustóleo utilizar tubos pernados.

Comentarios o Beneficios

No se deben utilizar tubos aletados en calentadores que operen con combustóleo ya que las aletas fácilmente se taponan con el hollín y son más difíciles de limpiar, además de una menor resistencia a la corrosión por compuestos de azufre.

Lineamiento 1.1.2-6

No se aceptan uniones soldadas de materiales disímiles. Referencia

NRF-089-PEMEX-2004 numeral 8.2.3.1.d

Texto original de la referencia

Cuando la tubería de enlace sea externa esta debe ser de la misma metalurgia que la tubería precedente de convección y cuando la tubería de enlace sea interna esta debe ser de la misma metalurgia que la tubería de radiación. La unión de materiales diferentes debe ser bridada y no sujetas a la radiación directa o flujo de gases de combustión, no se aceptan uniones soldadas de materiales disímiles.

Comentarios o Beneficios

Este requisito elimina la posibilidad de falla por fragilización de la unión soldada para materiales disímiles.

1.1.3 Soportes

Lineamiento 1.1.3-1

Cuando se queme combustóleo, todos los soportes deben ser recubiertos con 51 mm de espesor de concreto refractario.

Referencia

NRF-089-PEMEX-2004 numeral 8.2.5.2.d. API 560 numeral 6.1.1.d

Texto original de la referencia

NRF-089-PEMEX-2004 numeral 8.2.5.2.d.

Para calentadores que quemen combustóleo, todos los soportes deben ser recubiertos con 51 mm de espesor de concreto refractario consistente en una mezcla de Lumnita, Haydita y Vermiculita en una proporción en volumen de L: H: V 1:2:4 y/o un material equivalente, con anclas de acero inoxidable 18Cr – 8Ni o equivalente. API 560 numeral 6.1.1.d. No credit shall be taken for the insulating effect of refractory coatings on intermediate supports or guides.

Traducción

API 560 numeral 6.1.1.d. No se le debe dar crédito por efectos aislantes al recubrimiento refractario sobre soportes intermedios y guías.

Comentarios o Beneficios

Es un método de protección contra la corrosión a altas temperaturas, con lo cual se aumenta la vida útil por este factor.

El API 560 numeral 6.1.1.d indirectamente indica el uso de un recubrimiento refractario sobre los soportes intermedios sin indicar su función, solo indica que este recubrimiento no debe ser considerado desde el punto de vista de transferencia de calor para fijar la temperatura de diseño de los soportes:

Por lo cual en la norma NRF-089-PEMEX-2004 se le dio una definición precisa y clara de su función y espesor requerido, lo cual es una práctica muy efectiva en una importante cantidad de refinerías que queman combustóleo, para reducir el deterioro y falla de los soportes intermedios por corrosión a altas temperaturas bajo esfuerzos, que en muchos de los casos el daño se extiende hasta el serpentín de tubos.

1.1.4 Refractario