USO DE INHIBIDORES CONTRA LA CORROSIÓN DE CALDERAS
Inhibidor
Es una sustancia química o una mezcla de substancias que se agregan a un sistema.
Usualmente en concentraciones pequeñas con el fin de disminuir o evitar el ataque corrosivo. Generalmente, los inhibidores efectúan su trabajo en la fase líquida.
En las regiones anódicas son llamados inhibidores anódicos, en las regiones catódicas son llamados inhibidores catódicos; y los formadores de película que actúan en ambas regiones. En las calderas la corrosión aumenta severamente a presiones mayores de 40 Kg./cm. cuadrado (600psi).
Precaldera
- Bomba de agua de alimentación
- Tuberías que conducen el agua de reposición
- Exceso de oxígeno disuelto en el agua por falla del desareador.
- Depósitos debido a mala clarificación de un precipitador o precipitación directa de Ca, CO3 , Fe, Mn, etc.
- Pre-tratamiento químico al agua de repuesto, para evitar precipitados en las superficies metálicas.
- Precipitación con cal y soda en frío o caliente, o por intercambio iónico con resinas sintéticas.
- Desarear el agua de alimentación por medios mecánicos y químicos. El sulfito de sodio catalizado baja la concentración de oxígeno disuelto de saturación (8-9 ppm) a cero, igualmente lo hace la hidracina.
- Elevar el Ph a 9 para evitar la corrosión general, generalmente se logra agregando: amoníaco (menos de 0.5 ppm), ciclohexilamina (2 ppm) y recirculando agua de la caldera.
- Evitar los depósitos, mejorando la coagulación, mejorando la capacidad de los filtros y estabilizando el agua por medio de poli fosfatos de sodio que evitan la precipitación de Ca, Fe, Mn. (Los poli fosfatos se agregan en dosis pequeñas (0.5 a 9 ppm).
Caldera
Problemas comunes
- Depósitos
Analcita
Fosfato de Magnesio
Magnetita
Fosfato de Calcio
- Arrastres
Las sales que llegan a ser arrastradas con el agua son mezclas de NaCL, Na2SO4 ,NaOH, etc., si estas van a dar al sobrecalentador y se condensan la corrosión será muy intensa peor aún si se apaga la caldera. Los arrastres son resultado de espumeo, transporte mecánico, variaciones bruscas en la evaporación y solubilidad de sólidos en el vapor.
- Corrosión
Los tipos más comunes de corrosión en el área de caldera son los siguientes:
- Picaduras localizadas
- Corrosión por concentración
- Fragilización cáustica
- Corrosión por esfuerzos mecánicos
Bajo estas condiciones la corrosión procederá a lo largo del camino anódico auto acelerándose al quedar expuestas nuevas superficies anódicas, el Ion, cloruro y oxígeno disuelto intensifican el ataque.
- Corrosión-erosión
Métodos para evitar la corrosión
- Mejor pre-tratamiento al agua disminuyendo al mínimo las sales disueltas.
- Agregar dispersantes orgánicos como: taninos, ligninos, alginatos, almidones, etc., estos hacen fluidos y no adherentes a los precipitados. Los ligninos desulfonados dispersan la magnetita, evitando los depósitos de éste que son tan aislantes y difíciles de desprender.
- Agregar secuestrantes o versenatos; evitan la formación de lodos y disuelven lentamente las incrustaciones de Fe, Mg, Ca, Cu etc. ya formadas.
- Los versenatos, son corrosivos para las tuberías de agua de alimentación por lo que se debe tener en cuenta este aspecto.
En el caso de los arrastres
- Mantener la concentración de aceite tolerable en las calderas (7 ppm) o menos del 1% de sólido en suspensión.
- Mantener la concentración de sólidos disueltos en su valor mínimo; para obtener un vapor seco libre de arrastres, esta concentración se mantiene por medio de purgas continuas.
- Para el control de arrastres por espumeo, agregar antiespumantes como: polioxialkilenglicoles, poliamidas, poliamidas insaturadas, etc., mezclándolos con dispersantes como taninos o ligninos.
En el caso de corrosión de la caldera
- Mantener la película de magnetita lo más intacta posible (ya que ésta es protectora hasta cierto punto). Para lograrlo es necesario mantener el oxígeno fuera del sistema, mantener una concentración adecuada de alcalinidad, mantener limpias las superficies.
- Eliminar el oxígeno y demás gases no condensables desareando el agua de alimentación o manteniendo un residual de sulfito o de hidracina para asegurar la total eliminación del oxígeno teniendo cuidado que el residual de hidracina y sulfito en exceso ataca intensamente los tubos de los condensadores
- Mantener una concentración de Nitratos de entre 35 y 40% de la alcalinidad total calculada como Na OH.
- Los taninos ayudan a evitar la fragilización y corrosión.
- La erosión-corrosión en tubos de calderas se ataca de la siguiente manera.
- Rediseñando el sistema para evitar el flujo turbulento eliminando los depósitos y manteniendo los tubos limpios.
- Evitando la corrosión de cobre en precaldera.
Post- caldera
a) sobrecalentador
Problemas comunes:
- Arrastre de sales por espumeo desde la caldera, depositándose en el sobrecalentador para actuar como electrolito que acelera la corrosión
- Condensación del vapor al apagar y dejar enfriar la caldera, el CO2 y O2 de la atmósfera se disuelve causando ataque por picaduras.
- Por reacción del metal con el vapor de alta temperatura.
b) Sistema de condensado y retorno
Problemas comunes:- Formación de productos sólidos insolubles que tapan las tuberías pequeñas y los orificios.
- Costo y frecuencia de reposición de tuberías y válvulas dañadas por picaduras excesivamente altas.
La causa principal, es la solublilización de varios gases que tienen efectos corrosivos tales como el CO2 , el oxígeno y en algunos casos el H2S siendo raro encontrar este último.
Sobrecalentador
Sistema de condensado y retorno
- La reacción directa del metal con el vapor a alta temperatura , no se revuelve con ningún inhibidor, sino usando una aleación adecuada.
- El arrastre de sales por el vapor se evita, instalando separadores de vapor bien diseñados, si esto no fuese suficiente, deberán usarse antiespumantes.
- La corrosión de sobrecalentadores por condensación del vapor se inhibe de igual forma que la corrosión en los sistemas de condensado y retorno que se tratarán a continuación.
- El método de evitar la agresividad del condensado debe basarse en la eliminación del CO2 y el O2 disuelto.
- El oxígeno se elimina normalmente desde la caldera, por medio de un residual permanente de algún agente reductor.
- El oxígeno encontrado en el condensado, viene por lo regular de fugas en el sistema que por lo general trabaja al vacío, por lo cual lo más conveniente es localizar y eliminar las fugas.
- En caso de no ser posible de la forma anterior se puede agregar sulfito de sodio, pero lo mejor es agregar aminas volátiles al agua de la caldera para aumentar el PH del condensado, con lo cual se minimiza el ataque por oxígeno.
- El problema de la corrosión por ácido carbónico se resuelve exitosamente con la adición de aminas volátiles o neutralizantes, estos se agregan al agua de la caldera, se volatizan simultáneamente con el vapor, se condensan con él, neutralizan el CO2 y producen un condensado con un PH neutro o alcalino.
- Después de haber evaluado un gran número de aminas se ha encontrado que sólo dos de ellas reúnen las cualidades satisfactorias; la morfolina y la ciclohexilamina.
- El PH ideal para evitar el ataque por CO2 varía entre 8 y 9 siendo el valor intermedio de 8.5, un valor satisfactorio.
Protección de cables de alambre de acero de la corrosión
Desde la primera vez que el hombre torció un hacecillo de vides o fibras, uniéndolas para formar una cuerda que usó para atar un bulto de leña o una gavilla de maíz, todas las cuerdas (ya sea de estructura vegetal o metálica) se consideran, en general, de utilidad para el mismo propósito.Sin embargo, las cuerdas de lino, manila o henequén tienen limitada resistencia y se usan generalmente solo para trabajo manual, en barcos pequeños o en la granja.
Los cables de alambre de acero se emplean: en grúas de construcción e industria, para operaciones mineras y malacates, en los aparejos y garruchas elevadoras en los barcos, para soportar la carga en los puentes colgantes, para grúas y elevadores.
Orígenes del ataque por corrosión
Los cables de alambre expuestos a la intemperie y la atmósfera pueden ser rápidamente atacados por la corrosión. Algunas veces, el daño se oculta entre los torones interiores del cable hasta que bruscamente, el cable se rompe produciendo daños, lesiones y en ciertos casos la muerte.
Si examinamos un tramo de cable de alambre, teniendo en cuenta la corrosión, comprendemos con cuanta facilidad puede comenzar y desarrollarse el ataque. Casi parece que hubiera sido diseñado para atraer corrosión.
Forma una masa de ranuras y hendiduras en los que la humedad y las substancias químicas nocivas encuentran cómodo alojamiento.
Agua de mar, agua dulce, vapor de agua y condensación, substancias químicas disueltas en el agua de lluvia; substancias éstas que sirven como electrolito para que se produzca la corrosión electroquímica, al estar el cable en contacto con otros metales como poleas de bronce o latón de tambores de malacate.
Estructura de los cables de alambre
Para evitar la corrosión; debemos examinar la estructura de un cable de alambre. Está formado alrededor de un núcleo de preferencia hechos de yute.
Cuando se fabrica el cable, el núcleo se impregna con un lubricante especial que da al cable flexibilidad y también lo ayuda a resistir el ataque de la corrosión.
Cuando se fabrica el cable, el núcleo se impregna con un lubricante especial que da al cable flexibilidad y también lo ayuda a resistir el ataque de la corrosión.
El cable de acero está formado de "Torones" éstos están enrollados en capas alrededor del núcleo. Mientras más apretadas entre sí están las capas, menor será el riesgo de que penetre la corrosión hacia el núcleo. Cada torón está formado por varios alambres, de tal modo que un cable puede componerse de cualquier combinación, desde 6 torones de 7 alambres (6x7) hasta (11x37) o más.
Revestimientos contra corrosión
Algunos cables de alambre de acero reciben durante su fabricación cubiertas protectoras, tales como:
- Galvanización: Baños de zinc por inmersión en caliente o rociando el cable (este genero de protección es muy común y se emplea para tirantes y retenidas y para vientos y suspensiones)
- Protección por Cadmio o Cromo: (esto no es de uso general, sino sólo para fines especiales)
- Forro de Fibra: Cada torón está cubierto con un forro de fibra, que al apretarse forma una superficie lisa. El forro es resistente a la humedad y ayuda a impedir que penetren a los torones las materias químicas y los gases corrosivos.
Mantenimiento preventivo
La lucha contra la corrosión comienza cuando la el cable de acero se recibe de la fábrica. El cable puede estar en forma de rollo suelto o enrollado sobre un carrete. Al desenrollar el cable, lo más importante es impedir que se formen "cocas". Si se forma una coca, el cable se debilita y su vida se acorta; las cocas también abren los torones, de modo que se facilita el ataque de la corrosión, cuando se producen cocas graves, los alambres pueden romperse con facilidad.
Para desenrollar el cable de un rollo, éste no deberá tenderse en el piso ni tirarse del cable en gasas, ya que esto puede producir cocas.
El rollo deberá mantenerse verticalmente y hacerse rodar de tal modo que el cable quede tendido en el piso. Si se recibe enrollado en un carrete, éste deberá montarse sobre un eje y desenrollarse el cable sobre la línea recta.
Mantenimiento durante el servicio
No hay lubricante general que pueda recomendarse como apropiado para todos los cables de alambre, bajo todas las condiciones a considerar:
- a) Temperatura de trabajo
- b) Presencia de humedad
- c) Presencia de gases corrosivos
- d) Naturaleza del trabajo
Los aceites deberán aplicarse en la forma que muestra la figura 21 (nótese la pieza de género o copa de madera sostenida debajo del flujo) para hacer que el aceite se distribuya uniformemente alrededor y entre los torones.
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