INTRODUCCION

Cualquier diseño de ingeniería, particularmente para una planta de procesos químicos, es solo útil cuando esto puede ser traducido en realidad usando material disponible y métodos de fabricación. De esta manera, los costos y la selección de los materiales pueden jugar un papel vital en el éxito o fracaso de una nueva planta química o en el mejoramiento de una instalación existente.

Miembro las plantas de procesos químicos operan a temperaturas altas para fomentar el rendimiento y la producción total, tanto el costo como la selección de los materiales de construcción tiene mucha importancia. Esta tendencia para condiciones de operación más severas obliga al ingeniero químico para buscar por materiales der construcción más confiables y más resistentes a la corrosión para estas plantas de procesos, porque todas estas condiciones severas intensifican la acción de la corrosión. Afortunadamente, un amplio rango de materiales esta ahora disponible para el servicio de la corrosión. Sin embargo, esta aparente abundancia de materiales esta ahora disponible para el servicio de la corrosión. Sin embargo, esta aparente abundancia de materiales además complica la tarea de elegir el “mejor material” porque, en muchos casos, un número de aleaciones y plásticos tendrán resistencia de la corrosión suficiente para una aplicación particular. La selección final no puede estar basada simplemente en elegir un material adecuado a partir de una tabla de corrosión sino que debe estar basada en un análisis económico acertado de los materiales.

COSTOS RELATIVOS DE LOS MATERIALESLa tabla 1 contiene la información de los costos relativos por unidad de peso de los materiales de uso frecuente en la fabricación de equipo. La primera columna es directamente el costo relativo de cada material respecto al costo del acero al carbono que se ha tomado como unidad. Sin embargo, en la fabricación de un determinado equipo la cantidad del material que se empleara depende de la densidad y la resistencia (tensión de diseño) del material y estas características deben ser tomadas en cuenta cuando se comparan los costos de los materiales. La segunda columna de la tabla 1 contiene el valor del costo corregido según la expresión:

Cost=Cxρσ d

Donde:C=costo por unidad de masa, $/kg; 𝜌= Densidad, kg/m3;𝝈d=Tensión máxima permisible, N/mm2.

En la misma tabla 1 se ha incluido también, solo para efectos comparativos, y no para efectios de diseño, las tensiones admisibles o de diseño que se utilizaron para calcular la segunda columna de la tabla.

TABLA N° 1: Costos relativos de materiales.Material Costo Costo corregido Tensión

(N/ mm2)Acero al carbonoAleaciones pobres (Cr-Mo)Aceros al Ni (9%)Aceros inoxidables Austeniticos Tipo 304 Tipo 321 Tipo 316CobreAluminioMonelTitanio

12

4.6

66.88.15.78.125

26.4

124

56714202313

10010080

1201201244614

120120

TABLA N° 2: Costos relativos de metales (Julio 2006).Material Tipo o

grado Precio ($/lb)

Tensión máxima permisible

(ksi=1.000 psi)

Costo relativo

Acero al carbonoAceros inoxidables austenitico

Aleación de aluminioCobreNíquelIncoloy MonelTitanio

A-285304316

A03560C1040099% NiN08800N04400R50250

0.270.901.641.273.348.753.056.769.62

12.920208.66.71020

18.710

12.24

2.427487.52027

El costo relativo de los equipos hechos de diferentes materiales depende tanto del costo de fabricación como del material. A menos que un material requiera de técnicas muy especiales de fabricación, el costo relativo de los equipos terminados será de menor que el costo relativo de los materiales de acero inoxidable podría ser 2 a 3 veces más alto que el costo del mismo estanque fabricado en acero al carbono, mientras que los costos relativos de ambos metales es entre 5 a 8.

Si la velocidad de corrosión es uniforme, entonces es posible seleccionar el optimo material calculando el costo anual para los diferentes materiales utilizables. El costo anual dependerá de la vida predicha, calculada de la velocidad de corrosión y el costo de la compra del equipo. En una determinada situación puede resultar más económico utilizar un material más barato con una alta velocidad de corrosión reemplazando el equipo con más frecuencia en lugar de utilizar un material más resistente pero más caro. Esta estrategia puede usarse en equipos relativamente simples, de bajo costo de fabricación y donde una falla prematura no constituya un riesgo de importancia; por ejemplo, el acero al carbón puede especificarse en una línea de emisión de efluentes líquidos en lugar de acero inoxidable aceptando la probable necesidad de reemplazarlo. El espesor de la cañería puede ser prematuramente monitoreado para determinar cuando deba ser reemplazado la cañería.

Los materiales más caros como las aleaciones altamente resistentes a la corrosión pueden usarse como laminas (clads) sobre acero al carbono. Si por necesidades estructurales, como en el caso de los recipientes a presión, se requieren paredes gruesas, el uso de materiales laminados puede reducir sustancialmente el costo.