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PROGRAMA DE ACTUALIZACION PROFESIONAL

CORROSION Y PROTECCION CATODICA EN LA INDUSTRIA PETROLERA

OCTUBRE 2004

Ing. Miguel Lugo


FUNDAMENTOS DE LA CORROSIONFUNDAMENTOS DE LA CORROSION

TENDENCIA QUE TIENEN LOS METALES A VOLVER AL ESTADO COMBINADO O ESTADO EN LA NATURALEZA, O TERMODINÁMICAMENTE ESTABLE. (CASO DEL HIERRO O EL ACERO SE MANIFIESTO POR “HERRUMBRE” U ÓXIDO).

MECANISMOS DE LA CORROSIONMECANISMOS DE LA CORROSION

• EXCEPTUAMOS LA CORROSIÓN A TEMPERATURAS ELEVADAS, QUE ES UN PROCESO PURAMENTE QUÍMICO.

• PROCESOS DE CORROSIÓN SON SIEMPRE DE NATURALEZA ELECTROQUÍMICA.

•ESTO ES, UNA CORRIENTE ELÉCTRICA QUE CIRCULA ENTRE DETERMINADAS ZONAS DE LA SUPERFICIE DEL METAL, CONOCIDAS CON EL NOMBRE DE ÁNODOS Y CÁTODOS, Y A TRAVÉS DE UN MEDIO O SOLUCIÓN LLAMADA ELECTROLITO, CAPAZ DE CONDUCIR DICHA CORRIENTE.

• EL FUNCIONAMIENTO DE ESTA PILA PRODUCE LA CORROSIÓN DE LAS ZONAS ANÓDICAS.

CORROSION Y PROTECCION CATODICA


EFECTOS DE LA CORROSIONEFECTOS DE LA CORROSION

GENERALMENTE INDESEABLE.

EXISTEN CASOS BENEFICIOSOS (PRODUCIR/NO DESTRUIR):

PROCESOS DE ANODIZADO, LA LIMPIEZA DE ÓXIDOS FORMADOS EN

LA SUPERFICIE DE HIERROS Y ACEROS, Y LAS BATERÍAS.

ASOCIADO GENERALMENTE A DAÑOS Y DETERIORO; Y SUS

EFECTOS PUEDEN RESUMIRSE ASÍ:



ECONÓMICOS:

• AUMENTA COSTOS DE MANTENIMIENTO.

• AUMENTA COSTOS DE REPARACIÓN Y REEMPLAZO.

• INVOLUCRA COSTOS DE PROTECCIÓN.

• GENERA PÉRDIDA DE PRODUCTO (FUGAS, CONTAMINACIÓN).

• PROVOCA PARADAS DE PLANTAS INNECESARIAS.

• EXIGE SOBREDISEÑO DE EQUIPOS.

• DISMINUYE LA EFICIENCIA DE EQUIPOS.

CONSERVACIÓN:

• PÉRDIDA DE VIDAS HUMANAS.

• INCREMENTA EL GASTO DE ENERGÍA.

• GENERA NECESIDAD DE MATERIA PRIMA ADICIONAL.

• CONTAMINA EL AMBIENTE.



CLASIFICACION DE LA CORROSIONCLASIFICACION DE LA CORROSION

FONTANA M, :

1.- CORROSIÓN UNIFORME O ATAQUE GENERALIZADO.

2.- CORROSIÓN GALVÁNICA O BIMETÁLICA.

3.-CORROSIÓN EN ESPACIOS CONFINADOS (CREVICE CORROSIÓN)

4.- CORROSIÓN POR PICADURAS (PITTING CORROSIÓN).

5.- CORROSIÓN INTERGRANULAR.

6.- CORROSIÓN POR LAVADO SELECTIVO.

7.- CORROSIÓN EROSIÓN (CAVITACÍÓN, FROTAMIENTO).

8.- CORROSIÓN BAJO ESFUERZOS (DAÑOS POR H2, FATIGA, SCC).

TRETHEWAY K (TIPOS DE CORROSIÓN SEGÚN SUS CARACTERÍSTICAS COMUNES):

1.-CORROSIÓN POR CONTACTO DE METALES DIFERENTES.

2.- CORROSIÓN POR ATAQUE SELECTIVO (INTERGRANULAR, LAVADO SELECTIVO).

3.- CORROSIÓN POR CELDAS DE CONCENTRACIÓN (ESPACIOS CONFINADOS, PICADURAS).

4.- CORROSIÓN - EROSIÓN.

5.- CORROSIÓN INDUCIDA POR EL AMBIENTE (DAÑOS POR H2 SCC, FATIGA).



CLASIFICACIÓN BASADA EN EL TIPO DE ACCIÓN QUE LA GENERA:

CORROSICORROSIÓÓN + ACCIN + ACCIÓÓN MECN MECÁÁNICANICA

• CORROSIÓN – EROSIÓN• CORROSIÓN – TENSIÓN• CORROSIÓN – FATIGA• CORROSIÓN – DESGASTE

CORROSICORROSIÓÓN + ACCIN + ACCIÓÓN DIRECTAN DIRECTA

• CORROSIÓN – UNIFORME • CORROSIÓN – GALVÁNICA• CORROSIÓN – POR PICADURAS • CORROSIÓN – EN ESPACIOS CONFINADOS• CORROSIÓN – INTERGRANULAR• CORROSIÓN – DISOLUCIÓN SELECTIVA• CORROSIÓN – DAÑOS POR HIDRÓGENO

CLASIFICACIÓN BASADA EN LA APARIENCIA:

• UNIFORME (DAÑOS DISTRIBUIDOS EN TODA LA SUPERFICIE).• GENERAL IRREGULAR.• POR PICADURAS.• POR AGRIETAMIENTO.• LOCALIZADA.



TIPOS DE CORROSION

CORROSION UNIFORMECORROSION UNIFORME

CORROSION GALVANICACORROSION GALVANICA

CORROSION EN ESPECIOS CONFINADOSCORROSION EN ESPECIOS CONFINADOS

CORROSION POR PICADURASCORROSION POR PICADURAS

CORROSIONCORROSION--EROSIONEROSION

CORROSION EROSIONCORROSION EROSION

CORROSION POR CAVITACIONCORROSION POR CAVITACION

CORROSION POR ESFUERZO (SCC)CORROSION POR ESFUERZO (SCC)

CORROSION BACTERIALCORROSION BACTERIAL

CORROSION A ALTA TEMPERATURA.CORROSION A ALTA TEMPERATURA.




IDENTIFICACION:

FORMA MÁS COMÚN DE CORROSIÓN.

REACCIÓN QUÍMICA O ELECTROQUÍMICA QUE OCURRE UNIFORMEMENTE SOBRE TODO LA SUPERFICIE METÁLICA EXPUESTA.

NO SE DISTINGUEN ÁREAS EN EL METAL QUE PUEDAN SER CATÓDICAS O ANÓDICAS, POR LO QUE ÁNODOS Y CATÓDOS SON INSEPARABLE.

REPRESENTA LA FORMA EN QUE EL 90% DE LOS METALES SON DESTRUIDOS.

SE CONOCE COMO “CORROSIÓN NO PELIGROSA”, YA QUE ES FÁCILMENTE DETECTABLE Y AL OCURRIR UNIFORMEMENTE EN TODA LA SUPERFICIE DEL METAL, LA VIDA ÚTIL DE LOS EQUIPOS O PIEZAS PUEDE ASEGURARSE FÁCILMENTE.

EJEMPLO:

DISOLUCIÓN DE HIERRO O ZINC SUMERGIDOS EN ÁCIDO SULFÚRICO DILUIDO, DONDE LA PÉRDIDA DE MATERIAL ES UNIFORME EN TODA LA SUPERFICIE, PROGRESIVAMENTE EL METAL SE VUELVE MÁS DELGADO Y AL FINAL SE ROMPE.

TIPOS DE CORROSION


USO DE MATERIALES.

LOS METALES USADOS EN LA INDUSTRIA PUEDEN CLASIFICARSE EN TRES GRUPOS (CUANDO EL ATAQUE SEA UNIFORME), DEPENDIENDO LA PÉRDIDA DE ESPESOR QUE PRESENTAN (VELOCIDAD CORROSIÓN):

MATERIALES RESISTENTES (MENOR QUE 0.015 MATERIALES RESISTENTES (MENOR QUE 0.015 CMCM\\AAÑÑOO).).POSEEN UNA BUENA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN Y SE EMPLEAN EN PIEZAS Y ELEMENTOS IMPORTANTES: EJ: ASIENTOS DE VÁLVULAS, EJES DE BOMBAS, RESORTES, ETC.

MATERIALES SATISFACTORIOS (DE 0.015 A 0.15 MATERIALES SATISFACTORIOS (DE 0.015 A 0.15 CMCM\\AAÑÑOO).).SE USAN EN PARTES Y EQUIPOS DONDE SE PUEDEN TOLERAR VELOCIDADES DE CORROSIÓN MÁS ALTAS, DEBIDO A LA POSIBILIDAD DE UN BUEN MANTENIMIENTO O FÁCIL RECAMBIO. EJ: TANQUES, TUBERÍAS, CUERPOS DE VÁLVULAS, ETC.

MATERIALES NO SATISFACTORIOS (MAYOR DE 0.15 MATERIALES NO SATISFACTORIOS (MAYOR DE 0.15 CMCM\\AAÑÑOO).).NO PUEDEN USARSE SIN PROTECCIÓN, YA QUE SU DETERIORO ES MUY RÁPIDO Y EL TIEMPO DE VIDA ÚTIL DE EQUIPOS Y ACCESORIOS SERÍA MUY PEQUEÑO.

CORROSION UNIFORMECORROSION UNIFORMETIPOS DE CORROSION


<225

225 – 1500

>1500

<100

1.– 500

>500

< 75

75 – 250

>250

Satisfactorio

Aceptable bajo condiciones (bajo tiempo de exposición)

No aceptable sin protección

Materiales baratos Acero al carbono, hierro

Materiales intermedios(Cu, Al, Inoxidables)

Materiales costosos(Ag, Ti, Zn)

Penetración promedio (µm\año)Usos

EN LA TABLA SE PRESENTA INFORMACIÓN RELACIONADA CON EL USO DE LOS MATERIALES DE ACUERDO A SU PRECIO Y RESISTENCIA:

CORROSION UNIFORMECORROSION UNIFORMETIPOS DE CORROSION


PREVENCION:

ESTE TIPO DE CORROSIÓN PUEDE PREVENIRSE O MITIGARSE USANDO:

SELECCIÓN ADECUADA DE MATERIALES.

REVESTIMIENTOS PROTECTORES.

INHIBIDORES.

PROTECCIÓN CATÓDICA.

PROTECCIÓN ANÓDICA.

COMBINACIÓN DE VARIOS DE LOS ANTERIORES.


TIPOS DE CORROSION



IDENTIFICACION:

ESTE TIPO DE CORROSIÓN SE PRESENTA CUANDO DOS METALES O ALEACIONES DIFERENTES SE PONEN EN CONTACTO DIRECTO A TRAVÉS DE UN CONDUCTOR, EN UN MEDIO ELECTROLÍTICO.

CUANDO DOS METALES SE PONEN EN CONTACTO SE ESTABLECE UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE ELLOS, LO QUE RESULTA EN UN FLUJO DE ELECTRONES DESDE EL MENOS NOBLE HACIA EL MÁS NOBLE.

EL FLUJO DE ELECTRONES ES SUPLIDO POR UNA REACCIÓN DE DISOLUCIÓN ANÓDICA QUE OCURRE EN EL METAL MENOS NOBLE.

ESTOS ELECTRONES SON CONSUMIDOS EN EL CÁTODO (METAL MÁS NOBLE), QUE DE ESTA FORMA SE PROTEGE Y CUALQUIER CORROSIÓN EN ÉL SE REDUCE SIGNIFICATIVAMENTE E INCLUSO DE DETIENE.

TIPOS DE CORROSION


SERIE ELECTROQUSERIE ELECTROQUÍÍMICA VS SERIE GALVMICA VS SERIE GALVÁÁNICANICA

LA SERIE ELECTROQUÍMICA SE REFIERE A LA CLASIFICACIÓN DE METALES PUROS SEGÚN SUS POTENCIALES DE OXIDACIÓN - REDUCCIÓN MEDIDOS CONTRA EL ELECTRODO DE HIDRÓGENO.

TIPOS DE CORROSION


EN CONTRASTE LA SERIE GALVÁNICA, QUE ESTÁ BASADA EN MEDICIONES DE POTENCIALES Y PRUEBAS DE CORROSIÓN EN AGUA DE MAR NO CONTAMINADA, LA SERIE GALVANICA ES USADA PARA PREDECIR SI SE PRODUCIRÁ CORROSIÓN AL ACOPLAR DOS METALES Y CUAL PRESENTARÁ MAYOR CORROSIÓN.

TIPOS DE CORROSION

SERIE ELECTROQUSERIE ELECTROQUÍÍMICA VS SERIE GALVMICA VS SERIE GALVÁÁNICANICA


CONSIDERACIONES

CUANDO DOS METALES DIFERENTES DEBAN “ACOPLARSE” POR

RAZONES DE INGENIERÍA Y LA DIFERENCIA DE POTENCIALES ENTRE

AMBOS SEA MAYOR DE 50 MV, DEBEN TOMARSE PRECAUCIONES YA

QUE OCURRIRÁ CORROSIÓN GALVÁNICA.

EN ESTOS CASOS SE RECOMIENDA QUE LA RELACIÓN DE ÁREAS DEL

METAL MENOS NOBLE (ÁNODO) AL MÁS NOBLE (CÁTODO) SEA MUCHO

MAYOR QUE LA UNIDAD; DE NO TOMAR EN CUENTA ESE SENCILLO

CONSEJO, EL MATERIAL MENOS NOBLE SE CORROERÁ RÁPIDAMENTE

EN UN ELECTROLITO CONDUCTOR.

(A ánodo / A cátodo) > 1

TIPOS DE CORROSION


COMO PREVENIR LA CORROSICOMO PREVENIR LA CORROSIÓÓN GALVN GALVÁÁNICA:NICA:

TRATAR DE USAR COMBINACIONES DE METALES LO MÁS PRÓXIMOS POSIBLESEN LA SERIE GALVÁNICA.

EVITAR LA RELACIÓN DE ÁREAS DESFAVORABLES AL MATERIAL MENOS NOBLE (ÁNODO); NUNCA USE UN GRAN CÁTODO CONECTADO A UN ÁNODO PEQUEÑO.

SI SE PUEDE AÍSLE LOS METALES “LO MEJOR POSIBLE”.

APLICAR REVESTIMIENTOS Y MANTENERLOS EN BUEN ESTADO (ESPECIALMENTE EL DEL METAL ANÓDICO).

SI HA DE RECUBRIR UNO SÓLO DE LOS METALES, HÁGALO CON EL MENOS NOBLE (ANÓDICO).

TIPOS DE CORROSION

cont……


COMO PREVENIR LA CORROSICOMO PREVENIR LA CORROSIÓÓN GALVN GALVÁÁNICA:NICA:

AÑADIR INHIBIDORES PARA CONTROLAR LA AGRESIVIDAD DEL AMBIENTE.

USAR PROTECCIÓN CATÓDICA SI SE REQUIERE.

DISEÑAR CON UN MARGEN DE SEGURIDAD (ESPECIALMENTE EN EL MATERIAL NOBLE), PARA OBTENER VIDAS ÚTILES MÁS LARGAS.

MANTENER UNA REVISIÓN CONTÍNUA PARA DETECTAR LOS PROBLEMAS EN SU FASE INCIPIENTE, ESTO PERMITIRÁ DETENER LA CORROSIÓN.

CON FRECUENCIA UNA SOLA DE LAS RECOMENDACIONES ANTERIORES

PUEDE NO SER SUFICIENTE, POR LO QUE DEBERÁ SELECCIONARSE LA

COMBINACIÓN MÁS “EFICIENTE” ENTRE ELLAS.

TIPOS DE CORROSION


CORROSION EN ESPACIOS CONFINADOSCORROSION EN ESPACIOS CONFINADOS


CORROSICORROSIÓÓN EN ESPACIOS CONFINADOSN EN ESPACIOS CONFINADOS

ESTE TIPO DE CORROSIÓN, TAMBIEN SE DENOMINA CORROSION POR ‘CELDA DE CONCENTRACION’ Y CONSISTE EN EL ATAQUE LOCALIZADO SOBRE UNA PARTE DEL METAL QUE SE ENCUENTRA EN PEQUEÑAS CAVIDADES O RESGUARDADO DEL RESTO DEL FLUIDO.

ESPACIO NECESARIO PARA QUE ESTO OCURRA, DEBE SER LO SUFICIENTEMENTE GRANDE PARA ADMITIR EL FLUIDO, PERO SUFICIENTEMENTE PEQUEÑO PARA QUE NO HAYA RECIRCULACIÓN DEL MISMO.

ALGUNAS SITUACIONES DONDE PUEDE OCURRIR ESTE TIPO DE CORROSIÓN:

JUNTAS REMACHADAS.EMPACADURAS DEFECTUOSAS, POROSAS O MAL COLOCADAS.SUCIO O DEPÓSITOS SOBRE LA SUPERFICIE DEL METAL.RECUBRIMIENTOS POROSOS.PRODUCTOS DE CORROSIÓN POROSOS (PERMEABLES).CONTACTO ENTRE METAL Y NO METAL.FISURAS.

TIPOS DE CORROSION


SELECCIONAREMOS LA CORROSIÓN DE UN METAL (HIERRO O ACERO) EN AGUA DE MAR EN LA CAVIDAD DE DOS PIEZAS “APERNADAS”, COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA.

PROCESO AUTOCATALITICO

CORROSION EN ESPACIOS CONFINADOSCORROSION EN ESPACIOS CONFINADOS

TIPOS DE CORROSION


PREVENCIONPREVENCION

USAR JUNTAS SOLDADAS EN LUGAR DE SUJETARLAS CON PERNOS.CERRAR LAS GRIETAS EN LAS JUNTAS EXISTENTES MEDIANTE BUENA SOLDADURA.DISEÑAR TANQUES QUE PUEDAN DRENARSE COMPLETAMENTE Y EVITAR LOS RINCONES Y ÁREAS DE ESTANCAMIENTO DEL FLUIDO.REMOVER LOS SEDIMENTOS Y DEPÓSITOS CON REGULARIDAD.REMOVER LOS SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN ANTES DE TRANSPORTAR Y ALMACENAR FLUIDOS.NO DEJAR CUBIERTAS MOJADAS SOBRE LOS METALES POR LARGO TIEMPO.PROPORCIONAR AMBIENTES UNIFORMES (AGITACIÓN, AEREACIÓN, RELLENO, ETC.).USAR EMPACADURAS NO POROSAS, TALES COMO TEFLÓN (CUANDO SEA POSIBLE).

CORROSICORROSIÓÓN EN ESPACIOS CONFINADOSN EN ESPACIOS CONFINADOS

TIPOS DE CORROSION



ES UNA FORMA DE ATAQUE LOCALIZADO QUE RESULTA EN AGUJEROS EN EL METAL EXPUESTO. HAY ALGUNAS SITUACIONES PROCLIVES PARA QUE ESTO OCURRA:

UNA RASPADURA EN LA SUPERFICIE DEL METAL O EL DETERIORO INDUCIDO MECÁNICAMENTE DE UNA PELÍCULA PROTECTORA.

UNA DISLOCACIÓN EMERGENTE O PROTUBERANCIA AGUDA CAUSADA POR ESFUERZOS TENSILES APLICADOS O RESIDUALES.

HETEROGENEIDAD EN LA COMPOSICIÓN DE LA SUPERFICIE DEL METAL (OCLUSIONES, PRECIPITADOS, ETC.).

TIPOS DE CORROSION


CONSIDERACIONESCONSIDERACIONES

A PESAR DE LA SIMILITUD DE ESTA FORMA DE CORROSIÓN CON LA

ANTERIOR, DEBE DESTACARSE QUE AUNQUE LOS MECANISMOS DE

PROPAGACIÓN SON PRÁCTICAMENTE IDÉNTICOS, LA FASE DE

INICIACIÓN ES DIFERENTE EN CADA CASO.

EN LA CORROSIÓN EN ESPACIOS CONFINADOS, EL PROCESO

CORROSIVO SE INICIA DEBIDO A CELDAS DE CONCENTRACIÓN (O2,

ELECTROLITO), AQUÍ LA CORROSIÓN SE INICIA DEBIDO A FACTORES

EMINENTEMENTE METALÚRGICOS.

TIPOS DE CORROSION


LAS PICADURAS RESULTANTES DE ESTA CORROSIÓN LOCALIZADA SON:

DIFÍCILES DE LOCALIZAR.

MUY SEPARADAS O AGRUPADAS (CONDUCEN A CORROSIÓN GENERALIZADA).

ES DIFÍCIL PREDECIR SU LOCALIZACIÓN.

FRECUENTEMENTE ESTÁN RECUBIERTAS CON PRODUCTOS DE LA CORROSIÓN.

ESTE TIPO DE CORROSIÓN POR PICADURAS ES PARTICULARMENTE PELIGROSO, PORQUE ES DIFÍCIL DE DETECTAR, ES MUY INTENSA, SIN PÉRDIDA DE MATERIAL, Y CONLLEVA A FALLAS INESPERADAS Y MUY PELIGROSAS.

TIPOS DE CORROSION

CONSIDERACIONESCONSIDERACIONES


PREVENCIONPREVENCION

LOS MÉTODOS SUGERIDOS PARA COMBATIR LA CORROSIÓN EN ESPACIOS CONFINADOS, SE PUEDEN APLICAR GENERALMENTE PARA ESTE TIPO DE CORROSIÓN.

COMO UNA RECOMENDACIÓN GENERAL EN LA CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS O PLANTAS, SE DEBE EVITAR EL USO DE MATERIALES QUE MUESTRAN PROBLEMAS DE PICADURAS EN LAS PRUEBAS DE LABORATORIO.

SE RECOMIENDA AGITAR EL ELECTROLITO (CUANDO SEA POSIBLE) PARA EVITAR SU ESTANCAMIENTO Y CONCENTRACIÓN.

EL USO DE INHIBIDORSE DEBE HACERSE CON SUMO CUIDADO, ASEGURÁNDOSE QUE LA CONCENTRACIÓN SEA SUFICIENTE PARA DETENER EL ATAQUE COMPLETAMENTE, YA QUE SI ESTO NO OCURRE, LA INTENSIDAD DE LAS PICADURAS EN LAS SUPERFICIES NO PROTEGIDA AUMENTARÁ CONSIDERABLEMENTE.

TIPOS DE CORROSION


CORROSIONCORROSION--EROSIONEROSION


CORROSION CORROSION -- EROSIONEROSION

IDENTIFICACION

RESULTA CUANDO EL METAL ES ATACADO DEBIDO AL MOVIMIENTO RELATIVO ENTRE EL ELECTROLITO Y LA SUPERFICIE DEL METAL

ESTE MOVIMIENTO ES BASTANTE RÁPIDO, OCURRIENDO EN EL METAL LA ABRASIÓN Y EL DESGASTE.

EL METAL ES REMOVIDO DE LA SUPERFICIE EN FORMA DE IONES, O PUEDE FORMAR PRODUCTOS DE CORROSIÓN SÓLIDOS QUE SON “BARRIDOS” RÁPIDAMENTE POR LA CORRIENTE DEL FLUIDO.

EN LA CORROSIÓN-EROSIÓN, LA PRESENCIA DE AMBOS FENÓMENOS (CORROSIÓN Y EROSIÓN) TIENE COMO CONSECUENCIA UNA VELOCIDAD DE CORROSIÓN MAYOR QUE LA SUMA DE AMBAS, PRODUCIÉNDOSE UN DESGASTE SEVERO, QUE FRECUENTEMENTE RESULTA EN LA PERFORACIÓN DE LA PIEZA.

TIPOS DE CORROSION


• LA MAYORÍA DE LOS METALES SON SUSCEPTIBLES A ESTE TIPO DE CORROSIÓN INCLUYENDO A LOS ACEROS INOXIDABLES, AUNQUE SE PRESENTA CON MAYOR FRECUENCIA Y CON EFECTOS MAYORES EN METALES BLANDOS COMO ALUMINIO, COBRE, PLOMO, ETC.

• EN LAS ALEACIONES ES COMÚN QUE UNO DE LOS ELEMENTOS QUE LA COMPONEN SE CORROA PREFERENCIALMENTE, DEJANDO UN METAL CON MENOR RESISTENCIA A LOS ESFUERZOS Y A LA CORROSIÓN.

• LA CORROSIÓN-EROSIÓN SE CARACTERIZA POR LA APARICIÓN DE DEPÓSITOS EN FORMA DE PELOTAS DE SÓLIDOS IRREGULARES, DIBUJOS DE ONDAS EN EL MATERIAL Y LA GENERACIÓN DE HUECOS REDONDOS Y VALLES QUE EXHIBEN PATRONES DIRECCIONALES.

CONSIDERACIONES

CORROSION CORROSION -- EROSIONEROSIONTIPOS DE CORROSION


• EL MOVIMIENTO DEL FLUIDO ADYACENTE A LA SUPERFICIE DEL METAL (CAPA LÍMITE) OCURRE SIEMPRE EN FLUJO LAMINAR, AUN ASI INCREMENTANDO LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN (TEÓRICAMENTE).

• MOVIMIENTO DEL FLUIDO PUEDE RENOVAR LA CONCENTRACIÓN DE ESPECIES AGRESIVAS (CLORUROS, SULFUROS, ETC.).

• ALTA VELOCIDAD ALTA PUEDE SER BENEFICIOSA CUANDO SE ESTÁAGREGANDO INHIBIDORES Y NOS INTERESA QUE ALCANCEN CON RAPIDEZ LAS SUPERFICIES QUE SE QUIEREN PROTEGER.

CONSIDERACIONES



• PARTÍCULAS SÓLIDAS DESPRENDEN LAS PELÍCULAS PROTECTORAS

FAVORECIENDO ASÍ LA CORROSIÓN.

• VELOCIDADES DE FLUJOS PEQUEÑAS PUEDEN OCASIONAR QUE

SUCIO Y OTROS ELEMENTOS SE DEPOSITEN SOBRE EL METAL

GENERANDO CORROSIÓN EN ESPACIOS CONFINADOS.

• SI SE PUEDE CONCLUIR, PODEMOS DECIR QUE EL FLUJO DEBE SER

LENTO (LAMINAR), PERO NO TAN LENTO QUE OCASIONE LOS

PROBLEMAS MENCIONADOS.

CONSIDERACIONES



DONDE ES MÁS PROBABLE QUE SE PRODUZCA ESTE TIPO DE CORROSIÓN

CAMBIO REPENTINO DE DIÁMETRO O DIRECCIÓN EN LA TUBERÍA (CODOS, TÉS, CONTRACCIONES, EXPANSIONES).

DESPUÉS DE EMPACADURAS MAL COLOCADAS (EXCESO Y DEFECTO), QUE INTRODUCEN DISCONTINUIDADES, EN LA SUPERFICIE DEL METAL.

PRESENCIA DE DEPÓSITOS DE CORROSIÓN QUE ALTERAN LOS PATRONES DE FLUJO.



COMO COMBATIRLA.

UTILIZAR MEJORES MATERIALES CON MAYOR RESISTENCIA A LA EROSIÓN.

DISEÑAR (CAMBIAR DE FORMA Ó GEOMETRÍA).

INCREMENTAR DIÁMETROS PARA ASEGURAR FLUJO LAMINAR.

ELIMINAR RESTRICCIONES AL FLUJO (VÁLVULAS MEDIO ABIERTAS, EMPACADURAS QUE SOBRESALEN, ETC.).

INCREMENTAR EL ESPESOR DEL MATERIAL EN LAS ÁREAS CRÍTICAS.

INCREMENTAR DIÁMETRO DE CODOS (REDUCE EFECTOS DEL CHOQUE).

PROCURAR FÁCIL REPARACIÓN Y RECAMBIO DE PARTES Y EQUIPOS.


Cont…..

TIPOS DE CORROSION


COMO COMBATIRLA.

CAMBIAR EL AMBIENTE

REMOVER SÓLIDOS (FILTRACIÓN, SEDIMENTACIÓN)

REMOVER O2 Y SUSTANCIAS AGRESIVAS (CL-, S=)

REDUCIR LA TEMPERATURA (CUANDO SEA POSIBLE)

AÑADIR INHIBIDORES.

APLICAR RECUBRIMIENTO PARA “AISLAR” AL METAL DEL MEDIO CORROSIVO

PROTECCIÓN CATÓDICA (AYUDA, PERO NO ES MUY USADA).


TIPOS DE CORROSION



IDENTIFICACION

ES UNA FORMA PARTICULAR DE CORROSIÓN – EROSIÓN CAUSADA POR LA FORMACIÓN Y COLAPSO DE BURBUJAS DE VAPOR EN LA SUPERFICIE DEL METAL.

ESTA FORMA DE CORROSIÓN ESTÁ ASOCIADA A COMPONENTES O PIEZAS QUE SON MOVIDAS A ALTAS VELOCIDADES INMERSOS EN LÍQUIDOS O VAPORES (EJ.: TURBINAS, PROPULSORES DE BARCOS, IMPULSORES DE BOMBAS, ETC.)

TIPOS DE CORROSION


LA FORMACIÓN DE LAS BURBUJAS OCURRE CUANDO LA PRESIÓN LOCAL EN UNA PARTE DEL SISTEMA ES MENOR QUE LA PRESIÓN DE VAPOR DE UN FLUIDO (O COMPONENTES), ENTONCES EL FLUIDO SE VAPORIZA. ESTAS BURBUJAS COLAPSAN O CONDENSAN GOLPEANDO LA SUPERFICIE DEL METAL,

DESTRUYENDO LAS PELÍCULAS PASIVAMENTES E INCLUSIVE ARRANCANDO PEDAZOS DE METAL (LA PRESIÓN DE IMPACTO PUEDE ALCANZAR HASTA 60.000 PSI). LA REPETICIÓN DE ALTA VELOCIDAD DE ESTE FENÓMENO PUEDE HACER QUE LOS IMPULSORES DE UNA BOMBA SIMPLEMENTE DESAPAREZCAN EN CORTO TIEMPO.



PREVENCION

LOS DAÑOS PRODUCIDOS POR CAVITACIÓN PUEDEN PREVENIRSE USANDO LAS MISMAS TÉCNICAS QUE EN CORROSIÓN – EROSIÓN, AUNQUE ADICIONALMENTE PUEDE HACERSE LO SIGUIENTE:

CAMBIAR EL DISEÑO PARA MINIMIZAR CAÍDAS DE PRESIÓN.USAR MATERIALES MÁS RESISTENTES.USAR SUPERFICIES LISAS EN LUGAR DE RUGOSAS.USAR REVESTIMIENTOS.USAR PROTECCIÓN CATÓDICA.

LOS ACEROS INOXIDABLES SE CONSIDERAN ENTRE LAS MEJORES SELECCIONES PARA MINIMIZAR ESTE PROBLEMA, AUNQUE LA ALEACIÓN CO/CR/W/FE/C LLAMADA STELLITE, TIENE UNA VIDA ÚTIL MAYOR QUE LA DE LOS ACEROS INOXIDABLES COMUNES.

CORROSION POR CAVITACIONCORROSION POR CAVITACIONTIPOS DE CORROSION


STRESS CORROSION CRACKING

MEJOR CONOCIDA COMO SCC, SE REFIERE A LA ROTURA DE UN MATERIAL CAUSADA POR LA ACCIÓN SIMULTÁNEA DE ESFUERZOS TENSÍLES Y CORROSIÓN.

LA AUSENCIA DE UNO DE LOS DOS FACTORES ES CONDICIÓN SUFICIENTE PARA ESTE FENÓMENO NO SE PRESENTE.

EL METAL O ALEACIÓN PERMANECE PRÁCTICAMENTE INALTERADO EN CASI TODA LA SUPERFICIE, MIENTRAS QUE FINAS GRIETAS SE DESARROLLAN A TRAVÉS DEL MISMO.

ESTE TIPO DE CORROSIÓN SUCEDE CON MUCHA FRECUENCIA EN ALEACIONES, PERO TAMBIÉN PUEDE OCURRIR EN METALES PUROS BAJO CIERTAS CONDICIONES DESFAVORABLES.



LAS SUPERFICIES FRACTURADAS TIENEN UN ASPECTO QUEBRADIZO COMO CONSECUENCIA DE LA TRAYECTORIA DE LAS GRIETAS.

LAS VARIABLES QUE AFECTAN LA SCC SON: TEMPERATURA, COMPOSICIÓN DE LA SOLUCIÓN, COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DEL METAL, ESFUERZO (RESIDUAL O APLICADO)



MORFOLOGIA DE LAS GRIETAS

LA FORMA DE PROPAGACION DE LAS GRIETAS PERMITE CLASIFICAR:

SCC INTERGRANULAR: PASAN A TRAVÉS DE LOS ESPACIOS INTER-GRANULARES (FIG A).

SCC TRANSGRANULAR: PASAN A TRAVÉS DE LOS GRANOS (FIG B).

A B



FRAGILIZACIÓN POR HIDRÓGENO:

EL HIDRÓGENO SE ACUMULA EN LA PUNTA DE LA GRIETA Y DEBILITA LA ZONA PROVOCANDO QUE LAS GRIETAS SE PROPAGUEN POR FRACTURA MECÁNICA EN LA ZONA DÉBIL.

CLASIFICACION: AMPOLLAS, FRAGILIZACIÓN, DESCARBURIZACIÓN YATAQUE POR HIDRÓGENO

LOS DAÑOS SON PRODUCIDOS SOLAMENTE POR HIDRÓGENO ATÓMICO, QUE ES LA ÚNICA ESPECIE CAPAZ DE DIFUNDIR A TRAVÉS DEL ACERO Y OTROS METALES (USANDO DISLOCAMIENTO Y ESPACIOS VACÍOS EN LA RED CRISTALINA).

EL HIDRÓGENO PROVIENE DE UNA FUENTE EXTERNA AL METAL, TAL COMO UN ELECTROLITO O HUMEDAD EN GASES CALIENTES, HIDROCARBUROS, E INCLUSIVE PUEDE PROVENIR DE PROTECCIÓN CATÓDICA, ELECTRODEPOSICIÓN, PROCESOS DE SOLDADURA, ETC



CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES DE SCC:

ES DEBIDO AL SINERGISMO DEL ESFUERZO + CORROSION (EL ESFUERZO PUEDE SER IMPUESTO POR LA OPERACIÓN DEL EQUIPO, O RESIDUAL COMO CONSECUENCIA DE LA FABRICACIÓN DEL MISMO).

LAS ALEACIONES SON MUCHO MÁS SUSCEPTIBLES A SCC QUE LOS METALES PUROS.

SCC DE UN METAL EN PARTICULAR OCURRE EN PRESENCIA DE POCAS ESPECIES QUÍMICAS (AGRESIVAS) Y NO SE NECESITA QUE ESTÉN EN ALTAS CONCENTRACIONES.

HAY CIERTOS RANGOS DE POTENCIALES, DENTRO DE LOS QUE ES MUY IMPROBABLE QUE SE PRESENTE SCC.




DEFINICION

CORROSIÓN BACTERIANA O BIOLÓGICA E INCLUYE TODOS LOS FENÓMENOS DE DESTRUCCIÓN DE MATERIALES EN LOS CUALES ESTÁN INVOLUCRADOS MICROORGANISMOS, BIEN SEA ACTUANDO DIRECTAMENTE O POR MEDIO DE LAS SUSTANCIAS PROVENIENTES DE SU METABOLISMO.

MUCHAS DE LAS BACTERIAS QUE NOS INTERESAN POR SU RELACIÓN CON LA CORROSIÓN SON CAPACES DE SOPORTAR ALTAS TEMPERATURAS, UN RANGO MUY AMPLIO DE PH Y CONCENTRACIONES ALTAS DE AGENTES BIOCIDAS.

Se desenvuelven bien en un amplio rango de temperatura) desde –10 °C hasta 99 °C), de pH (desde 0 hasta 10.5), y de concentraciones de O2 (desde 0 hasta 100%).


BACTERIAS DE INTERES.BACTERIAS DE INTERES.

FERROBACTERIAS, BACTERIAS SULFATORREDUCTORAS Y SULFOBACTERIAS.

FERROBACTERIAS:

OBTIENEN SU ENERGIA DE LA SÍNTESIS DE LA TRANSFORMACIÓN DE

LAS SALES FÉRRICAS, EN LAS TUBERÍAS DE HIERRO ENTERRADAS O

EN CONTACTO CON AGUA, GENERANDO DENSAS MASAS DE

HERRUMBRE QUE ENVUELVEN A LAS BACTERIAS Y PROVOCANDO LA

DISOLUCIÓN ININTERRUMPIDA DEL METAL.



SULFATORREDUCTORAS: . ESTAS BACTERIAS TRANSFORMAN LOS SULFATOS EN ÁCIDOS SULFÍDRICO, QUE SE COMBINARÁ CON LAS SALES FERROSAS PARA PRODUCIR SULFURO FERROSO, ACELERANDO ASÍ LA CORROSIÓN. SU REPRESENTANTE MÁS CONOCIDO ES LA DESULFOVIBRIO DESULFÚRICANS



SULFOBACTERIAS :

ESTAS BACTERIAS PUEDEN OPERAR DE DOS FORMAS:

METABOLIZANDO EL AZUFRE A PARTIR DE COMPUESTOS REDUCIDOS Y EXPULSÁNDOLO AL MEDIO AMBIENTE O ALMACENÁNDOLO DENTRO DE LA CÉLULA.

OXIDANDO EL AZUFRE Y SUS COMPUESTOS FORMANDO ÁCIDOS (SULFÚRICO).

EN EL PRIMER CASO SE PRODUCE LODO Y EN EL SEGUNDO SE PRODUCE UNA ACIDIFICACIÓN DEL MEDIO, HACIÉNDOLO MÁS CORROSIVO.

ESTAS BACTERIAS NO SOLO ATACAN A LOS MATERIALES FERROSOS, TAMBIÉN DETERIORAN EL PLOMO, COBRE Y LA MAYORÍA DE LAS ALEACIONES.



CORROSIÓN DE TUBERÍAS ENTERRADAS

PARA QUE LA CORROSIÓN DE TUBERÍAS ENTERRADAS OCURRA, EL SUELO DEBE CONTENER LAS SALES MINERALES NECESARIAS PARA EL DESARROLLO DE LAS BACTERIAS (NITRATOS, FOSFATOS, ETC.) Y TENER HUMEDAD SUFICIENTE.

LOS SUELOS ARCILLOSOS QUE RETIENEN LA HUMEDAD SON LOS MÁS PROPENSOS A PRESENTAR ESTE TIPO DE CORROSIÓN, MIENTRAS QUE EN LOS ARENOSOS, EL AGUA PERCOLA MUY RÁPIDO.

LA TEMPERATURA DEL SUELO NO PARECE UN PAPEL IMPORTANTE, AUNQUE EN EL CASO DE TUBERÍAS QUE TRANSPORTAN FLUIDOS CALIENTES, LA TEMPERATURA DEL SUELO ALREDEDOR DEL TUBO PUDIERA ALCANZAR LA TEMPERATURA ÓPTIMA DE DESARROLLO DE LAS BACTERIAS.


Cont……


CORROSIÓN DE TUBERÍAS ENTERRADAS

LAS CONDICIONES DE PH MÁS FAVORABLES ESTÁN EN EL RANGO 5.5 PH 8.5, MIENTRAS QUE EN LO REFERENTE EL CONTENIDO DE OXÍGENO DEL SUELO, PUEDE DECIRSE QUE A CIERTA PROFUNDIDAD EL SUELO SE ENCUENTRA MUYCOMPACTADO, POR LO QUE LAS CONDICIONES DE ANAEROBISMO ESTÁN GARANTIZADAS.

EN LA PARTE INTERIOR DE LA TUBERÍA ADEMÁS DE LAS BACTERIAS REDUCTORAS DE SULFATO Y LAS SULFOBACTERIAS, HAY QUE MENCIONAR LAS BACTERIAS OXIDANTES DEL HIDRÓGENO (HYDROGENA FLAVA), QUE LO UTILIZAN PARA OBTENER LA ENERGÍA PARA SUS SÍNTESIS INTERNAS, RAZÓN POR LA CUAL AL MOVILIZAR EL H2 ADSORBIDO EN EL CÁTODO, LO DESPOLARIZA ACELERANDO LA CORROSIÓN.



CORROSION A ALTA TEMPERATURACORROSION A ALTA TEMPERATURA

NO ESTA DEFINIDA COMO CORROSIÓN ES O NO DE NATURALEZA ELECTRO-QUÍMICA.

SE PRESENTA EN: TURBINAS DE GAS, LÍNEAS DE FLUJO DE POZOS, MOTORES DE AVIONES Y COHETES, HORNOS, PROCESOS PETROQUÍMICOS, ETC.


EN LA SIGUIENTE FIGURA SE MUESTRA ESQUEMÁTICAMENTE EL PROCESO.

SE REQUIERE QUE SE CUMPLA LO ESTABLECIDO POR PILLING AND BEDWORTH, REFERENTE A LA NECESIDAD DE QUE EL VOLUMEN DE ÓXIDO SEA SUPERIOR AL DEL METAL CONSUMIDO AL PRODUCIDO (VOX/VM>1)

TAL COMO SE MUESTRAN EN LA FIGURA



CAPAS DE ÓXIDO FORMADAS EN FE EXPUESTOS A AIRE DE ELEVADAS TEMPERATURAS.

PARA EL FE A 560 C, LA SECUENCIA DE LAS FASES ES FE/FEO/FE3O4/FE2O3/O2.



ESTRUCTURAS ENTERRADAS

LA ZONA DEL METAL MÁS PRÓXIMA A LA SUPERFICIE, ZONA OXIGENADA, HACE DE CÁTODO, A ZONA MÁS ALEJADA DE LA SUPERFICIE HACE DE ANODO (PILAS DE AIREACION DIFERENCIAL).

PH DE LOS TERRENOS SE HALLA COMPRENDIDO ENTRE 6 Y 9, 5, LA REACCIÓN CATÓDICA FUNDAMENTAL ES LA DE REDUCCIÓN DE OXÍGENO.

CORROSIÓN SE PRODUCE POR LA PRESENCIA DE CUERPOS EXTRAÑOS ADHERIDOS COMO: ARENA, PARTÍCULAS DE ORÍN, BURBUJAS DE AIRE, GOTAS, PIEDRA O UN TROZO DE MADERA ETC.

LA FALTA DE UNIFORMIDAD DEL SUELO EN CUANTO A SU NIVEL DE HUMEDAD Y PERMEABILIDAD (TUBERIA INFERIOR-ANODO/SUPERIOR CATODO)

CORROSION EN INSTALACIONES


ESTRUCTURAS ENTERRADAS

EN TUBERÍAS LARGAS, NO PERFECTAMENTE PROTEGIDAS, QUE

ATRAVIESAN SUELOS DIFERENTES, SE PUEDEN PRESENTAR

CORRIENTES DE LARGA DISTANCIA O LONG-LINE CURRENTS

(FACTORES RESISTIVIDAD, PERMEABILIDAD)

INDEPENDIENTE DEL TIPO DE ELECTROLITO EN QUE SE ENCUENTRE

LA ESTRUCTURA METÁLICA, SIEMPRE QUE EXISTA UNA DIFERENCIA

DE CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO ENTRE DOS ZONAS DISTINTAS DE

LA ESTRUCTURA, HABRA CORROSION POR AIREACION DIEFERENCIAL.

CORROSION EN INSTALACIONES


PARÁMETROS QUE DETERMINAN

CONTENIDO DE AGUAESTRUCTURA DEL SUELOPRESENCIA DE OXÍGENOPRESENCIA DE ANHIDRÍDO CARBÓNICOREDUCCIÓN DE SULFATOCONTENIDO DE SALESPRESENCIA DE ÁCIDOS ORGÁNICOSVALOR DE PHRESISTIVIDAD DEL SUELO

CORROSIVIDAD DEL SUELO


CONTENIDOS DE AGUA

LA CORROSIÓN EXISTENTE EN UN SUELO ES IMPOSIBLE SIN LA PRESENCIA DE AGUA.

EL ATAQUE NO DEPENDE DEL CONTENIDO ABSOLUTO DE AGUA SINO DEL GRADO DE SATURACIÓN.

ESTO EXPLICA QUE, EN MUCHOS SUELOS, LA CORROSIÓN SEA MÁS FUERTE CUANDO EL CONTENIDO EN HUMEDAD ALCANZA EL TERCIO DE LA CANTIDAD DE AGUA QUE PUEDE SER ABSORBIDA POR EL SUELO EN SU SATURACIÓN.

ESTE FENÓMENO SE DEBE A LA MÁS RÁPIDA DIFUSIÓN DE OXÍGENO EN LOS SUELOS NO SATURADOS.



ESTRUCTURA DEL SUELO

LA ABSORCIÓN DE AGUA Y SU ELIMINACIÓN EN UN SUELO DEPENDE DE LA COHERENCIA DE DICHO SUELO.

SE ENTIENDE POR COHERENCIA DE UN SUELO LA ADHERENCIA MUTUA DE SUS DIFERENTES PARTÍCULAS QUE AUMENTA A MEDIDA QUE DISMINUYE EL GROSOR DE SUS GRANOS.

LOS SUELOS QUE NO SON COHERENTES O QUE LO SON POCO, COMO LOS ARENOSOS, ELIMINAN, CUANDO SE SECAN, EL AGUA QUE HA PENETRADO EN SUS POROS Y CAVIDADES SIN SUFRIR NINGUNA MODIFICACIÓN FÍSICA NOTABLE. EN LOS SUELOS COHERENTES, SOBRE TODO EN CIERTAS CLASES DE SUELOS ARCILLOSOS, LA ABSORCIÓN DE AGUA VA LIGADA A UNA HINCHAZÓN DE ESTOS SUELOS.

EN EL MOMENTO DE LA ELIMINACIÓN DEL AGUA, QUE SE EFECTÚA MUY DIFÍCILMENTE, SE PRESENTAN CONTRACCIONES CON FORMACIÓN DE FISURAS MÁS O MENOS FINAS POR LA QUE EL AIRE PENETRA EN EL INTERIOR DEL SUELO, HACIENDO POSIBLE LA FORMACIÓN DE PARES GALVÁNICOS DE AIREACIÓN Y EN CONSECUENCIA, GRAVE PELIGRO DE CORROSIÓN EN LOS MATERIALES METÁLICOS ENTERRADOS EN DICHOS SUELOS.



PRESENCIA DE OXÍGENO

ADEMÁS DE AGUA ES NECESARIA LA EXISTENCIA DE OXÍGENO PARA QUE PUEDA DARSE EL PROCESO DE CORROSIÓN.

EL CONTENIDO DE OXÍGENO EN EL SUELO DEPENDE DE SU ESTRUCTURA, DE LA PROFUNDIDAD, DE LA PERMEABILIDAD, DEL CONTENIDO DE AGUA, DE LA TEMPERATURA Y DE LOS FENÓMENOS BIOLÓGICOS.

A CAUSA DEL OXÍGENO LAS MATERIAS ORGÁNICAS CONTENIDAS EN UN SUELO SE DESCOMPONEN FORMANDO PRODUCTOS AGRESIVOS ENTRE LOS QUE DESTACA EL ÁCIDO CARBÓNICO.

ADEMÁS EL OXÍGENO PROVOCA LA OXIDACIÓN DE SULFUROS FORMADOS POR REDUCCIÓN DE SULFUROS FORMADOS POR REDUCCIÓN ANAEROBIA, INTERVINIENDO, ADEMÁS, COMO DESPOLARIZANTE..



PRESENCIA DE ANHÍDRIDO CARBÓNICO

EL ANHÍDRIDO CARBÓNICO SE DISUELVE FÁCILMENTE EN AGUA FORMANDO ÁCIDO CARBÓNICO, ACTIVO EN PEQUEÑA CANTIDAD.

EL ANHÍDRIDO CARBÓNICO ES CAPAZ DE PROVOCAR NUMEROSAS REACCIONES EN EL SUELO AL CUAL ES FIJADO POR CONSTITUYENTES BÁSICOS, DANDO CARBONATOS Y BICARBONATOS. SE FORMA TAMBIÉN DURANTE LA PUTREFACCIÓN DE MATERIAS ORGÁNICAS.

EL CO2 DISUELTO PUEDE EJERCER SOBRE UN METAL UNA ACCIÓN QUE IMPIDA LA CORROSIÓN O UNA QUE LA FAVOREZCA.

EN EL PRIMER CASO SE DETIENE LA CORROSIÓN POR LA FORMACIÓN DE UNA CAPA PROTECTORA DE CARBONATO BÁSICO SOBRE LA SUPERFICIE DEL METAL.

ESTA CAPA SE FORMA CUANDO LLEGAN AL METAL CANTIDADES SUFICIENTES DE CO2 DISUELTO.



CONTENIDO EN SALES

TODOS LOS SUELOS CONTIENEN SALES SOLUBLES ES AGUA EN MAYOR O MENOR CANTIDAD. COMO ANIONES SE PUEDEN CITAR ESPECIALMENTE LOS CLORUROS, SULFATOS, CARBONATOS, NITRATOS Y LOS ÁCIDOS ORGÁNICOS DERIVADOS.

CIERTOS SUELOS CONTIENEN SULFATO DE CALCIO EN FORMA DE YESO O ANHÍDRICA. POR LOS IONES CLORO EN PRESENCIA DE GRANDES CANTIDADES DE IONES MAGNESIO, DISMINUYENDO EL VALOR DEL PH. LO MISMO OCURRE, EN MENOR ESCALA, CON LOS IONES SULFATO.

LOS IONES CLORO SON MUY PERJUDICIALES PARA EL HIERRO Y LO MISMO OCURRE CON LOS IONES SULFATO, MIENTRAS QUE NITRATOS Y NITRITOS NO SON TAN AGRESIVOS.

LOS SUELOS PANTANOSOS PUEDEN CONTENER HIDRÓGENO SULFURADO Y HASTA ÁCIDO SULFÚRICO LIBRE.

LOS SULFUROS SE ENCUENTRAN EN EL SUELO PRINCIPALMENTE COMO SULFURO DE HIERRO, QUE EN PRESENCIA DEL OXÍGENO Y DEL AGUA, SE OXIDAN FÁCILMENTE A SULFATO FÉRRICO Y POSTERIORMENTE POR HIDRÓLISIS (Ó MEDIANTE LA ACCIÓN BACTERIANA), DA ÁCIDOS SULFÚRICO LIBRE.



REDUCCION DE SULFATOS

EXISTEN BACTERIAS COMO LA SPOROVIBRIO DESULFURICANS QUE PUEDEN REDUCIR LOS SULFATOS EN SULFUROS SIEMPRE QUE EL SUELO SEA ANAEROBIO Y EXISTEN MATERIAS ORGÁNICAS NECESARIAS PARA EL DESARROLLO DE LAS BACTERIAS.

EN LA CORROSIÓN DE MATERIALES FERROSOS POR REDUCCIÓN ANAEROBICA DE SULFATOS, SE FORMAN PRODUCTOS DE CORROSIÓN QUE SE COMPONEN DE TRES PARTES DE HIDRÓXIDO FERROSO Y DE UNA PARTE DE SULFURO FERROSO.

UN PH ENTRE 5.5 Y 8.5 OFRECEN LAS CONDICIONES MÁS FAVORABLES PARA LA REDUCCIÓN DE SULFATOS. EN ESTE TIPO DE SUELOS, ES DE GRAN CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y A LA POSIBILIDAD DE PENETRACIÓN DE OXÍGENO



PRESENCIA DE ÁCIDOS ORGÁNICOS

ENTRE LOS ÁCIDOS ORGÁNICOS MÁS FRECUENTEMENTE ENCONTRADOS DESTACAN LOS ÁCIDOS HÚMICOS (ES DECIR, LAS SUBSTANCIAS QUE SE FORMAN POR PUTREFACCIÓN DE SUBSTANCIAS ORGÁNICAS, PRINCIPALMENTE RESTOS DE PLANTAS).

LOS SUELOS PANTANOSOS Y LOS CUBIERTOS DE BOSQUES SON RICOS EN ESTAS SUBSTANCIAS ASÍ COMO LOS SUELOS DE CULTIVO. EL VALOR DEL PH EN LOS SUELOS RICOS EN ÁCIDOS HÚMICO LLEGA A SER HASTA 4,5.

LOS PRODUCTOS DE DESCOMPOSICIÓN FORMADOS, ÁCIDOS DE BAJO PESO MOLECULAR, PUEDEN CAUSAR UNA DISOLUCIÓN DIRECTA DEL HIERRO PARECIDA A LA EXISTENTE POR INMERSIÓN EN ÁCIDO.

EL ALTO PODER DE CORROSIÓN DE LOS SUELOS ORGÁNICOS ES DEBIDO A SU PH ÁCIDO POR LO QUE MUCHOS METALES SON FÁCILMENTE SOLUBLES EN ESTE MEDIO, ASÍ COMO SUS PRODUCTOS DE CORROSIÓN, POR LO QUE ES IMPOSIBLE LA FORMACIÓN DE DEPÓSITOS PROTECTORES SOBRE LAS ZONAS ANÓDICAS.



RESISTIVIDAD DEL SUELO

LA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DE UN ELECTROLITO ES LA RESISTIVIDAD DE 1CM3 DEL MISMO Y GENERALMENTE SE EXPRESA EN OHMIOS POR METRO U OHMIOS POR CM.

EL AGUA DE MAR TIENE UNA RESISTIVIDAD MUY BAJA (DEBIDO A LA CANTIDAD DE SALES QUE CONTIENE) DEL ORDEN DE 20 – 30 OHMIOS POR CM. LAS AGUAS DURAS PUEDEN OSCILAR DE 200 A 5000 OHMIOS POR CM., Y EL AGUA DESTILADA PUEDE LLEGAR A 500.000 OHMIOS POR CM.LOS SUELOS NO TIENEN LA RESISTIVIDAD TAN UNIFORME COMO LOS LÍQUIDOS.

SI EL CONTENIDO AGUA O DE SALES ES ELEVADO, EL FENÓMENO PREDOMINANTE SERÁ ELECTROLÍTICO, EN CAMBIO, SI EL SUELO ES SECO, LOS FACTORES ESENCIALES SERÁN EL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS.



CONTENIDO EN HUMEDAD

EL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN TERRENO VARÍA CON EL CLIMA,

NATURALEZA DEL SUELO, PROFUNDIDAD Y NIVEL FREÁTICO.

LA RESISTIVIDAD DISMINUYE A MEDIDA QUE LA HUMEDAD AUMENTA,

PERO A PARTIR DEL 15 – 20% ESTA DISMINUCIÓN ES MENOS ACUSADA

DEBIDO A QUE EL TERRENO QUEDA PRÁCTICAMENTE SATURADO DE

HUMEDAD

.



TEMPERATURA

PUESTO QUE LA RESISTIVIDAD DEPENDE EN GRAN PARTE DEL

CONTENIDO EN AGUA DEL TERRENO Y EL AGUA TIENE UN ELEVADO

COEFICIENTE DE TEMPERATURA, SE PUEDE DECIR QUE LA RESISTIVIDAD

DEL TERRENO AUMENTARÁ A MEDIDA QUE LA TEMPERATURA DISMINUYE.

EN EL CASO DE QUE EL AGUA LLEGUE A HELARSE, LA RESISTIVIDAD

AUMENTARÁ DE FORMA MUY BRUSCA AL APROXIMARSE A LOS CEROS

GRADOS.



PROTECCION CATODICA


CONTENIDO

•FUNDAMENTOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PROTECCION.

•TIPOS DE PROTECCION CATODICA.

•TIPOS DE ANODOS (GALVANICOS E IMPRESOS)

•APLICACIONES DE PROTECCION CATODICA.

•TECNICAS Y CRITERIOS DE MONITOREO DE PROTECCION.


•BASADA EN PROCESOS ELECTROQUIMICOS.

•NECESARIA EXISTENCIA DE CELDA DE CORROSION: ANODO, CATODO Y ELECTROLITO.

FUNDAMENTOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PROTECCION.

Catodo Anodo

Electrolito

e -


SI HACEMOS TODA LA SUPERFICIE:

• ANÓDICA, ES DECIR ELIMINAMOS TODOS LOS POSIBLES CÁTODOS QUEDA EL ÁNODO Y EL ELECTROLITO; POR LO TANTO, NO HAY CORROSIÓN. ESTE SISTEMA SE CONOCE COMO PROTECCIÓN ANÓDICA.

• CATÓDICA, QUEDA EL CÁTODO Y EL ELECTROLITO Y, POR TANTO, NO HAY CORROSIÓN. ESTE SISTEMA SE DENOMINA PROTECCIÓN CATÓDICA.

.



Y SI INTERPONEMOS UNA BARRERA QUE SEPARE EL ÁNODO Y EL CÁTODO DEL ELECTROLITO, TAMBIÉN ELIMINAREMOS LA CORROSIÓN. ESTA BARRERA DE SEPARACIÓN LA PUEDE FORMAR CUALQUIER TIPO DE REVESTIMIENTOS, SIENDO LAS PINTURAS EL MÁS CLÁSICO

LIMITACIONES:NO OBSTANTE, ESTA CAPA NO ES PERFECTA, EXISTIENDO EN ELLA PEQUEŇAS FALLAS, POSIBLES POROS O FISURAS QUE HACEN NECESARIO, LA APLICACIÓN DE LOS DOS (2) PROCEDIMIENTOS NOMBRADOS CON ANTERIORIDAD.

OTRA OPCION:LOS INHIBIDORES DE CORROSIÓN EN DETERMINADAS CONDICIONES PUEDEN CONVERTIR LAS SUPERFICIES EN ANÓDICAS Y CATÓDICAS (INHIBIDORES CATÓDICOS Y ANÓDICOS) Y CREAR BARRERAS AISLANTES QUE SEPAREN AL ELECTROLITO DEL METAL.



PROTECCION CATODICA.

DADO QUE LOS METALES HAN SIDO EXTRAIDOS DE LOS COMPUESTOS COMBINADOS (ÓXIDOS SULFUROS, CARBONATOS, ETC.), ES FACIL ENTENDER SUS TENDENCIA A REGRESAR A SU ESTADO MÁS ESTABLE, PARA LO CUAL SE COMBINAN CON OXIGENO Y AGUA (U OTRAS SUSTANCIAS).

ENTONCES LO QUE SE PRETENDE ES TRATAR DE INTERFERIR CON ESA TENDENCIA USANDO UNA PROTECCIÓN ELÉCTRICA; LA CUAL CONSISTE EN REBAJAR EL POTENCIAL DEL METAL A PROTEGER POR DEBAJO DE UN VALOR EN EL QUE TERMODINÁMICAMENTE NO PUEDE HABER CORROSIÓN.



POTENCIAL DE PROTECCION.

EL DIAGRAMA DE POURBAIX, NOS PONE DE MANIFIESTO LA EXISTENCIA DE UN POTENCIAL DE PROTECCIÓN QUE DELIMITA PARA EL HIERRO, LAS ZONAS DE CORROSIÓN, INMUNIDAD Y PASIVACIÓN, EN FUNCIÓN DEL POTENCIAL Y EL PH, SIENDO NECESARIO QUE EL POTENCIAL ESTE POR DEBAJO DE -0,62 V CON RESPECTO AL ELECTRODO DE REFERENCIA NORMAL DE HIDRÓGENO.



DIAGRAMA DE POURBAIX (Eo. volts vs PH)


TIPOS DE PROTECCION CATODICA.

Según la fuente de generación de corriente catódica:

•GALVANICA (Dupla de materiales disimiles).

•IMPRESA (Fuente eléctrica externa/material inerte)


EL METAL SE UNE ELÉCTRICAMENTE A UNO MENOS NOBLE QUE ÉL; ES DECIR QUE ESTÉ SITUADO POR ENCIMA DE LA SERIE ELECTROQUÍMICA DE LOS METALES.

PROTECCION GALVANICA O CON ANODOS DE SACRIFICIO.


EL METAL SE UNE ELEL METAL SE UNE ELÉÉCTRICAMENTE A UNO MENOS NOBLE QUE CTRICAMENTE A UNO MENOS NOBLE QUE ÉÉL; ES L; ES DECIR QUE ESTDECIR QUE ESTÉÉ SITUADO POR ENCIMA DE LA SERIE ELECTROQUSITUADO POR ENCIMA DE LA SERIE ELECTROQUÍÍMICA DE MICA DE LOS METALES. LOS METALES.

LO QUE OCURRE EXPERIMENTALMENTE ES QUE LA CORRIENTE QUE CIRCULABA POR EL MATERIAL NOBLE, DEL ORDEN DE LOS MICROAMPERIOS, LE HEMOS PUESTO MEDIANTE EL MATERIAL MENOS NOBLE (ÁNODO DE SACRIFICIO) UNA CORRIENTE MUCHO MAYOR, EN EL ORDEN DE LOS MILIAMPERIOS.

PROTECCION GALVANICA O CON ANODOS DE SACRIFICIO.


ESQUEMA DE PROTECCION CATODICA GALVANICA.


TIPOS DE PROTECCION CATODICA


TIPOS DE PROTECCION CATODICA.

Según la fuente de generación de corriente catódica:

•GALVANICA (Dupla de materiales disimiles).

•IMPRESA (Fuente eléctrica externa/material inerte)


PROTECCION CATODICA IMPRESA O CON ANODOS INERTES.

AL METAL SE LE APLICA UNA CORRIENTE NEGATIVA GENERADA POR UNA FUENTE DE ENERGIA DC QUE SE DISPERSA POSITIVAMENTE A TRAVES DE ANODOS INERTES UBICADOS EN UN ELECTROLITO (SUELO, AGUA, ETC).


COMO APLICARLAS????

QUE VARIABLES DEBO CONOCER???

QUE VARIABLES CONTROLAR???

IMPORTANTE Y ESENCIAL PARA:

DISEÑAR – INSPECCIONAR - REVISAR PROYECTOS PROPUESTOS Y PARA REALIZAR MANTENIMIENTO

INTERROGANTES SOBRE APLICACIÓN DE PROTECCION CATODICA.


•TIPO DE ESTRUCTURA (FORMA, FUNCION, OPERATIVIDAD, ETC)

•IDENTIFICAR LA PROBLEMÁTICA.

•CALCULAR AREA A PROTEGER (EXTERNA O INTERNA).

•AREA REVESTIDA O SIN REVESTIMIENTO (STATUS?)

•CORROSION AVANZADA-REQUIERE MANTENIMIENTO.

• IDENTIFICAR EL ELECTROLITO (SUELO, AGUA SALADA, CRUDO, ETC).

•INTERCEPCIONA O PARALELO CON OTRAS ESTUCTURAS CON O SIN SPC.

•CRUZA ZONAS ANEGADIZAS O RIOS.

•POSEE JUNTAS APERNADAS.

•LOS TERRENOS DONDE IRAN LOS SPC SON ACCESIBLES (SERVIDUMBRE) Y

EXISTEN FACILIDADES ELECTRICAS.

•DETERMINAR CONFIGURACION DEL MONITOREO DE POTENCIALES.


?


DETERMINAR DENSIDAD DE CORRIENTE A APLICAR.

REALIZAR MEDICION DE POTENCIALES.

DETERMINAR LA RESISTIVIDAD DEL MEDIO ELECTROLITICO.



LA DENSIDAD DE CORRIENTE MÍNIMA NECESARIA PARA LOGRAR LA PROTECCIÓN CATÓDICA DE UNA ESTRUCTURA, ENTERRADA O SUMERGIDA, ES UN DATO DE GRAN INTERÉS TANTO TÉCNICO COMO ECONÓMICO.

LOS PRIMEROS CÁLCULOS DE LA DENSIDAD DE CORRIENTE MÍNIMA, SE DEBEN A HARTER Y MACNAMARA (1) QUE LA OBTENÍAN DE LA PÉRDIDA DE PESO QUE SUFRÍA UNA PROBETA DEJADA A CORROSIÓN LIBRE.

LOS REVESTIMIENTOS PASIVOS, COMO SON LAS CAPAS DE PINTURAS, REDUCEN A VALORES MUY BAJOS LAS DENSIDADES DE CORRIENTE.

LA PROTECCIÓN CATÓDICA REFUERZA LA ACCIÓN DE LA PINTURA, SIENDO ESTA COMBINACIÓN IDÓNEA PARA LUCHAR CONTRA LA CORROSIÓN DE ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y SUMERGIDAS.

DENSIDAD DE CORRIENTE DE PROTECCION.


DETERMINACION DENSIDAD DE CORRIENTE.

METODO DIRECTO:

EL GRADO DE PROTECCIÓN ALCANZADO SE VALORA FÁCILMENTE COMPARANDO LAS PÉRDIDAS DE PESO DE PROBETAS PROTEGIDAS FRENTE A LAS DE PROBETAS TESTIGO (MÉTODO DE LA PÉRDIDA DE PESO Ó ANÁLISIS DEL HIERRO DISUELTO).

APLICA LEY DE FARADAY. P= i . t . (M / n . 96500)

METODOS INDIRECTOS:

1.- CÁLCULO DEL POTENCIAL DE INMUNIDAD DE DATOS Y ECUACIONES TERMODINÁMICAS.

2.- TRAZADO DE LAS EXPERIMENTALES POTENCIAL –CORRIENTE Y UTILIZACIÓN DE CAMBIOS DE PENDIENTES Y DISCONTINUIDADES QUE PRESENTAN EN LAS PROXIMIDADES DE LA PROTECCIÓN.


86 86 –– 130130

150 150 –– 600600

5656

56 56 --7676

5656--170170

Agua de mar a 0,5 m/seg.Agua de mar a 0,5 m/seg.

Agua de mar a 1Agua de mar a 1--15 m/seg.15 m/seg.

Agua dulce estancada.Agua dulce estancada.

Agua dulce en movimiento.Agua dulce en movimiento.

Agua dulce turbulenta o Agua dulce turbulenta o caliente.caliente.

Acero desnudoAcero desnudo





DENSIDAD DE DENSIDAD DE CORRIENTE CORRIENTE

((mAmA/m2)/m2)

MEDIO AGRESIVOMEDIO AGRESIVOESTADO SUPERFICIALESTADO SUPERFICIAL

VALORES DE DENSIDAD DE CORRIENTE.


25 25 –– 3535

50 50 –– 210210

35 35 –– 5050

100100

170170

190190

Agua de mar.Agua de mar.






Acero pintado (Acero pintado (epoxyepoxy, vin, viníílica, lica, caucho clorado).caucho clorado).

Acero pintado sujeto a daAcero pintado sujeto a daňňos por os por roces en el fondo.roces en el fondo.

Acero pintado (AluminioAcero pintado (Aluminio--bituminoso).bituminoso).

Tanques carga lastre petrTanques carga lastre petróóleo.leo.

Tanques carga lastre ligero.Tanques carga lastre ligero.

tanques lastre limpio.tanques lastre limpio.

DENSIDAD DE DENSIDAD DE CORRIENTE CORRIENTE

((mAmA/m2)/m2)

MEDIO AGRESIVOMEDIO AGRESIVOESTADO SUPERFICIALESTADO SUPERFICIAL

VALORES DE DENSIDAD DE CORRIENTE EN AGUA DE MAR.


EL SUELO ES GENERALMENTE UN MEDIO HETEROGÉNEO DONDE

APARECEN GRANDES VARIACIONES EN LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN.

EN UN SUELO NATURAL SE PUEDEN SEPARAR, FUNDAMENTALMENTE,

ARENA, ARCILLA, CAL Y HUMUS.

ESTOS COMPONENTES PUEDEN ESTAR MEZCLADOS EN EL SUELO EN

DIFERENTES PROPORCIONES QUE DARÁN LUGAR A DISTINTOS GRADOS

DE AGRESIVIDAD Y, POR TANTO, A VALORES DISTINTOS DE LA DENSIDAD

DE CORRIENTE PARA LOGRAR LA PROTECCIÓN.

DENSIDAD DE CORRIENTE PARA DE TUBERIAS ENTERRADAS.


SI EL OXIGENO ATMOSFÉRICO NO PUEDE PENETAR EN EL SUELO, QUE ES

CON FRECUENCIA EL CASO DE LOS SUELOS ARCILLOSOS O TURBOSOS,

PUEDEN EXISTIR BACTERIAS.

ESTOS MICROORGANISMOS QUE SE DESARROLLAN EN AUSENCIA

COMPLETA DE OXIGENO, COMO EL SPOROVIBRIO DESULFURICANS,

ORIGINAN GRAVES PROBLEMAS DE CORROSIÓN, AL TRANSFORMAR LOS

SULFATOS A SULFUROS, SIENDO LOS SINTOMAS DE ESTE TIPO DE

CORROSIÓN ANAERÓBICA, UN ENNEGRECIMIENTO LOCAL DEL SUELO POR

EL SULFURO DE HUERRO Y, A VECES, OLOR A HIDRÓGENO SULFURADO.



UN FACTOR IMPORTANTE A EFECTOS DE CONOCER LA AGRESIVIDAD DE UN SUELO, ES EL CONOCIMIENTO DE LA RESISTIVIDAD, HASTA TAL PUNTO QUE SE PUEDE CONSIDERAR COMO INDISPENSABLE.

A CONTINUACIÓN SE PRESENTA UNA SERIE DE VALORES EN FUNCIÓN DE LA CALIDAD DEL REVESTIMIENTO PASIVO QUE LLEVA EL TUBO, Y DE SU DIÁMETRO POR KILÓMETRO DE TUBERÍA:

1,51,53,03,04,04,06,06,0

1515303040406060

150150300300400400600600

66””1212””1616””2424””

100.000 100.000 ΩΩ -- mm10000 10000 ΩΩ -- mm1000 1000 ΩΩ -- mmmAmA por por KmKm de tuberde tuberíía.a.ΦΦ de de

tubertuberíía.a.



MEDICIONES DE POTENCIALES EN CAMPO.

COMO EL ELECTRODO DE HIDRÓGENO ES UN ELECTRODO DE LABORATORIO, A CONTINUACIÓN SE PRESENTAN LOS POTENCIALES DE PROTECCIÓN DEL ACERO CON RESPECTO A LOS ELECTRODOS DE REFERENCIA QUE SE UTILIZAN EN EL CAMPO:

ELECTRODO DE PLATA/CLORURO DE PLATA (AG/AGCL: -0.80 V); SON COMPACTOS Y PARTICULARMENTE RECOMENDABLES PARA AMBIENTES MARINOS.

ELECTRODO DE COBRE/SULFATO DE COBRE (CU/CUSO4: - 0.85 V); RECOMENDADOS PARA SUELO (TUBERÍAS ENTERRADAS).

ELECTRODO DE CINC (ZN PURO: + 0.22 V); RECOMENDADOS PARA AMBIENTE MARINO Y NO MARINO.

ELECTRODO DE REFERENCIA CALOMEL SATURADO: -0.77 V.



POTENCIALES DE PROTECCIÓN DEL ACERO vs Eref.


ELECTRODOS DE REFERENCIA DE Cu/CuSO4.


-0.95Acero más bacterias

-0.85-0.85-0.85-0.10-0.55

AceroAcero inoxidableAluminioCobrePlomo

POTENCIAL DE PROTECCION (V) E ref Cu/CuSO4

METAL

POTENCIALES DE METALES.


-0.80-0.77-0.76-0.82-0.98-1.01-0.99-0.64-0.69-0.65-0.85-0.69-0.41-0.75-1.28

Acero al carbono.Acero Inoxidable 304.Acero inoxidable 410.Aceros inoxidable 430.Aluminio 5052.Aluminio 6061.Aluminio 6063.Bronce.Cobre,Cupro-Aluminio.Fundición.Latón Amarillo.Latón Rojo Monel 400.Plomo.Cinc.

Potencial. (V) vsAg/AgCl.

Metal en agua de mar.

POTENCIALES DE ALEACIONES.


Agresividad de las aguas.

EL AGUA DE MAR TIENE UNA RESISTIVIDAD MUY BAJA (DEBIDO A LA CANTIDAD DE SALES QUE CONTIENE) DEL ORDEN DE 20 – 30 OHMIOS POR CM. LAS AGUAS DURAS PUEDEN OSCILAR DE 200 A 5000 OHMIOS POR CM., Y EL AGUA DESTILADA PUEDE LLEGAR A 500.000 OHMIOS POR CM.

Agresividad del suelo.

CUANDO, COMO NORMALMENTE OCURRE, NO SEA PREVISIBLE LA EXISTENCIA DE MICROORGANISMOS, Y EL PH DEL TERRENO VARÍA ENTRE 6 Y 8. LA MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD A DISTINTAS PROFUNDIDADES NOS PUEDE DAR UNA IDEA BASTANTE EXACTA DE LA AGRESIVIDAD DE UN TERRENO.

RESISTIVIDAD DEL MEDIO ELECTROLITICO.


EL MÉTODO NORMALMENTE UTILIZADO PARA MEDIR LA RESISTIVIDAD

DEL SUELO ESTÁ BASADO EN LA TEORÍA ENUNCIADA POR FRANK

WENNER Y SE CONOCE COMO EL MÉTODO DE LOS CUATRO TERMINALES.

LA REALIZACIÓN DE LA MEDIDA SE EFECTUARÁ CLAVANDO LOS CUATRO

ELECTRODOS EN EL TERRENO PROBLEMA (prof. < [1/20].a), EN LÍNEA

RECTA A DISTANCIA IGUALES ¨a¨. SE CONECTAN AL EQUIPO MEDIDOR,

SEGÚN FIGURA A CONTINUACION.



a

a

SE ACTÚA SOBRE EL EQUIPO MEDIDOR QUE HACE PASAR UNA CORRIENTE ENTRE LOS ELECTRODOS 1 Y 4, MIDIENDO LA TENSIÓN ENTRE LOS ELECTRODOS 2 Y 3 Y DANDO EL RESULTADO EN OHMIOS DEL COCIENTE ENTRE LA TENSIÓN MEDIDA Y LA INTENSIDAD DE PASO.

Para obtener el valor de la resistividad multiplicamos por 2Πa el valor obtenido ρ = 2 Π a R (Ohm x m)


12

34



AUMENTANDO LA DISTANCIA ¨a¨(METRO) DETERMINAMOS LAS DISTINTAS RESISTIVIDADES A DIVERSAS PROFUNDIDADES.

SOILBOX


EN EL CASO DE NO SER UN SUELO HOMOGÉNEO, LA CORRIENTE NO SE

DISPERSARÁ UNIFORMEMENTE, SINO QUE FLUIRÁ POR LAS CAPAS DE

MENOR RESISTIVIDAD.

LA RESISTIVIDAD MEDIDA DEPENDERÁ, ENTONCES, DE LA

CONFIGURACIÓN DE LA SONDA Y SE DESIGNARÁ NORMALMENTE COMO

RESISTIVIDAD APARENTE ρA.

INTERPRETANDO LAS MEDIDAS OBTENIDAS PODEMOS ENCONTRARNOS

CON LOS CASOS SIGUIENTES:

CONSIDERACIONES SOBRE RESISTIVIDAD.


CASO 1:

LA RESISTIVIDAD DISMINUYE AL AUMENTAR ¨a¨ EN ESTE CASO LAS CAPAS GEOLÓGICAS INFERIORES SON LAS QUE MENOR RESISTIVIDAD.

CASO 2:LA RESISTIVIDAD DISMINUYE LIGERAMENTE O PERMANECE CONSTANTE

AL AUMENTAR ¨ a ¨. SE TRATA DE TERRENOS UNIFORMES.

CASO 3:

LA RESISTIVIDAD CRECE AL AUMENTAR ¨a¨. LAS CAPAS GEOLÓGICAS SUPERIORES SON LAS MENOS RESISTIVAS.

CON ESTOS DATOS DETERMINAMOS LA PROFUNDIDAD MÁS DESEABLE PARA LA INSTALACIÓN DE TUBERÍAS, CABLES, TOMA DE TIERRA, ETC., A LA CUAL CONOCEREMOS LA FACILIDAD MAYOR O MENOR DE POSIBILIDAD DE CORROSIÓN POR LA AGRESIVIDAD DEL TERRENO.



Calculada la resistividad aparente para varias distancias, si fijamos las distancias como abscisas y las resistividades como ordenadas, podemos representar una curva con los datos obtenidos en las medidas efectuadas que nos sirve para calcular, en cada caso, la resistividad real.

Supongamos el caso más simple de variación de resistividad: cuando existen solamente dos capas de diferentes resistividades con una discontinuidad horizontal.

Supongamos que la capa superior de profundidad ¨d¨ tiene una resistividad ρ1 y que la capa inferior de profundidad infinita tiene una resistividad ρ2.

Cuando la distancia ¨a¨ es muy pequeña, se puede considerar que la resistividad aparente a es igual a la real ρ1. Por el contrario, se ¨a¨ es infinita ρa = ρ2.

La relación ρ1/ρ2 determina la forma de la curva, mientras que ¨d¨determina el espesor.






ACLARATORIAS SOBRE APLICACIÓN DE PROTECCION CATODICA.


TIPOS DE ANODOS


TIPOS DE ANODOS

LOS METALES QUE SE UTILIZAN PARA ESTE FIN SON: EL CINC, ALUMINIO,

MAGNESIO Y SUS RESPECTIVAS ALEACIONES.

EL CINC HA SIDO EL MATERIAL ANÓDICO MÁS USADO, DEBIDO A SU BAJA

POLARIZACIÓN, SU VELOCIDAD RAZONABLE DE DISOLUCIÓN, SU

CAPACIDAD DE ENTREGA DE CORRIENTE Y SU COSTO.

EL ALUMINIO PRESENTA ALGUNOS PROBLEMAS DEBIDO A LO

PROTECTORAS QUE SON SUS CAPAS DE ÓXIDO, POR LO QUE DEBE

ALEARSE A OTROS ELEMENTOS.


ANODOS DE SACRIFICIO.

EL MAGNESIO SE USA MUCHO CUANDO SE REQUIERE UNA POLARIZACIÓN

RÁPIDA DE LA ESTRUCTURA, O EN MEDIOS AGRESIVOS DE ALTA

RESISTENCIA, TAMBIÉN TIENE SUS USO MUY DIFUNDIDO, AUNQUE

MENOS QUE EL CINC.

EN NUESTRO PAIS DEBIDO AL CRECIMIENTO DE LA INDUSTRIA DEL

ALUMINIO, SE PRODUCEN ÁNODOS DE ALEACIONES DE ESTE METAL DE

MUY BUENA CALIDAD Y COSTO COMPETITIVO, POR LO QUE SUS USOS EN

LA INDUSTRIA SE HA POPULARIZADO, A PESAR DE QUE SU EFICIENCIA ES

MENOR QUE LAS DEL CINC Y MAGNESIO.


Zinc (hasta 1500 Ohm x cm).

Magnesio (mayor de 1500 Ohm x cm).

Magnesio.

Aluminio/Mercurio.

Aluminio/Indio.

Zinc.

Aluminio/Mercurio.

Suelos

Suelos

Agua dulce

Agua de mar

Agua de mar

Fondo marino

Material anódicoAmbiente agresivo

ANODOS DE SACRIFICIO.

RECOMENDACION DE SUS USOS


PROPIEDAD DEL METAL.

•EL POTENCIAL DE DISOLUCIÓN DEBE SER SUFICIENTEMENTE NEGATIVO PARA POLARIZAR LA ESTRUCTURA QUE SE VA A PROTEGER, POR LO QUE DEBE EXISTIR UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL APRECIABLE ENTRE AMBOS METALES.

•EL POTENCIAL PRÁCTICO DE DISOLUCIÓN ESTÁ ENTRE 1 1.0 Y -1.7 VOLTIOS; POTENCIALES SUPERIORES NO SE RECOMIENDAN PORQUE GENERARÍAN UN PASO DE CORRIENTE INNECESARIO.

•ELMETAL ANÓDICO DEBE TENER POCA TENDENCIA A LA POLARIZACIÓN, POR LO QUE NO DEBE GENERAR PELÍCULAS PROTECTORAS O PASIVANTES, Y TENER UN BUEN SOBREVOLTAJE DE HIDRÓGENO.

CARACTERISTICAS REQUERIDAS DE LOS ANODOS DE SACRIFICIO.


•EL METAL DEBE TENER UN RENDIMIENTO ELÉCTRICO ELEVADO EN

AMPERIOS H/KG, PARA OBTENER LA MÁXIMA PROTECCIÓN CON EL

MÍNIMO PESO.

•LA DISOLUCIÓN DEL MATERIAL DEBE SER UNIFORME, PARA

GARANTIZAR ASÍ UNA CORRIENTE DE PROTECCIÓN LO MÁS

CONSTANTE POSIBLE.

•EL MATERIAL DEBE SER ECONÓMICO Y DE FACIL ADQUISICIÓN Y VENIR

EN DIFERENTES FORMAS Y TAMAŇOS.

CARACTERISTICAS REQUERIDAS DE LOS ANODOS DE SACRIFICIO.


9550-6595Eficiencia (*)

- 1,1- 1,4 a -1,7 - 1,1Potencial de trabajo normal (V)

28001100780Rendimiento Practico (A x h/Kg)

AluminioMagnesioZincMaterial

CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS ANODOS DE SACRIFICIO.

(*) Referir autocorrosión.


COLOCACION DE LOS ANODOS DE SACRIFICIO.•LOS ANODOS USADOS EN AGUAS SALADAS Y DULCES SE UTILIZAN DESNUDAS, MIENTRAS QUE EN SUELOS SE UTILIZAN CON RELLENOS O BACKFILL DE BENTONITA, YESO Y SAL QUE FACILITEN EL DRENAJE DE CORRIENTE.


ANODOS DE CORRIENTE IMPRESA.

CLASIFICACION

LOS METALES UTILIZADOS SE BASAN EN SU NATURALEZA Y SU

CONSUMO:

• Metales y aleaciones consumibles: ACEROS, HIERRO, ALUMINIO, Y ZINC.

• Conductores no metálicos: CARBON Y MAGNETITA.

• Metales y aleaciones parcialmente pasivas: HIERRO-SILICIO Y PLOMO-

PLATA.

• Metales completamente pasivos: PLATINO (Sólido y electrodepositado) y

PLATINO enchapado en TITANIO y NIOBIO.

•Innovaciones: Anodo polimérico.


ANODOS DE CORRIENTE IMPRESA MAS UTILIZADOS.

CHATARRA DE HIERRO:CHATARRA DE HIERRO:

PERFILES Y TUBERIAS, BAJO COSTO, SUELOS DE ALTA RESISTIVIDAD Y ENTERRADOS EN BACKFILL DE COKE METALURGICO. CONSUMO 9,5 Kg/Amp x Año.

FERROSILICIO:FERROSILICIO:

SUELOS DE MEDIA Y BAJA RESISTIVIDAD EN BACKFILL DE COKE METALURGICO. CONSUMO ENTRE 0,25 Y 1,0 Kg/Amp x Año. MUY FRAGIL, CAPACIDAD MAXIMA 13 Amp/Anodo.

GRAFITO:GRAFITO:

SUELOS DE MEDIANA RESISTIVIDAD EN COKE METALURGICO. CONSUMO ENTRE 0,1 Y 1,0 Kg/Amp x Año Y CAPACIDAD MAXIMA 4 Amp/Anodo.


TITANIOTITANIO--PLATINIZADO:PLATINIZADO:

INDICADO PARA ESTRUCTURAS E INSTALACIONES EN AGUA DE MAR. CAPACIDAD CORRIENTE MAXIMA 3000 A/m2, CONSUMO 10E-5 Kg/Amp X Año, VOLTAJE DE TRABAJO LIMITADO < 12 VOLT. Y HASTA 40-50 VOLT. EN AGUA DULCE. CAPA TITANIO 2,5 A 5 MICRONES Y TIEMPO DE VIDA ENTRE 10 Y 25 AÑO

PLOMOPLOMO--PLATA:PLATA:

ALEACION DE 1-2% DE PLATA Y ANTIMONIO. USO DIFUNDIDO EN AGUA DE MAR. CAPACIDAD MAXIMA DE 250 A/m2 Y CONSUMO 0,9 – 1,0 Kg/Amp X Año.

ANODOS DE CORRIENTE IMPRESA MAS UTILIZADOS.


Condiciones de uso:

Corriente maxima (suelo):52mA/m.Corriente maxima (agua):52mA/m.Temperatura: 65 °C.

ANODOS DE CORRIENTE IMPRESA-Innovaciones.Anodo polimérico (carbón y polimérico).


APLICACIONES DE LA PROTECCION CATODICA


APLICACIÓN DE LA PROTECCION CATODICA.

• TANQUES DE ALMACENAMIENTO (AGUA, CRUDO Y PRODUCTOSCORROSIVOS).

• TUBERÍAS SUMERGIDAS Y ENTERRADAS.• PILOTES METÁLICOS Y DE CONCRETO DE MUELLES .• TABLA ESTACADOS METÁLICOS.• PLATAFORMAS DE PERFORACIÓN Y PRODUCCIÓN.• BARCOS Y GABARRAS.• POZOS PETROLEROS.• TORRES Y ENFRIADORES DE AGUA.• INTERCAMBIADORES DE CALOR Y CONDENSADORES.• PUENTES Y ESTRUCTURAS METÁLICAS.• EQUIPOS DE PROCESO.• CALENTADORES DOMÉSTICOS.



TUBERTUBERÍÍAA

((--)) (+)(+)



Caja de Interconexión de ánodos



BOMBA DE GASOLINA

TANQUES

R

L



Suelo

Nivel del mar

Anodo

Tableestacado



METODOS DE INSTALACION DE REVESTIDORES EN POZOS

TIPO I TIPO II TIPO III

SUPERFICIE DEL

REVESTIDOR

SUPERFICIE DEL

REVESTIDOR

REVESTIDOR INTERMEDIO

REVESTIDOR DE

PRODUCCION

REVESTIDOR DE

PRODUCCION

ZONA DE PRODUCCION

REVESTIDOR ENCEMENTADO

ZONAS DONDE PC NO ES EFECTIVA POR EL CEMENTO.

FUENTE DE CORRIENTE DC

LECHO DE ANODO

REVESTIDOR PROTEGIDO CATODICAMENTE


TECNICAS Y CRITERIOS PARA MONITOREO PC


CRITERIOS Y MONITOREO DE PROTECCION CATODICA.

CRITERIO DE CRITERIO DE --850 mV.850 mV.

Se le denomina criterio de potencial encendido o potencial ‘ON’.

Aplica para estructuras de Acero al carbono en suelo y agua, medido con el electrodo de referencia Cu/CuSO4.

Se considera -500 a -550 mV como potencial natural (Sin PC) del acero al carbono.

Este potencial de protección de -850 mV Incluye un error llamado IR drop por: magnitud de la corriente, resistencia del electrolito, posición del electrodo de referencia.

Se corre el riesgo de no haber protección (errores de hasta un diferencial de 300mV).

Se impone el criterio de un potencial de protección ‘ON’ de -1000 a -1100 mV.


CRITERIOS Y MONITOREO DE PROTECCION CATODICA.

CRITERIOS NACE Recommended Practice RP-01-65.

CRITERIO DE CRITERIO DE --250 mV.250 mV.

SE ESTABLECE QUE PUEDE CONSIDERARSE A UNA ESTRUCTURA

PROTEGIDA, SI AL APLICARLE UNA CORRIENTE, SU POTENCIAL NATURAL

SE DESPLAZA AL MENOS 250 MV MÁS NEGATIVO.


CRITERIOS Y MONITOREO DE PROTECCION CATODICA.CRITERIOS NACE Recommended Practice RP-01-65.

CRITERIO DE CRITERIO DE --100 mV.100 mV.AL INTERRUMPIRSE LA CORRIENTE DE PROTECCION (SISTEMAS PC APAGADOS), EL POTENCIAL ENCENDIDO O POTENCIAL ‘ON’ CAE HASTA UN VALOR MENOS NEGATIVO O POTENCIAL DE POLARIZACION AL NO EXISTIR EL ‘IR.’ DESPUES DE 3 A 4 MINUTOS ESE POTENCIAL DE POLARIZACION CAE A UN VALOR MINIMO DE 100 mv (MENOS NEGATIVO). EN ESE PUNTO SE LEE EL POTENCIAL DE PROTECCION CATODICA.

Tiempo (min)

Pot

enci

al(m

V)

Potencial ON

Potencial de Polarización (SPC apagado)

Potencial Natural

Caida de potencial -100 mV

presentacion curso.pdf

Documents

fuente elctrica externa material

anodos de sacrificio

electrodo de laboratorio

tipos de anodos

consideraciones sobre resistividad

uno menos noble

cuando sea posible

superficie del revestidor