ES2332695B1 - Transporte y montaje de recipientes muy grandes. - Google Patents
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Abstract
Transporte y montaje de recipientes muy
grandes.
Método de preparación de un recipiente muy
grande para el transporte y/o el montaje que comprende rellenar, por
lo menos parcialmente, el recipiente con un material de relleno
fluido, que es o se puede hacer que sea, prácticamente sólido, con
el objeto de reforzar el recipiente con vistas al transporte y/o al
montaje del mismo.
Description
Transporte y montaje de recipientes muy
grandes.
La presente invención se refiere al transporte y
montaje de recipientes muy grandes. Se refiere, en particular, a un
método de preparación de un recipiente muy grande para el
transporte y/o el montaje, a un método de transporte de un
recipiente muy grande y a un método de montaje de un recipiente muy
grande.
Muchas veces, los recipientes que se necesitan
en las instalaciones de procesamiento químico tienen un gran
diámetro, una gran longitud de un extremo a otro, y requieren
componentes internos, como por ejemplo tubos para la transmisión
del calor. Generalmente, estos recipientes son recipientes de
presión, que trabajan a presiones inferiores o superiores a la
atmosférica y también en otras condiciones de gran dureza, como por
ejemplo temperaturas muy elevadas. A la hora de proyectar estos
recipientes, es preciso tener en cuenta todas las condiciones del
proceso, además de otros factores como coste y facilidad de
fabricación, transporte montaje.
Una de las especificaciones que se tienen que
determinar a la hora de proyectar un recipiente, y en particular
cuando se trata de proyectar un recipiente muy grande, es el grosor
de pared del mismo. Se puede determinar un grosor de pared mínimo,
utilizando una fórmula o algoritmo adecuado, bien conocido por los
expertos en la materia y teniendo en cuenta factores como:
presiones y temperaturas de trabajo, material de construcción,
presencia y ubicación de boquillas y otros componentes internos del
recipiente que se tienen que fijar a la pared del recipiente, así
como cargas dinámicas y estáticas. Por lo general, se introducen
tolerancias para tener en cuenta otras fuerzas a las que puede
estar sometido el recipiente, por ejemplo durante la fabricación,
el transporte y montaje, con lo cual se incrementa el grosor de
diseño de la pared del recipiente. Como se podrá apreciar, en
algunos recipientes, por ejemplo los recipientes muy grandes o muy
largos, el grosor de pared del recipiente proyectado puede ser,
utilizando el enfoque antes citado, muy grande, como resultado de
las tolerancias introducidas para el transporte y el montaje, lo
cual hace que la fabricación (por ejemplo, la soldadura y el
tratamiento térmico) resulte muy difícil y cara. Este problema se
puede paliar en cierta medida utilizando tolerancias limitadas de
grosor de pared, abrazaderas internas, anillos de soportes internos
y/o externos y refuerzos, y similares, lo cual supone la desventaja
de una mayor dimensión del recipiente, un mayor esfuerzo y coste de
fabricación y complicaciones en el transporte y en el montaje.
Según un primer aspecto de la invención, se
ofrece un método de preparación de un recipiente muy grande para el
transporte y/o el montaje, método que incluye rellenar por lo menos
parcialmente el recipiente de un material de relleno fluido, que es
o se puede hacer que sea prácticamente sólido, con el fin de
reforzar el recipiente con vistas a su transporte y/o montaje.
En la presente especificación, el término
"recipiente muy grande" se refiere a un recipiente que tiene
una relación longitud/diámetro de por lo menos 5 y un diámetro de
por lo menos 2 metros. Asimismo, el material de relleno
"prácticamente sólido" se refiere por ejemplo a geles,
sustancias gelatinosas, sustancias semisólidas y similares, lo
suficientemente sólidas para reforzar un recipiente hasta el punto
de que se puede usar un grosor de pared de diseño reducido,
comparado con el caso en que no se emplea el método de la
invención. Un material fluido que sea sólido incluirá
materiales granulosos y polvo que, una vez compactado bajo su propio peso a granel, actúa como un cuerpo sólido.
materiales granulosos y polvo que, una vez compactado bajo su propio peso a granel, actúa como un cuerpo sólido.
De preferencia, se rellena todo el recipiente
con el material fluido. La totalidad del recipiente se rellena por
lo tanto de preferencia con un material sólido para reforzar el
recipiente con vistas a su transporte y/o montaje.
El recipiente puede incluir componentes
internos. El método puede incluir la inmovilización de los
componentes internos del recipiente con el material de relleno,
sumergiendo dichos componentes internos dentro del material de
relleno o rodeando dichos componentes internos con el material de
relleno mencionado.
El material de relleno puede ser un fluido que
se puede solidificar. El método puede incluir por lo tanto la
solidificación o permitir la solidificación del material de relleno
fluido en el recipiente.
En una realización de la invención, el material
de relleno fluido es un material normalmente sólido en condiciones
ambientales, pero que es fluido a temperaturas elevadas, por ejemplo
un hidrocarburo, como una cera derivada
Fischer-Tropsch. El método puede comprender por lo
tanto el relleno del recipiente con un hidrocarburo que se
encuentra a una temperatura que le permite fluir y luego
solidificar o permitir la solidificación del hidrocarburo, por
ejemplo retirando calor del hidrocarburo.
El material de relleno fluido, por ejemplo el
hidrocarburo, puede comprender un catalizador destinad al proceso
para el que se va a utilizar el recipiente. Por consiguiente, para
algunos recipientes de procesos y para algunos procesos, el
recipiente se puede cargar previamente con un material de relleno
que se va a utilizar en el proceso, y que puede incluso comprender
un catalizador, sirviendo la carga previa del recipiente también
para reforzar el recipiente con vistas al transporte y/o al
montaje. Con el objeto de poner en funcionamiento el recipiente,
tras el montaje, el material de relleno sólido, por ejemplo la cera,
se puede volver a convertir en fluido, fundiendo por ejemplo la
cera mediante la adición de calor.
En otra realización de la invención, el material
de relleno fluido es un material normalmente líquido en condiciones
ambientales, pero que se solidifica en condiciones por debajo de
las ambientales, por ejemplo agua o agua templada. El método puede
incluir por lo tanto el enfriamiento del material de relleno fluido
en el recipiente hasta una temperatura inferior a la ambiente, a la
cual el material de relleno es sólido, y mantener el material de
relleno a dicha temperatura durante el transporte y/o el
montaje.
La retirada o adición de calor al material de
relleno se puede realizar a través de la pared del recipiente.
Cuando el recipiente incluye componentes internos adecuados para
dichos fines, como tubos de transmisión térmica o bobinas, se
pueden utilizar estos últimos.
En otra realización de la invención, el material
de relleno fluido es un material granuloso. Como ejemplos de dicho
material granuloso se pueden mencionar las partículas minerales, la
arena, el serrín y Is partículas de material polimérico o plástico,
natural o sintético, como caucho, poliestireno, polipropileno,
polietileno o perlas de ABS. La ventaja es que, cuando se utiliza un
material en particular, no es necesario cambiar el estado del
material para reforzar el recipiente o para quitar el material de
relleno del recipiente.
En otra realización más de la invención, el
material de relleno fluido es un fluido productor de espuma, espuma
que se puede solidificar. El método puede incluir por lo tanto
rellenar el recipiente con una espuma y solidificar la espuma. El
método puede comprender también, en este caso, superficies de
revestimiento en el interior del recipiente con un compuesto
auxiliar de liberación de espuma. Con el fin de quitar la espuma
sólida del recipiente, ésta se puede disolver químicamente
utilizando un disolvente o reactivo adecuado, o triturarse,
mecánica o físicamente, por ejemplo utilizando chorro de arena,
chorreo con granalla o ultrasonido.
El método puede comprender el tratamiento de
superficies en el interior del recipiente para protegerlas contra
el material de relleno, por ejemplo para proteger las superficies
interiores del recipiente y las exteriores de los componentes
internos del recipiente contra la corrosión y/o la erosión. El
tratamiento de las superficies puede incluir el revestimiento de las
mismas con una capa protectora.
El método puede comprender el tratamiento del
material de relleno para reducir o eliminar los posibles efectos
nocivos de dicho material en los materiales de construcción del
recipiente y/o de sus componentes internos, en su caso. Por
ejemplo, el material de relleno puede mezclarse con un inhibidor de
la corrosión.
Según un segundo aspecto de la invención, se
ofrece un método de transporte de un recipiente muy grande, método
que comprende las siguientes etapas:
preparar el recipiente para el transporte
rellenando por lo menos parcialmente dicho recipiente con un
material de relleno fluido que es, o que se puede hacer que sea,
prácticamente sólido, con el objeto de reforzar el
recipiente;
y
y
transportar el recipiente en este estado
reforzado hasta el lugar deseado.
El recipiente se puede preparar según el método
descrito anteriormente.
El método según el segundo aspecto de la
invención puede comprender la carga del recipiente, en su estado
reforzado, sobre un vehículo, con el fin de transportarlo. El
método también puede comprender la descarga del recipiente, en su
estado reforzado, del vehículo, una vez transportado al lugar
deseado.
Según un tercer aspecto de la invención, se
presenta un método de montaje de un recipiente muy grande, método
que comprende lo siguiente:
preparar el recipiente para el montaje
rellenando por lo menos parcialmente el recipiente con un material
de relleno fluido que es, o que se puede hacer que sea,
prácticamente sólido, con el objeto de reforzar el recipiente;
y
montar el recipiente en este estado
reforzado.
El montaje del recipiente puede suponer hacer
girar dicho recipiente desde una orientación de fabricación o de
transporte, un ángulo determinado sobre un plano vertical, hasta
alcanzar una orientación de trabajo. Por lo general, el recipiente
se hace girar un ángulo de 90º en torno a un eje transversal al
recipiente.
El método según el tercer aspecto de la
invención puede incluir la eliminación del material de relleno del
recipiente una vez montado. La eliminación del material de relleno
del recipiente puede suponer el tratamiento del material de
relleno, si es preciso, para que dicho material sea de nuevo fluido.
El tratamiento del material de relleno puede suponer calentar el
material de relleno, por ejemplo fundirlo.
El método según el tercer aspecto de la
invención también puede comprender el tratamiento del material de
relleno y/o el recipiente para facilitar la eliminación del
material de relleno del recipiente. El tratamiento del material de
relleno y/o del recipiente para facilitar la eliminación del
material de relleno del mismo puede suponer la aplicación de
fuerzas vibratorias al material de relleno y/o la elaboración
mecánica del material de relleno, por ejemplo con cadenas, garfios,
agitadores, desbarbadoras, barrenas o similares.
En lugar de quitar el material de relleno del
recipiente una vez que se ha montado éste, el método según el
tercer aspecto de la invención puede suponer el tratamiento del
material de relleno para que se pueda utilizar en el recipiente en
un proceso en el que se tiene que emplear el recipiente. Así, el
material de relleno puede ser un reactivo, producto catalizador o
componente inerte, normalmente presente en el recipiente en un
proceso en el que se va utilizar el recipiente, como por ejemplo el
proceso de síntesis Fischer-Tropsch.
El recipiente se puede preparar según el método
descrito anteriormente.
A continuación, se describirá la invención de
forma más detallada, con referencia al ejemplo siguiente.
Se diseñó, para ser transportado como un
elemento completo del equipo del proceso, un recipiente cilíndrico
circular muy grande, con un diámetro de aproximadamente 10 metros y
una longitud de aproximadamente 60 metros y que incluye unos
componentes internos como serpentines de vapor. Como se podrá
apreciar, esto significa que el recipiente de presión tendrá todas
las cargas puntuales presentes durante el transporte y el
montaje.
Utilizando un código de diseño de recipientes de
presión convencionales para la temperatura y la presión de trabajo
del recipiente muy grande, según el diseño, se calculó que el
grosor de la pared del recipiente de presión sería de 66 a 76 mm.
Por razones de fabricación, transporte, dimensiones y coste se
prefiere elegir el grosor más pequeño de 66 mm. Para poder elegir
este grosor de pared menor, se seleccionó un material de
construcción especial que es aproximadamente un 20% más resistente
por unidad de masa que el acero al carbono, que normalmente se
utilizaría para las condiciones del proceso, en el caso de que
utilizara un recipiente muy grande. Una de las condiciones para la
selección del grosor de pared más fino y del material de
construcción especial es que la forma del recipiente debe acercarse
lo más posible a la forma de diseño original, es decir que el
recipiente tiene que seguir siendo
cilíndrico-circular.
Los factores combinados de longitud/diámetro del
recipiente, el grosor de pared elegido, las cargas puntuales, el
equipo interno instalado en el recipiente de presión y la necesidad
de transportar y montar el recipiente de presión sin doblar el
armazón o incluso sin deformarlo, requieren adoptar medidas
especiales para garantizar que no se producirá ningún daño ni se
modificará la forma. La solución técnica convencional de este
problema consiste en optar por una carcasa más gruesa, lo cual
supondría una pared un 25% aproximadamente más gruesa para un
diseño de acero al carbono standard.
Esto dificultaría la fabricación, especialmente
la soldadura y el tratamiento térmico y la manipulación del
recipiente de presión.
Mediante la invención, se puede aumentar la
rigidez del recipiente, garantizando de este modo que el recipiente
de presión no se pandeará ni deformará durante la manipulación, el
transporte y el montaje, todo ello con un recipiente de montaje que
tiene un grosor de pared de 66 mm solamente. Para el recipiente
particular del proceso del ejemplo citado, se ha previsto que el
recipiente se rellenaría con cera líquida, que se dejaría
solidificar antes de proceder al transporte y al montaje del
recipiente. Se apreciará que utilizando un líquido endurecible como
la cera, los componentes internos del recipiente de presión quedan
completamente inmovilizados. La cera que se ha previsto sea una
cera derivada de Fischer-Tropsch puede comprender,
ventajosamente, un catalizador Fischer-Tropsch, ya
que se pretende utilizar el recipiente en un proceso
Fischer-Tropsch. Una vez montado el recipiente, se
puede fundir la cera Fischer-Tropsch aplicando
calor, haciendo circular por ejemplo vapor a través de los
serpentines de vapor instalados, tras lo cual se puede poner en
funcionamiento el recipiente de presión con la cera derivada de
Fischer-Tropsch y el catalizador
Fischer-Tropsch ya presente en el recipiente.
Claims (18)
1. Método de preparación de un recipiente muy
grande para el transporte y/o el montaje, método que comprende
rellenar por lo menos parcialmente el recipiente
con un material de relleno fluido, que es o se puede hacer que sea,
prácticamente sólido, con el objeto de reforzar el recipiente con
vistas al transporte y/o al montaje del mismo.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
se rellena todo el recipiente con material fluido.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, en el
que el recipiente comprende unos componentes internos, y el método
supone inmovilizar los componentes internos del recipiente con el
material de relleno sumergiendo los componentes internos en el
material de relleno o rodeándolos de dicho material.
4. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material de relleno
fluido es un fluido que se puede solidificar, incluyendo por lo
tanto el método la solidificación o permitiendo la solidificación
del material de relleno fluido en el recipiente.
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material de relleno
fluido es un material normalmente sólido en condiciones
ambientales, pero que es fluido a temperaturas elevadas.
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material de relleno es un
hidrocarburo, incluyendo por lo tanto el método rellenar el
recipiente con dicho hidrocarburo que se encuentra a una
temperatura que permite que el hidrocarburo sea fluido,
solidificando posteriormente o permitiendo la solidificación del
hidrocarburo.
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material de relleno
fluido comprende un catalizador para un proceso en el que se va a
utilizar el recipiente.
8. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 inclusive, en el que el material de relleno
fluido es un material normalmente líquido en condiciones
ambientales pero que se solidifica a temperaturas inferiores a las
ambientales, método que comprende la etapa de enfriar el material
de relleno fluido en el recipiente hasta una temperatura inferior a
la ambiente, a la que el material de relleno es sólido, y mantener
el material de relleno a dicha temperatura durante el transporte
y/o el montaje.
9. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el material de relleno fluido es
un material granuloso.
10. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 inclusive, en el que el material de relleno
fluido es un fluido productor de espuma, espuma que se puede
solidificar, comprendiendo por lo tanto el método la etapa de
rellenar el recipiente con una espuma y solidificar dicha
espuma.
11. Método de transporte de un recipiente muy
grande, método que comprende las siguientes etapas:
preparar el recipiente para el transporte
rellenando por lo menos parcialmente el recipiente con un material
de relleno fluido que es, o se puede hacer que sea, prácticamente
sólido, con el fin de reforzar el recipiente; y
transportar el recipiente en este estado
reforzado hasta el lugar deseado.
12. El método de la reivindicación 11, en el que
el recipiente se prepara según el método indicado en cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 10 inclusive.
13. El método de la reivindicación 11 o 12 que
comprende la carga del recipiente en su estado reforzado sobre un
vehículo para trasladar el recipiente, o la descarga del
recipiente, en su estado reforzado, desde el vehículo, una vez
transportado hasta el lugar deseado.
14. Método de montaje de un recipiente muy
grande, método que comprende:
preparar el recipiente para el montaje
rellenando por lo menos parcialmente el mismo con un material de
relleno fluido, que es o se puede hacer que sea, prácticamente
sólido con el fin de reforzar el recipiente; y
montar el recipiente en este estado
reforzado.
15. El método de la reivindicación 14, en el que
el montaje del recipiente en estado reforzado comprende la
operación de hacer girar el recipiente desde una orientación de
fabricación o transporte, cierto un ángulo sobre un plano vertical,
hasta una orientación de trabajo.
16. El método de la reivindicación 14 o 15, que
comprende quitar el material de relleno del recipiente, una vez
montado.
17. El método de la reivindicación 14 o 15, que
comprende el tratamiento del material de relleno para que se pueda
utilizar en un proceso en el que se va a emplear el recipiente.
18. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 17 inclusive, en el que el recipiente se
prepara según el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a
10 inclusive.
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