Análise de falha em tubos de trocador de calor do sistema de topo da torre regeneradora da unidade de hidrotratamento em uma refinaria de petróleo: um estudo de caso

RESUMO

Este artigo apresenta uma análise de falhas realizada em tubos de um trocador de calor. Trocadores de calor estão entre os equipamentos mais presentes em uma indústria de refino de petróleo, pois a transferência de calor é um dos processos mais importantes e comuns em indústrias químicas e petroquímicas. O equipamento analisado foi o condensador do sistema de topo da torre de regeneração de dietanolamina (DEA) da unidade de hidrotratamento de nafta de uma refinaria de petróleo. O feixe tubular é constituído por 78 tubos na especificação ASTM A213 Grau 316L com 19,05 mm de diâmetro e 1,65 mm de espessura de parede. Os tubos são submetidos ao fluxo aquoso de H₂S e dietanolamina na parte externa e água de resfriamento na parte interna. Após uma parada geral programada ocorrida em julho de 2011, após seis anos de operação contínua, foi observada a perda de espessura em vários tubos. O resultado da análise de falha indicou que, através da inspeção visual o processo corrosivo ocorreu de fora para dentro dos tubos. O ensaio de correntes parasitas indicou um processo corrosivo ativo com uma taxa de corrosão de 0,16775 mm/ano. A inspeção ultrassônica realizada através do sistema de inspeção rotativa interna (IRIS) confirmou a perda de espessura e a presença de tubos perfurados, com consequente perda de contenção. A corrosão por amina em presença de H₂S foi identificada como o mecanismo básico da falha, agravada pela concentração de DEA superior a 20% em massa. Em outubro de 2019, os tubos deste trocador foram substituídos e a solução proposta para a mitigação do problema foi a diluição da solução com água de lavagem, para a obtenção de concentrações da solução de amina abaixo de 5% em massa nos tubos do feixe deste trocador de calor.

Palavras-chave
Análise de falhas; Refinaria de petróleo; Trocador de calor; Hidrotratamento; Torre de regeneração de dietanolamina