API RP 936: Control de calidad e instalación de refractario monolítico

La API RP 936 establece lineamientos precisos para el control de calidad e instalación de refractarios monolíticos, asegurando que los materiales resistentes al calor cumplan con los estándares de durabilidad y seguridad en calderas y equipos de alta temperatura. Esta norma regula desde la selección de materiales refractarios, hasta los procedimientos de secado, inspección y documentación técnica.

Alcance de la API RP 936

La API RP 936 se centra exclusivamente en refractarios monolíticos, como morteros, concretos y mezclas proyectadas (gunning). No aplica directamente a ladrillos o bloques prefabricados. Tiene como Su objetivo es garantizar que los revestimientos instalados:

• Resisten altas temperaturas y ciclos térmicos.
• Cumplan propiedades mecánicas y químicas requeridas.
• Sean aplicados y curados correctamente, evitando fallas prematuras.

En la experiencia industrial, la aplicación efectiva reduce hasta un 40 % las reparaciones prematuras y protege la inversión.

Referencias normativas

La norma hace referencia a múltiples estándares ASTM aplicables a:

• Ensayos de densidad, compresión y dureza.
• Extracción de núcleos para control de compactación.
• Propiedades químicas y físicas de los materiales refractarios.

Estas referencias garantizan uniformidad y confiabilidad en los resultados de ensayos y cumplen los requisitos de la certificación API 936.

Términos y definiciones

Algunos conceptos incluyen:

• Refractario monolítico: Material colocado en sitio formando un revestimiento continuo.
• Curado / secado: Eliminación controlada de humedad antes de la operación.
• Inspector calificado: Profesional certificado para supervisar la instalación según API 936.
• Checklists de instalación: Documentos que registran paso a paso los procedimientos de instalación y control de calidad.

Elementos de control de calidad

El control de calidad bajo API RP 936 incluye:

• Verificación de certificados de materiales refractarios y resultados de ensayos.
• Evaluación de densidad, compactación y uniformidad mediante pruebas de extracción de núcleos.
• Control del secado y curado.
• Anclajes y sistemas de fijación: revisión de tipo, espaciado, integridad y correcta instalación para asegurar adherencia mecánica entre el material refractario y el sustrato metálico.
• Preparación y condición del sustrato: limpieza, eliminación de óxidos, corrosión, pintura y aplicación de primers cuando corresponda; verificación de la geometría y tolerancias.
• Control de lote y trazabilidad: segregación por lote, verificación de marcados en empaques y registro de certificados de materiales para cada suministro.
• Control de mezclado y dosificación: registros de mezclas (relación agua/polvo, aditivos), verificación de homogeneidad y tiempos de uso (pot life).
• Calidad del agua y aditivos: análisis de agua (sólidos disueltos, pH, contaminantes) y control de aditivos químicos según especificación del fabricante.
• Control de juntas y discontinuidades: diseño y verificación de juntas de trabajo, juntas de expansión y puntos débiles que requieren refuerzos o tratamiento especial.
• Mockups y pruebas piloto: ejecución de ensayos piloto (muestras de aplicación) para validar procedimientos de instalación antes de la ejecución a escala.
• Criterios de aceptación y rechazo: valores límites para densidad, resistencia a compresión, porosidad, niveles de humedad y apariencia superficial.
• Uso de checklists de instalación que documentan cada etapa.
• Registro y gestión de no conformidades: procedimientos para tratar y documentar reparaciones, retrabajos y acciones correctivas.

¿Qué determina la prueba de extracción de núcleos?

Mediante esta prueba se extraen muestras de forma cilíndricas del revestimiento para evaluar densidad, cohesión y resistencia a la compresión, asegurando que no existan vacíos ni deficiencias de compactación que comprometan la integridad del refractario.

Responsabilidades

1. Propietario: Debe asegurar que los procedimientos cumplan los estándares, proveer planos, condiciones de operación y coordinación con el contratista.
2. Contratista: Responsable de la correcta instalación de los materiales refractarios, aplicando los métodos de instalación aprobados y cumpliendo con los requerimientos de control de calidad.
3. Inspector: Debe estar calificado bajo API 936, supervisar la instalación, ejecutar pruebas, verificar resultados de ensayos y asegurar que la documentación esté completa.
4. Fabricante: Suministra materiales refractarios con propiedades físicas y químicas verificadas, junto con certificados de materiales y resultados de ensayos ASTM aplicables.

Calificaciones del inspector

Entre las funciones mas importantes de un El inspector certificado bajo API RP 936 se incluyen:

• Supervisar métodos de instalación y secado.
• Interpretar ensayos ASTM de extracción de núcleos y densidad.
• Asegurar cumplimiento de checklists de instalación y documentación completa.

Materiales refractarios

• Requisitos de propiedades físicas: Alta resistencia a temperaturas extremas y ciclos térmicos.
• Propiedades mecánicas adecuadas: densidad, compresión y dureza.
• Almacenamiento: Evitar humedad y contaminación, segregación por lote y tipo para garantizar trazabilidad.
• Empaque y marcado: Etiquetado claro con lote, propiedades y fecha de fabricación, protección frente a daños durante el transporte.
• Anclajes: Asegurar correcto arreglo dimensional de los anclajes y su adherencia al sustrato metálico para evitar desprendimientos.
• En la experiencia industrial, los problemas de adhesión y compactación son las causas más frecuentes de fallas, seleccionar materiales de alta calidad y procedencia certificada minimiza riesgos.

Calificación y ensayos

Ensayos y procedimientos de prueba:

• Extracción de núcleos, densidad y resistencia a compresión.
• Pruebas de dureza, absorción de agua y propiedades químicas.

Ensayos de calificación antes del envío

• Verificación de propiedades físicas y químicas antes de despachar el material.

Calificación del procedimiento de instalación y personal

• Confirmar que los métodos de instalación cumplen con estándares y que el personal está certificado.

Muestreo y ensayos en producción

• Evaluación del refractario tal como se instala, asegurando uniformidad y adherencia.

Preparación de muestras

• Procedimientos para extraer núcleos representativos sin dañar el revestimiento.

Instalación / Ejecución

• Preparación de superficies: Limpieza de óxidos, grasa y contaminantes.
• Calidad del agua: Agua libre de sólidos y contaminantes para mezclas de mortero o concreto.
• Refractario contaminado: No debe instalarse; se requiere secado, limpieza o reemplazo.
• Preparación para instalación: Ajuste de anclajes, mezclado homogéneo y control de temperatura.
• Temperatura de aplicación: Evitar aplicaciones en condiciones que afecten curado o adhesión.
• Proyección (Gunning): Aplicación uniforme, evitando segregación o burbujas.
• Curado: Procedimiento controlado para eliminar humedad sin grietas.
• Reparaciones: Inspección y corrección de defectos antes de la puesta en marcha.

Proceso de secado

Procedimiento de secado

• Curva de secado aprobada, que defina la tasa de incremento de temperatura, los puntos de mantenimiento y la duración total del ciclo. Esta curva garantiza la eliminación controlada de la humedad libre, evitando fallas por choque térmico o sobrepresión de vapor.
• Monitoreo constante de temperatura y humedad.

Cronograma de secado

• Evitar cambios bruscos de temperatura.

Riesgo principal de un secado inadecuado: Formación de grietas, desprendimiento del revestimiento y reducción de la vida útil.

Mejores prácticas de instalación

• Selección correcta de tipos de refractarios según temperatura y composición química.
• Personal certificado bajo API  936.
• Uso de checklists de instalación para documentar cada etapa.
• Ejecución de ensayos ASTM aplicables y pruebas de extracción de núcleos.
• Documentación completa con certificados de materiales y resultados de ensayos.
• Secado controlado para evitar fallas prematuras.
• Inspección periódica y mantenimiento preventivo del revestimiento.

Conclusión

La API RP 936 proporciona un marco integral para el control de calidad e instalación de refractarios monolíticos, asegurando materiales resistentes al calor, procedimientos seguros y documentación confiable. La correcta implementación, junto con certificación API 936 y checklists de instalación, garantiza prolonga la vida útil durabilidad, eficiencia y seguridad en calderas y equipos de alta temperatura.

Referencias

1. American Petroleum Institute. (2024). API RP 963: Refractory Installation Quality Control—Inspection and Testing Monolithic Refractory Linings and Materials (5.ª ed.).
2. International Organization for Standardization. (2012). ISO 1927-1:2012 Monolithic (unshaped) refractory products – Part 1: Introduction and classification.

Preguntas frecuentes (FAQs)