PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN EN TUBERÍAS

1 PROTECCI N CONTRA LA CORROSI N EN TUBER AS Ing. Jos Gregorio Rend n La corrosi n es la principal causa de fallas en tuber as alrededor del mundo. Cuando una tuber a falla, ocasiona grandes impactos en t rminos de p rdidas de producci n, da os a la propiedad, contaminaci n y riesgo a vidas humanas. Tuber as desprotegidas, enterradas bajo tierra, expuestas a la atm sfera o sumergidas en agua son susceptibles a la corrosi n. Sin el apropiado mantenimiento, cualquier sistema de tuber as eventualmente puede deteriorarse. La corrosi n puede debilitar la integridad estructural de la tuber a y convertirla en un veh culo inseguro de transporte de fluidos. Sin embargo existen t cnicas para extender indefinidamente la vida de las l neas de transporte de fluidos El presente trabajo tiene por objeto ilustrar el fen meno de la corrosi n, as como los tipos y m todos para controlarlas.

2 LEY DE LA ELECTR LISIS Por definici n, la corrosi n es la destrucci n de un metal o metales, a trav s de la interacci n con un ambiente (ejem. suelo o agua) por un proceso electroqu mico, es decir, una reacci n que envuelve un flujo de corriente el ctrica e intercambio de iones. En tuber as enterradas, o sumergidas en elementos acuosos, el proceso de corrosi n es similar a la acci n que tiene lugar en una pila de linterna, formada por un electrodo de carb n que ocupa el centro de la pila y un electrodo de zinc que hace de recipiente, separados ambos electrodos por un electr lito compuesto en esencia por una soluci n de CINH4 (fig. 1). Una l mpara incandescente conectada a ambos electrodos se enciende continuamente debido a la energ a el ctrica que suministran las reacciones qu micas que tienen lugar en ambos electrodos.

3 En el electrodo de carb n (polo positivo-c todo), tiene lugar una reducci n qu mica y en el electrodo de zinc (polo negativo- nodo), se realiza la oxidaci n por la cual el zinc met lico es convertido en iones hidratados, Zn-- - nH2O. Cuanto mayor es el flujo de electricidad a trav s de la pila, mayor es la cantidad de zinc que se corroe. Esta relaci n es cuantitativa como la demostr Michael Faraday a principios del siglo XIX (ley de Faraday): Peso del metal reaccionante = kIt. donde I es la intensidad en amperios, t es el tiempo y k una constante llamada equivalente electroqu mico. El valor de k en el caso del zinc es 3,39 x 10-4 g/C, defini ndose como culombio la cantidad de electricidad que pasa cuando una corriente de 1 A circula en 1 s. Figura 1 Pila Seca EL CASO DE UNA TUBER A DE ACERO Soluci n CINH4+_Carb nZincSoluci n CINH4 Zinc que secorroePage 1 of 5 PROTECCI N CONTRA LA CORROSI N EN TUBER AS2/13/2006file://D:\My Documents\ICONSA\ICONSA Website\Articulos Tecnicos\Articulos\ tuber a de acero vista al microscopio presenta una configuraci n similar a la fig.

4 2, es decir, granulada. Cada uno de estos granos , de acuerdo al proceso de fabricaci n y calidad del material, se comporta como un electrodo con una tendencia nodica o cat dica especifica. Figura 2. Vista ampliada de una superficie met lica. Para que se conforme una pila o se cierre el circuito entre estos polos, es necesario un cable o medio electrol tico que transporte los electrones. Para el caso de la tuber a enterrada este medio de transporte de electrones lo conforma el suelo y la tuber a misma. (Ver fig. 3). Figura 3 La zona con tendencia an dica cede electrones y la zona de tendencia cat dica los recibe. El equivalente el ctrico de este circuito o celda de corrosi n lo observamos en la figura 4. Figura 4 En el interfase entre el metal y el suelo existe una fuerza electromotriz (FEM), tambi n llamado potencial de referencia.

5 Cuando la corriente fluye, la fuerza electromotriz cambia de tal manera que las proximidades entre el metal y el suelo pueden ser representada por una resistencia en serie con una fuente de FEM. Estos dos circuitos juntos representan una celda de corrosi n en la cual FemC es el potencial del c todo, RC la resistencia del c todo, FemA es el potencial del nodo, RA es la resistencia del nodo y finalmente I es la corriente a trav s del circuito. PROTECCI N CONTRA LA CORROSI N Todo material met lico sin la debida protecci n y en un medio que propicie el intercambio de electrones es susceptible a ++__++__+_+_+_MetalFlujo de corrientea trav s del sueloFlujo de corrientea trav s de la tuber aC todo nodoIones Fe++ISITRCRAFemAFemCTuber aPage 2 of 5 PROTECCI N CONTRA LA CORROSI N EN TUBER AS2/13/2006file://D:\My Documents\ICONSA\ICONSA Website\Articulos Tecnicos\Articulos\ Existen cuatro m todos com nmente utilizados para controlar la corrosi n en tuber as, estos son recubrimientos protectores y revestimientos, protecci n cat dica, selecci n de materiales e inhibidores de corrosi n.

6 Recubrimientos y revestimientos: estas son las principales herramientas CONTRA la corrosi n, a menudo son aplicados en conjunci n con sistemas de protecci n cat dica para optimar el costo de la protecci n de tuber as. Protecci n Cat dica: es una tecnolog a que utiliza corriente el ctrica directa para contrarrestar la normal corrosi n externa del metal del que esta constituido la tuber a. La protecci n cat dica es utilizada en los casos donde toda la tuber a o parte de ella se encuentra enterrada o sumergida bajo el agua. En tuber as nuevas, la protecci n cat dica ayuda a prevenir la corrosi n desde el principio; en tuber as con un per odo de operaci n considerable puede ayudar a detener el proceso de corrosi n existente y evitar un deterioro mayor. Selecci n de Materiales: se refiere a la selecci n y empleo de materiales resistentes a la corrosi n, tales como: acero inoxidable, pl sticos y aleaciones especiales que alarguen la de vida til de una estructura, por ejemplo de la tuber a.

7 Sin embargo, en la selecci n de materiales resistentes a la corrosi n el criterio fundamental no es, en esencia, la protecci n de una estructura, sino la protecci n o conservaci n del medio donde esta existe. Inhibidores de Corrosi n: son substancias que aplicadas a un medio particular, reducen el ataque del ambiente sobre el material. bien sea metal o acero de refuerzo en concreto. Los inhibidores de corrosi n extienden la vida de las tuber as, previniendo fallas y evitando escapes involuntarios. Evaluar el ambiente en el cual est la tuber a o en el sitio donde se ha de colocar, es muy importante para el control de la corrosi n, no importa cual m todo o combinaci n de estos se emplee. Modificar el ambiente en las inmediaciones de la tuber a, como por ejemplo reducir la humedad o mejorar el drenaje, puede ser una manera simple y efectiva de reducir la potencialidad de la corrosi n.

8 Adem s, emplear personal entrenado en el control de la corrosi n es crucial para el xito de culquier programa de mitigaci n de corrosi n. PROTECCI N DE TUBER AS SUPERFICIALES Las tuber as expuestas al aire libre, son propensas al dep sito o acumulaci n de agua, polvo, herrumbre, escapes de vapor, salitre, etc. La acumulaci n de estas substancias en tuber as a reas forma peque as pilas galv nicas que eventualmente corroen la superficie del metal. La aplicaci n de pintura y un programa de limpieza superficial y mantenimiento es suficiente para alargar la vida til de la tuber a. Sin embargo la aplicaci n del recubrimiento de pintura debe hacerse con especial cuidado, para que cumpla su misi n de aislante de agentes externos. A continuaci n se describe el tratamiento que debe aplicar.

9 Eliminar la grasa y dep sitos de aceite, depositada en la superficie del metal, mediante el empleo de trapos limpios saturados con un adelgazador o gasolina blanca (libre de plomo). Para eliminar el barniz de f brica, escamas de laminaci n, herrumbre, salpicaduras de soldadura y humo, tierra, etc. deber frotarse la tuber a con un cepillo de alambre hasta obtener una superficie completamente limpia, de color gris met lico brillante. En caso de existir dep sitos fuertes de xido y escorias de fundici n, se remover n, con martillo y cincel y luego se utilizar cepillo de alambre. Antes de aplicar el fondo o pintura base, la superficie deber limpiarse cuidadosamente con un pa o humedecido en solvente para eliminar part culas de hierro y alambre producidas al utilizar la limpieza con cepillo met lico.

10 Como primera capa de recubrimiento se debe aplicar dos manos de un imprimador de agarre. Como pel cula intermedia se utiliza com nmente rojo xido de plomo, igualmente a dos capas. Por ltimo como capa de acabado utilice dos manos de un esmalte compatible con el sistema imprimante y pel cula intermedia. En aquellos puntos donde la pintura tienda a deslizarse dejando puntos propicios para la corrosi n, tales como: soldadura, ngulos, bordes y esquinas se efectuar n retoques de fondo a fin de aumentar el espesor de la pel cula. Es recomendable que, como sistema de recubrimiento, se apliquen las pel culas de imprimante, capa intermedia y capa de acabado de un mismo fabricante de pintura. Igualmente conveniente es cumplir con las recomendaciones del fabricante del recubrimiento en cuanto a la preparaci n de la superficie, implementos de pintura, mezcla del producto y t cnica de aplicaci n.