4- AZUFRE CORROSIVO VC
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Diagnostico y mantenimiento de transformadores
Azufre Corrosivo
Fallas en varios pasesColombia reporto en la conferencia Doble 2002, 3x28 MVAR Reactores Shunt en la lnea de 500KV. Se encontr sulfuro de Cobre en el papel. Brasil report veinte fallas de reactores de 500KV USA: Autotransformador Smit 450 MVA USA: 2 transformadores GSU de 4 aos de fabricacion
Azufre Corrosivo Materia de investigaciones recientes En varios transformadores que han fallado recientemente no se encontr una explicacin ni en DGA, ni en deterioro del aceite. Despus de investigaciones profundas (Doble Eng.) se atribuy a la presencia de azufre corrosivo, que afect de manera directa la Rigidez Dielctrica. Doble Eng. demostr en recientes investigaciones que la Norma ASTM D 127503 (19 hrs a 140C) no es suficiente y por tal razn se debe ejecutar a 40 Hrs 150C
Norma ASTM D-1275- 06
Azufre Corrosivo
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Azufre Corrosivo
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Prueba de Azufre Corrosivo
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Azufre corrosivo IEC 60422 de 2005
60422 IEC:2005 43 Due to poor refining or contamination, reactive compounds giving corrosion at normal operating temperatures may be present. They are detected by standard tests as ISO 5662 [14] or DIN 51353 [5], which are included in all major oil specifications. At high temperatures, >300 C, sulphur-containing oil molecules may decompose and react with metal surfaces to form metal sulphides. Such reactions may take place in switching equipment and will impact the conductivity of contacts.
Aceites Minerales:Compuestos minoritarios:Dada la naturaleza mineral de los aceites, en el proceso de refinacin del petrleo quedan hidrocarburos olefnicos y poliaromticos sustituidos, asi como organometlicos minoritarios (0,5 3 %) que imparten comportamientos y propiedades variadas a los aceites.H3C
H3C
S SCH3
RCH3 S
STiofenosH3C H3C
N H
Alquilcarbasol OlefinasR H3C
Dibencildisulfuro
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Aceites Aislantes:
Porqu la presencia de sulfuros en el aceite mineral aislante?
Hay varios compuestos de azufre en el aceite aislante pero no todos son corrosivos. Vienen de:Las bases del petrleo crudo Algunos se agregan para mejorar la estabilidad qumica del aceite y son inofensivos por ser estables. De los procesos de sulfonacin en la refinacin de los aceites aislantes. Los compuestos de azufre deben ser removidos despus de cumplido este objetivo. Algunos materiales de construccin del transformador: empaques, lacas, pegamentos, pinturas
En el mismo proceso de refinacin se remueven o se convierten en compuestos estables como los Tiofenos
Cul es el mal que causa el azufre corrosivo? El cobre es de lejos el metal menos resistente al ataque del azufre. En presencia de O2 los compuestos corrosivos y reactivos de azufre se combinan con el cobre, el aluminio y otros metales formando:Sulfuro de Cobre (Cu2S). Negro, gris ,verde, azul o violeta. Sulfuro de Aluminio (Al2S3). Gris amarillento, tornndose muy gris en presencia de agua y O2 Otros sulfuros inorgnicos
Los compuestos no corrosivos se pueden tornar en corrosivos por efecto de la alta temperatura El azufre corrosivo puede generar descargas por la reduccin de la rigidez dielctrica.
Azufre CorrosivoEn grandes transformadores de potencia y alto voltaje y en reactores shunt. Doble ha registrado mas de 25 unidades que han fallado especialmente en los climas mas calientes En sistemas de expansin sellados Los aceites tpicamente pasaron ASTM D 1275 - 03 y DIN 51353 Muchas de estas unidades tienen varios aos de servicio entre uno y 20 aos. No se present alerta previa: No hubo generacin de gases combustible an en el da antes de la falla.
Azufre CorrosivoDiferentes tipos de compuestos de azufre: Azufre Elemental (libre) (Muy Reactivo) Mercaptanos (Thioles) (Muy Reactivo) Sulfuros (Thio teres) (Reactivo) Disulfuros (Estable) Tiofenos (Muy Estables, Inhibidor). En el proceso de refinacin pueden quedar residuales desde 0,001% hasta 0,1% Azufre Corrosivo: ASTM 2864: Azufre elemental y compuestos de azufre trmicamente inestables en un aceite aislante puede causar corrosin en ciertos metales del transformador como cobre y plata.DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Azufre Corrosivo (Doble)
Azufre Corrosivo (Doble)
Azufre Corrosivo (Doble)
Azufre Corrosivo (Doble)
Azufre Corrosivo
Estructuras bulbosas en superficie de cobre
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Espesor de las capas de sulfuro de cobre
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Papel No Contaminado
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Efectos Adversos: Papel Contaminado
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Azufre Corrosivo
DOBLE: Seminatio The Life of a Transformer Feb 2006 Clearwaterbeach FLA, USA
Investigacin Falla Transformador de potencia tipo GSU
Referencia: Doble Engineering
Investigacin Falla Transformador de potencia tipo GSU
Referencia: Doble Engineering
Rel Bucholz: 50% gases
Referencia: Doble Engineering
Falla por azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Falla por azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Falla por azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Experiencia Siemens Brasil
Referencia: Siemens Brasil
Desarrollos Recientes
Referencia: Siemens Brasil
Falla de un Transformador GSU
Referencia: Siemens Brasil
Falla de un Transformador GSU
Referencia: Siemens Brasil
Mecanismo de formacin de Sulfuro de Cobre
Referencia: Siemens Brasil
Mecanismo de la Falla
Referencia: Siemens Brasil
Aportes de ASTM
Falla por azufre Corrosivo
Referencia: Doble Engineering
Lo que se sabeAzufre corrosivo es un problema que requiere atencin inmediata, se han presentado problemas en equipos muy costosos. Las pruebas rutinarias de Azufre Corrosivo no son adecuadas, se recomienda usar la prueba modificada y ms investigacin. El ataque es tanto al papel aislante como a los conductores de cobre. Estudios de tcnicas de mitigacin como la dilucin y pasivacin requieren investigaciones adicionales.
Ultimas Investigaciones y soluciones
Remocin del Azufre corrosivo
Se han hecho ensayos con tierra fuller y otros materiales adsorbentes como la almina activada y el carbn activado, sin resultados hasta ahora satisfactorios.
Pasivadores: cmo actan?Forman una capa molecular alrededor del conductor de cobre impidiendo la reaccin del metal con los compuestos de azufre disueltos en el aceite El pasivador acta uniendo el grupo triazol a la superficie metlica, de manera que el azufre no puede atacar al metal. El pasivador tambin acta como neutralizante de metales disueltos en el aceite
Pelcula pasivadora de cobre
Superficie del conductor de cobre
Se requiere estar monitoreando su contenido, y su nivel inicial debe ser restituido peridicamente
Cuales Transformadores y Reactores deben ser probados (Doble 2007)
Pruebas sugeridas (Doble 2007)
CCD: Coverded Conductor Deposition (Doble)
Propuestas de solucin