Careers Entrevista con el Especialista en Ingeniería y Mantenimiento de Calderas
Lecciones Aprendidas para Asegurar la Confiabilidad de las Calderas de Lecho Fluidizado Circulante (CFB)
Estamos entrevistando a Joel Taylor, Especialista en Ingeniería y Mantenimiento de Calderas. Joel ha garantizado la operación confiable de 7 Calderas de Lecho Fluidizado Circulante (CFB) en 4 plantas a lo largo de sus 15 años de experiencia con CFB. La experiencia reciente de Joel proviene de 2 Calderas CFB Foster Wheeler que quemaban carbón lignito. La entrevista con Joel la realiza Ed Griffith, Experto en Pulverización Térmica de Calderas CFB (SMARTGard®) de Integrated Global Services.
Ed:
¿Por qué decidiste inicialmente utilizar pulverización térmica como parte de tu estrategia de mitigación de erosión y confiabilidad?
Joel:
Una de las razones es que necesitas considerar lo que está sucediendo, cuál es el patrón de erosión o incluso el patrón de corrosión. Si es pura erosión, entonces necesitas crear una superficie que sea extremadamente suave y que haga una transición fácil desde el tubo desnudo hacia la superficie de pulverización térmica. Si usas recubrimiento por soldadura, va a ser realmente irregular, hay un cambio abrupto entre el tubo desnudo y el recubrimiento soldado o el endurecimiento superficial. Mientras que la pulverización térmica ofrece una transición muy suave. Y cuando digo suave, hablo hasta de milésimas de pulgada, mientras que la soldadura es mucho más pronunciada.
Ed:
El recubrimiento por soldadura, también conocido como endurecimiento superficial, se utiliza comúnmente en situaciones de erosión o desgaste. ¿Has considerado usarlo en tus calderas?
Joel:
No consideramos el endurecimiento superficial. Las unidades en las que he trabajado quemaban carbones con alto contenido de ceniza y ceniza extremadamente abrasiva. El endurecimiento superficial crea patrones irregulares, en cuanto a suavidad, por así decirlo, y eso genera pequeños lugares donde se forman remolinos. Hubo áreas en algunas de las calderas en las que trabajé que fueron recubiertas por soldadura, y cada año teníamos que remover ese recubrimiento según la prioridad, porque comenzaba a desgastar los tubos.
Trabajé con una caldera pequeña donde se utilizó el endurecimiento superficial en el quemador inferior, y funcionó durante muchos años hasta que se hizo un cambio de combustible. Después de eso, el endurecimiento superficial ya no soportaba la nueva ceniza que se recirculaba dentro del CFB, y eventualmente tuvieron que recurrir a una aplicación de Pulverización Térmica de Alta Velocidad (HVTS).
Ed:
Con respecto a las diversas ubicaciones en la caldera y las diferentes tasas de erosión, ¿cuál es el rango de problemas que resolviste con la pulverización térmica de alta velocidad (HVTS)?
Joel:
Durante las inspecciones dividimos la caldera en zonas: quemador inferior, paredes frontales y laterales, tubos del techo y la pared trasera cerca de las salidas del ciclón. Cada área tenía un patrón distinto de erosión.
La erosión más severa estaba en el quemador inferior, especialmente en las esquinas. A medida que subíamos desde la interfaz refractaria, la pérdida de material disminuía, salvo en la pared trasera superior, donde las salidas del ciclón generaban desgaste significativo. En las paredes laterales, la erosión era preferencial, con tubos que perdían .020” (0,5 mm) al año en un lado y nada en el otro. IGS ajustó las especificaciones de HVTS según estos patrones.
La interfaz con el refractario era uno de los mayores retos: los tubos sobresalían, la ceniza cambiaba de dirección y el desgaste era intenso, por lo que cada año requeríamos espesores mayores en esa zona.
En definitiva, entender el comportamiento de cada sección y trabajar con el equipo de pulverización térmica permitió adaptar la aplicación HVTS a las necesidades reales de la caldera.
Ed:
¿Crees que existen alternativas efectivas al uso de pulverización térmica para la mitigación de erosión-corrosión en calderas CFB?
Joel:
Existen algunas alternativas, pero dependen completamente del proceso. En condiciones de alta erosión, la pulverización térmica suele ser la mejor opción. Otras soluciones —como recubrimientos soldados o refractarios— tienden a trasladar el problema a otro punto, y pueden generar fallas en las interfaces o problemas de integridad.
El recubrimiento soldado tiene limitaciones importantes: no puedes medir su espesor real y, en procesos de alta erosión, se desgasta rápidamente, requiriendo reacondicionamientos constantes. Además, la soldadura es lenta, genera entrada de calor y puede deformar o incluso perforar los tubos, algo que he experimentado en el pasado.
Lo valioso de la pulverización térmica es que puede aplicarse incluso sobre tubos muy delgados. Llegamos a instalarla sobre un tubo de apenas 50 milésimas de pulgada (1,27 mm), que operó sin problemas durante un año, permitiéndonos reemplazarlo en una parada programada y evitar una falla forzada.
En mi experiencia, prefiero la pulverización térmica: puedo medirla, verla y comprobar su desempeño, algo que no siempre sucede con un recubrimiento por soldadura.
Ed:
Habiendo utilizado la pulverización térmica durante 15 años, ¿qué opinas del costo total de propiedad en relación con otras estrategias, como realizar reemplazos repetitivos, la acumulación de soldadura u otras estrategias?
Joel:
Durante varios años tuvimos reparaciones mecánicas muy grandes en cada parada: reemplazo de tubos, recuperación de pared y correcciones por erosión. Eran trabajos altamente intensivos en mano de obra: alrededor de 20 personas por turno durante 8 días, además del recubrimiento térmico.
Con el tiempo, al resolver los problemas mecánicos de fondo, ese trabajo se redujo drásticamente. Llegamos a realizar la reparación mecánica en un solo turno con solo cuatro personas, y el recubrimiento térmico se volvió más predecible: sabíamos dónde aplicarlo y dónde restaurarlo basándonos en inspecciones anuales.
Pasamos de un alcance variable y costoso a un proceso estable y planificable, lo cual es clave para el presupuesto de una parada. Además, gracias al HVTS, evitamos reemplazar partes a presión, lo cual puede generar problemas de alineación y desgaste si no se ejecuta perfectamente.
En resumen, reducir las reparaciones mecánicas y controlar el desgaste mediante HVTS permitió que las calderas dejaran de ser el principal impulsor de las paradas. Eso tuvo un impacto muy positivo en el costo total de propiedad.
Ed:
¿Tuviste que reemplazar el recubrimiento protector de pulverización térmica HVTS de parada a parada?
Joel:
Solo eliminamos completamente el material cuando era necesario hacer una reparación mecánica permanente en la caldera, como un rediseño o la corrección de una soldadura. Nunca retiramos todo el recubrimiento para repararlo; únicamente se reemplazaba en áreas localizadas cuando era necesario acceder al tubo.
Si una zona tenía erosión muy alta, se requería restaurar el recubrimiento, pero no necesariamente cada año. La decisión dependía de criterios de desgaste y del seguimiento de la pérdida de espesor del recubrimiento. Conociendo bien el proceso y midiendo la erosión anual, se puede controlar cuánta restauración se necesita. En una caldera con 50.000 a 100.000 pies² de recubrimiento, la restauración suele ser solo un pequeño porcentaje del total.
Ed:
¿Qué opinas sobre el uso de recubrimientos a base de hierro, que no se pueden medir con el método tradicional de técnicas de levantamiento magnético?
Joel:
Nunca consideramos recubrimientos a base de hierro, a menos que fuera estrictamente temporal y tuviéramos planeado retirarlo al año siguiente. La capacidad de medir es muy importante, especialmente en las áreas de erosión. El recubrimiento en las áreas de erosión necesita ser medible para que puedas inspeccionarlo de año en año.
Ed:
¿Crees que es beneficioso que el proveedor de pulverización térmica tenga un buen entendimiento de la capacidad de sus materiales?
Joel:
Definitivamente. Teníamos algunas áreas que necesitaban ser cubiertas, estaban en un ambiente de corrosión. Teníamos muy poco dinero, era un alcance no planificado, trabajo de descubrimiento. El equipo de IGS recomendó un producto que era más económico y podía ofrecer una solución temporal, con la condición de que luego volviéramos a reemplazar ese material, ya que no duraría tanto como el material que esperábamos usar. Hizo exactamente lo que queríamos que hiciera y duró un poco más de lo que esperábamos. Y eventualmente volvieron, lo removieron e instalaron un material mejor para la longevidad de la planta.
Ed:
En 2017, tu equipo de gestión te animó a probar un proveedor de pulverización térmica diferente al contratista habitual. ¿Podrías describir tu experiencia?
Joel:
La decisión se tomó únicamente por razones presupuestarias y no consideró factores clave como el historial de la unidad o la experiencia en aplicaciones similares. La mayor diferencia estuvo en el control de calidad. Con IGS teníamos especificaciones HVTS muy precisas y diferentes espesores según la tasa de desgaste. El otro proveedor no tenía la capacidad ni el conocimiento para cumplir con esos requisitos.
Tres de nosotros tuvimos que asumir toda la función de QA/QC, trabajando jornadas muy largas y cruzando turnos. Como no contaban con un proceso adecuado de calidad, el trabajo tomó mucho más tiempo: tuvieron que volver a reparar, retirar material, reinstalarlo y repetir inspecciones. Aunque en papel parecía un ahorro, en la práctica obtuvimos un producto inferior y una parada mucho más complicada.
Ed:
¿Cómo se comparan los diferentes proveedores de pulverización térmica en tu experiencia?
Joel:
Lo primero es el material. Con IGS logramos detener por completo la corrosión y controlar la erosión, algo que no vimos con otros proveedores. He evaluado varias empresas y, en un caso, incluso el recubrimiento aplicado en taller por otro proveedor desapareció por completo en apenas un mes. Ese material simplemente no funcionó para la erosión.
También es clave saber dónde aplicar el material según el mecanismo de daño. Y luego está la calidad de la aplicación. No hay nada más frustrante que solicitar un espesor específico y que la capa aplicada no cumpla. Eso obliga a rehacer trabajo, a veces en exceso, lo que genera más retrabajo y pérdida de tiempo.
Finalmente, el nivel técnico del equipo marca una gran diferencia. Con IGS, los aplicadores detectaban y corregían problemas antes de mi inspección, lo que me ahorró días de trabajo. Tener muchas personas bien entrenadas observando la calidad continuamente mejora enormemente el resultado final.
Ed:
¿Qué consideras clave para el éxito al usar tecnología de pulverización térmica en calderas CFB? ¿El material, la aplicación o el conocimiento sobre dónde y cuándo utilizarla?
Joel:
Eso es una pregunta difícil de responder. Diría que los tres. Puedes tener un excelente material, pero si no se aplica correctamente, no funcionará. Y si el material es deficiente, tampoco tendrás éxito, aunque tengas un gran equipo. Para un proyecto exitoso, todo debe alinearse: buen material, buena aplicación y buenas personas.
En mi experiencia, las personas hacen la mayor diferencia. La instalación no es automática: es un trabajo repetitivo, en condiciones duras – calor, ruido, jornadas de 12 horas – que requiere un tipo especial de profesional. Aun así, ver al equipo terminar el turno sonriendo, hablando de detalles técnicos y haciendo ajustes finales es impresionante. Eso habla muy bien de la gestión de IGS y de su capacidad para reunir y motivar a un equipo de ese nivel.
Ed:
¿Cómo ha evolucionado la ejecución de proyectos de pulverización térmica a lo largo de los años?
Joel:
Cuando empecé con IGS en 2007, la pulverización térmica era casi una “caja negra”. Soy curioso por naturaleza, así que me involucré más con los gerentes de proyecto y entendí mejor el propósito del recubrimiento en los tubos, especialmente frente a la corrosión y la erosión.
Acomodando los presupuestos reducidos
Y a medida que los presupuestos se ajustaban, necesitábamos averiguar cómo podíamos hacer más trabajo con menos dinero. Comenzamos a desarrollar diferentes especificaciones para diferentes áreas de la caldera. Esto aumentó la dificultad del proyecto.
Comunicación
Una de las cosas interesantes que vi que evolucionó con el tiempo fue la comunicación entre el cliente, yo y el gerente de proyecto de IGS e incluso hasta los miembros del equipo individual. Desarrollamos una muy buena relación de confianza allí. Desde el primer día que llegaron al sitio, los involucramos en el proceso de inspección, como si estuviéramos mostrándoles lo que estábamos buscando, y eso les ayudó a entender cuáles eran nuestros problemas.
Programa de control de calidad (QA/QC)
En el lado de la calidad, he visto la evolución del programa de QA/QC, donde pudimos empezar a rastrear la pulverización térmica hasta un bloque muy pequeño. La última unidad en la que trabajé fue extremadamente compleja en cuanto al proceso de corrosión y el proceso de erosión-corrosión. Necesitábamos hacer más con menos, por lo que tuvimos que desarrollar un programa que nos permitiera, de un año a otro, ver lo que estaba sucediendo, cómo funcionaba la aplicación de la pulverización térmica y luego qué podíamos hacer para mejorar la fiabilidad de la unidad.
Ed:
¿Qué consejos tendrías para otros empleados de planta que se encuentren en posiciones similares, tomando decisiones sobre el uso de spray térmico? ¿Qué lecciones aprendidas podrías compartir?
Joel:
Creo que debes comenzar con una inspección realmente buena. Debes tener datos detallados. Soy un gran fanático del programa de prueba de espesor ultrasónico de alta resolución. Luego, debes tener discusiones abiertas sobre la operación de la unidad, el combustible, cualquier fallo de tubo y todos los aspectos de lo que está sucediendo. ¿Qué te está diciendo el dato de UT? ¿Qué te está diciendo tu inspección visual? Y luego, tener esa conversación mucho antes del proceso de aplicación del spray térmico, para que se pueda desarrollar un alcance de trabajo. Y así podrás comenzar a armar un presupuesto y priorizar las áreas.
Esto era algo que siempre hacíamos al principio de la parada. Siempre nos sentábamos a discutir cualquier cambio en la unidad, como el combustible, las variables de operación, solo para que IGS estuviera al tanto del proceso, para que cuando realicen sus inspecciones, lo tengan en cuenta.
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