MANTENIMIENTO PREVENTIVO ANALISIS DEL MEDIO CORROSIVO

Identificación de los elementos con riesgo de corrosión 

Localización o determinación de los elementos que por su naturaleza o posición dentro de la planta están amenazados por el ataque corrosivo por ejemplo: Estructuras metálicas, tanques de agua o combustibles sumergidos o elevados, depósitos de productos químicos, alimentos, tuberías de alta presión etc.

Análisis del medio corrosivo

Después de haber detectado un ataque corrosivo o tomado la decisión de proteger algún substrato por la importancia de éste, el paso a seguir es muy importante y consiste en el análisis del tipo de ambiente que envuelve la estructura a proteger y de este depende el método de protección correcta a utilizar. 

Una misma planta industrial puede tener varios tipos de ambientes corrosivos por lo que es importante identificar cada una de sus áreas para hacer un análisis correcto, los ambientes se clasifican de la siguiente forma:

Ambiente tipo A (Agresivamente corrosivo)

Inmersión en líquidos químicos muy corrosivos, excesiva exposición a productos químicos. Este medio ambiente ocurre en una área caracterizada por humos, gases, polvos o líquidos de productos químicos agresivos que se combinan con la alta humedad o vapor de agua condensada. 

Estos elementos unidos pueden corroer el acero al carbono en una razón mayor de 6 milésimas por año. 

El área del ambiente tipo A generalmente se considera que está dentro de un radio promedio de 50 mts. alrededor de la fuente de contaminación.

Ambiente tipo C (Corrosivo) 

Derrames y salpicaduras frecuentes de líquidos corrosivos, concentración de vapores corrosivos. Es menos destructivo que el tipo "A" y ocurre en aquellas áreas donde hay concentración de vapores, humos, polvos o líquidos de productos químicos moderadamente corrosivos, unidos con humedad y condensado. 

Este ambiente corroe el acero al carbono a una razón de 3 a 7 milésimas por año y el zinc de menos de una milésima por año. Muchas veces un ambiente tipo "A" se convierte en tipo "C" cuando está a más de 50 metros alrededor de la fuente de contaminación y hasta una distancia limitada.

Ambiente tipo M (Moderado) 

Atmósfera industrial normal, exposición a la intemperie. Este ambiente generalmente se caracteriza cuando se exponen las superficies en el exterior y a la intemperie y, o, ligeras o moderadas concentraciones de vapores químicos unidos a la humedad o vapor de agua condensada. 

El acero al carbono en esta exposición se corroe a una velocidad menor de 3 milésimas por año, mientras que le zinc, en este medio ambiente prácticamente está libre de corrosión. Moderadas concentraciones de vapores químicos en áreas interiores con excesiva humedad pueden producir condiciones similares.

Ambiente tipo P (Protegido)

Ocurre en Interiores Industriales Normales, en este medio ambiente las superficies generalmente están expuestas a la humedad normal de interiores y no están sujetas al ataque de contaminantes químicos que corroen el acero.

Ambiente tipo S (Subterráneo)

Es el medio ambiente a que están sometidos el acero y el hierro cuando están enterrados en suelos húmedos y corrosivos (determinado de acuerdo con el análisis del suelo)

 MANTENIMIENTO PREVENTIVO ALTERNATIVAS DE PROTECCION CONTRA LA CORROSIÓN

Alternativas de protección 

Al haber analizado e identificado los distintos grados de exposición que se quieren proteger se procede a escoger entre las alternativas más comunes y sobre de las que hay más experiencia el método más efectivo, económico y sobre todo práctico.

Se describen en orden de importancia decreciente. 

• a. Diseñado en la ingeniería de modo tal que se eviten puntos sensibles al ataque corrosivo 
• b. Protegiendo por medio de recubrimientos. 
• c. Usando protección catódica (expuesto más adelante) 
• d. Especificando materiales resistentes a la corrosión (tabla V) 
• e. Alterando los medios (uso de inhibidores) 
• f. Sobre-diseñando. (caminos de acero más gruesos para compensar las pérdidas de metal por corrosión). 

Aunque muchos de estos puntos ya fueron tratados en el capítulo 4, describiremos en una forma detallada aquellos que no han sido tratados.

Protegiendo equipos y estructuras de la corrosión desde su diseño 

Los elementos de diseño apropiados desde el punto de vista de aplicación y eficiencia de recubrimientos y mantenimiento de los mismos son los siguientes:

• Se prefieren superficies planas 
• Superficies redondas o curvas son preferibles que ángulos pronunciados. 
• Deben evitarse las rendijas o hendiduras
• Las superficies deben ser lisas, las soldaduras suavizadas y las salpicaduras removidas.
• Se prefieren las soldaduras a los remaches . 
• Los remaches avellanados se prefieren a los remaches de otros tipos 
• Los rebordes montados deben ser soldados 
• Se prefiere las soldadura continua 
• Deben eliminarse las superficies de empalme. 
• No deben usarse superficies de extremo flexible 
• Todas las superficies deben estar convenientemente drenadas. 
• Los puntos de contacto para andamios deben removerse y la superficie esmerilarse, limpiarse y calafatearse cuidadosamente, todos los ángulos, rebordes, rendijas etc. que no puedan alcanzarse efectivamente con el recubrimiento. 
• Recubrir con manos adicionales de pintura todas las aristas, remaches etc. que forman lugares de inicio de corrosión.- 
• Esmerilar todas las aristas pronunciadas y superficies rugosas.
• Remover las costras de laminado 
• Localizar las piezas de carga que estén muy expuestas y trasladarlas a lugares menos expuestos.

Protección por medio de recubrimientos 

Este es el método más empleado, económico y práctico, el cual ya fue tratado ampliamente en el capítulo 4. En lo que respecta a los distintos tipos metálicos y no metálicos; sus ventajas y desventajas. 

En este capítulo trataremos exclusivamente de indicar la actitud que debe tomar el Ingeniero luego de haber determinado las condiciones ambientales, requisito este para seleccionar el recubrimiento más adecuado para la protección que pretendemos. 

Por lo regular los especialistas en recubrimientos anticorrosivos tienen amplia experiencia en la selección de cada tipo de recubrimiento para cada tipo de problema, por lo que la asesoría de estas personas es muy importante. 

Algunas especificaciones técnicas de algunos productos, fichas como estas nos pueden ayudar en determinado momento a seleccionar el recubrimiento adecuado, modo de preparación, tratamiento de superficies etc. 

No está demás indicar que hay una amplia variedad de recubrimientos para casi todos los tipos de problemas, información que proporciona el distribuidor o fabricante. Ver en anexos ejemplos de fichas de especificaciones de pinturas protectoras.

Protección catódica 

La creciente demanda de combustibles derivados del petróleo, ha llevado a países como México a la exploración y explotación en el golfo de México. La extracción de hidrocarburos de estos yacimientos marinos se hace perforando pozos direccionales desde plataformas metálicas fijadas en el lecho marino, que tienen capacidad para recibir hasta 12 pozos cada una de ellas. 

La producción de aceite, gas asociado y agua de formación, se envían directamente a tierra por medio de ductos marinos de aproximadamente 20 y 30 km., ofreciendo estos serios problemas para su mantenimiento.

Cualquier reparación en ese medio resulta excesivamente costoso. Siendo ésta la razón de prever su destrucción prematura.

Procedimiento 

En la práctica, la corrosión externa de los ductos submarinos y terrestres se prevé o reduce a un mínimo aceptable, utilizando los siguientes procedimientos: 

• a. Aplicando recubrimientos con propiedades dieléctricas para aislar la tubería del medio corrosivo. 
• b. Empleando sistemas de protección catódica que evitan la emigración de iones metálicos. 

Aun cuando estos métodos pueden usarse por separado se acostumbra combinarlos para lograr un mejor efecto, y así es como por lo general las superficies metálicas se protegen en su mayor extensión con un recubrimiento y se dejan solo áreas mínimas para la protección a través de corriente directa. Los recubrimientos más usados son: 

• Alquitrán de hulla 
• Cintas de polietileno 
• Plásticos aplicados por extrusión 

Normalmente sobre los anteriores se aplica una capa de concreto reforzado con malla de alambre galvanizado, cuya función es evitar la flotación de la tubería; además de impartir una protección mecánica al recubrimiento dieléctrico.

Definición y principios básicos de la protección catódica 

La protección catódica es la aplicación de un corriente directa a una estructura metálica, de manera que ésta constituya la parte catódica del circuito, cuya finalidad es disminuir la corrosión. 

La protección catódica está basada en el conocimiento de que la disolución de un metal por corrosión va acompañada de una corriente eléctrica equivalente, que en el electrolito fluye desde las regiones anódicas que se disuelven, a las catódicas, donde ocurre la reducción correspondiente a toda oxidación. 

Representando gráficamente el proceso de corrosión mediante las curvas de polarización de ánodos y cátodos locales se obtienen en la intersección de éstas el potencial y la corriente de corrosión. Cuando el potencial de corrosión desciende, la intensidad de la corriente anódica disminuye con arreglo a la curva de polarización anódica.

Como puede observarse en la figura 17, el segmento 2-4 representa la caída de potencial en el electrolito (dada por IsRs, donde Is: corriente de protección y Rs: resistencia del electrolito). Debido al carácter asintótico de la curva de polarización anódica del metal a proteger, no se logrará una protección total, siempre se tendrá una pequeña disolución del metal correspondiente a la corriente Ia.

Métodos de protección 

Son dos los principales métodos de aplicación de protección catódica. Uno de los métodos emplea ánodos que son energetizados por medio de una fuente externa de corriente directa: Los ánodos son instalados en el electrolito y son conectados a la terminal positiva de la fuente de corriente directa en tanto que la estructura por protegerse se conecta a la terminal negativa. 

El segundo método consiste en el uso de ánodos sacrificables, es decir, electrodos construidos de un metal electronegativo que el que se desea proteger.

Diseño 

Para diseñar un sistema de protección catódica es necesario seleccionar el método a usar de acuerdo a sus características y la funcionalidad del recubrimiento de la estructura. 

Es conveniente colocar señalamientos que indiquen la longitud de la tubería según el caso y a la vez sirvan para hacer lecturas de potenciales.

Una vez aislada la estructura por protegerse mediante tuercas unión aislantes o juntas instaladas en las bridas, se procede a efectuar levantamiento de potenciales naturales tubo-suelo y en seguida, a la prueba de requerimiento de corriente. 

Esta se lleva a cabo con una fuente de C.D., capaz de desarrollar un voltaje mayor que las unidades permanentes, de manera que permitan usar ánodos auxiliares de prueba de bajo costo. Se puede usar para el caso una máquina de soldar de una potencia de 2.5 Kw.